네트워크 기기의 처리 범위
네트워크 기기는 계층별 처리 범위를 나눌 수 있다. 상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 반대는 불가능하다.
- 애플리케이션 계층 : L7스위치
- 인터넷 계층 : 라우터, L3 스위치
- 데이터 링크 계층 : L2스위치, 브리지
- 물리 계층 : NIC, 리피터, AP
애플리케이션 계층 처리 기기
L7 스위치(로드 밸런서)
L7 스위치는 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비이며 로드밸런서이기도 하며 클라이언트의 요청을 뒤쪽에 여러 서버로 나누는 역할을 하며 시스템이 처리 가능한 트래픽 증가를 목표로 한다.
또한, URL, 서버, 캐시, 쿠키 들을 기반으로 트래픽을 분산하고 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 필터링 하는 기능도 있으며 응용 프로그램 수준의 트래픽 모니터링도 가능하다.
만약 서버 장애 발생시 트래픽 분산 대상에서 제외해야 하는데, 이를 정기적 헬스체크를 통해 감시하면 이루어진다.
L4 스위치와 L7 스위치 차이
L4 스위치는 전송 계층을 처리하는 기기로 스트리밍 관련 서비스에서는 사용이 불가하며 메세지 기반으로 인식하지 못하고 IP와 포트를 기반으로 트래픽을 분산한다. 반면 L7 로드 밸런서는 IP, 포트 외에도 URL, HTTP헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽을 분산한다.
헬스 체크
전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정 후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것이다.
이때 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야하고 TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별한다.
로드밸런서를 이용한 서버 이중화
로드 밸런서의 대표적 기능이며 서비스를 안정적으로 운용하기 위해서는 2대 이상의 서버가 필수적인데 에러가 발생하여 서버 1대가 종료되어도 서비스는 안정적으로 운용되어야 하기 때문이다.
로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하고 이를 기반으로 안정적인 서비스를 제공한다.
인터넷 계층 처리 기기
라우터(L3 스위치)
라우터는 어러 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 스위치는 L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비를 말한다.
데이터 링크 계층 처리 기기
L2 스위치
MAC 주소를 MAC주소 테이블을 통해 관리하며, 연결된 장치로부터 패킷일 왔을 때 패킷 전송을 담당한다.
IP주소를 이해하지 못해 IP 주소를 기반으로 라우팅은 불가능하며 MAC 주소를 읽어 스위치하는 역할을 한다.
목적지가 MAC 주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달하고 MAC 주소 테이블의 주소는 일정 시간 이후 삭제하는 기능도 있다.
브리지
두 개의 LAN을 상호 접속하도록 하는 통신망 연결 장치로 양 포트 사이의 다리 역할을 하며 장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리한다. 통신망 범위 확장, 통신망 구축 시 사용된다.
물리 계층 처리 기기
NIC(Network Interface Card)
LAN카드라고 하며 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용하며, 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드이고 고유 식별번호인 MAC 주소를 갖는다.
리피터
들어오는 약해진 신호 정도를 증폭해 다른 쪽으로 전달하는 장치이며 이를 통해 패킷이 더 멀리 갈 수 있다. 하지만 광케이블 보금에 따라 현재 잘 사용하지 않는다.
AP
패킷을 복사하는 기기이다. 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술을 사용해 무선 네트워크 연결이 가능하다.
이런 CS 지식을 공부하다 보면 쓸모가 있을까 가끔 생각하게 된다. 언젠가 피가 되든 살이 되든 하지 않을까란 생각을 하면서 정리해본다.
