[Network] 네트워크 기기 & IP 주소

네트워크는 여러 개의 네트워크 기기를 기반으로 구축된다.

 

 

 

 

 

 

네트워크 기기의 처리 범위

네트워크 기기는 계층별로 처리 범위를 나눌 수 있다.

물리 계층을 처리할 수 있는 기기와 데이터 링크 계층을 처리할 수 있는 기기 등이 있다.
그리고 상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만, 
그 반대는 불가하다.

예를 들어, L7 스위치는 애플리케이션 계층을 처리하는 기기로 
그 밑의 모든 계층의 프로토콜을 처리할 수 있다.
하지만 AP는 물리 계층 밖에 처리하지 못한다.

• 애플리케이션 계층 : L7 스위치
• 인터넷 계층 : 라우터, L3 스위치
• 데이터 링크 계층 : L2 스위치, 브리지
• 물리 계층 : NIC, 리피터, AP

 

 

 

 

애플리케이션 계층을 처리하는 기기

애플리케이션 계층을 처리하는 기기로는 L7 스위치가 있다.

 

 

L7 스위치

※ 스위치는 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 
목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 
통신 네트워크 장비이다.

L7 스위치는 로드밸런서라고도 하며, 서버의 부하를 분산하는 기기이다.

클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할을 하며, 
시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 한다.

 

 

 

L4 스위치 vs L7 스위치

로드밸런서로는 L7 스위치뿐만 아니라 L4 스위치도 있다.

- L4 스위치 : 전송 계층을 처리하는 기기로 
스트리밍 관련 서비스에서는 사용할 수 없으며, 메시지를 기반으로 인식하지 못하고 
IP와 포트를 기반으로 트래픽을 분산한다.

- L7 스위치 : L7 로드밸런서는 IP, 포트 외에도
URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽을 분산한다.

 

 

 

 

인터넷 계층을 처리하는 기기

인터넷 계층을 처리하는 기기로는 라우터, L3 스위치가 있다.

 

※ 라우터 (Router) : 
여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시켜주는 역할을 하며 
"다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고받을 때 
패킷 소모를 최소화하고, 경로를 최적화하여 최소 경로로 패킷을 포워딩"하는
라우팅을 하는 장비이다.

 

 

L3 스위치

L3 스위치란 L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비이다.

L3 스위치를 라우터라고 해도 무방하다.

하드웨어 기반의 라우터를 담당하는 장치를 L3 스위치라고 한다.

 

 

 

L3 스위치 vs L2 스위치

구분	L2 스위치	L3 스위치
참조 테이블	MAC 주소 테이블	라우팅 테이블
참조 PDU	이더넷 프레임	IP 패킷
참조 주소	MAC 주소	IP 주소

 

※ MAC 주소 : 컴퓨터나 노트북 등 각 장치에는 네트워크에 연결하기 위한

장치(LAN 카드)가 있는데, 이를 구별하기 위한 식별번호를 말한다.

6바이트(48비트)로 구성된다.

 

 

※ 이더넷 프레임

 

 

※ PDU : 네트워크릐 어떠한 계층에서 계층으로 데이터가 전달될 때, 

한 덩어리의 단위를 PDU(Protocol Data Unit)라고 한다.

계층마다 부르는 명칭이 다르다.

- 애플리케이션 계층 : 메시지

- 전송 계층 : 세그먼트(TCP), 데이터그램(UDP)

- 인터넷 계층 : 패킷

- 링크 계층 : 프레임(데이터 링크 계층), 비트(물리 계층)

 

 

 

 

데이터 링크 계층을 처리하는 기기

데이터 링크 계층을 처리하는 기기로는 L2 스위치와 브리지가 있다.

 

 

L2 스위치

L2 스위치는 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리하며, 
연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당한다.

IP 주소를 이해하지 못해 IP 주소를 기반으로 라우팅은 불가능하며, 
단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할을 한다.

 

 

 

브리지 (bridge)

브리지는 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치로, 
포트와 포트 사이의 다리 역할을 하며 장치에서 받아온 MAC 주소를
MAC 주소 테이블로 관리한다.

 

 

 

 

 

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IP 주소

 

앞서 인터넷 계층에 IP 주소를 쓴다고 했는데, IP 주소에 대해 알아보자.

 

 

용어

- 브로드캐스트 : 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식

- 유니캐스트 : 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 데이터를 전송하는 방식

 

 

 

 

 

- 라우팅 : IP 주소를 찾아가는 과정

 

 

 

 

IP 주소 체계

IP 주소는 IPv4와 IPv6로 나뉜다.

- IPv4는 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하며,
123.45.67.89 같은 방식으로 IP주소를 나타낸다.

- IPv6는 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하며, 
2001:db9::ff00:42:8329 같은 방식으로 IP 주소를 나타낸다.