Switch란?
Hub는 랜선을 묶는 장치로 "입 출력"이 뚜렷하지 않고, 모든 랜 선이 "동등한" 데이터를 받는 것이 특징인 네트워크 장치 입니다.
Switch는 Hub에서 하나의 랜 선이 모든 랜 선으로 전달하는(마치 Boardcast 처럼)방식을 개선하여, "정확히 데이터를 원하는" 랜 선으로만 전달하도록 중재해주는 네트워크 장치 입니다.
이로 인해, Hub에 비해 Switch는 네트워크 부하를 줄여주는 역할도 수행하고, Unicast처럼 동작하기에 내부망에서 보안도 챙길 수 있으며, 여러 요청에 대한 데이터 충돌도 어느정도 줄여주는 효과가 있습니다.
Switch는 정확히 데이터를 원하는 랜 선을 빠르게 찾아내기 위해서 랜 선의 MAC 주소를 소지하여, L2패킷의 MAC 주소를 조작하는 형태로 통신을 수행하기 때문에, 내부에서는 MAC(ARP)Table을 소지하여 이를 통해 빠른 속도로 찾아낼 수 있습니다.
그래서 Switch는 L2 Switch로도 부르기도 합니다만, 오늘날 스위치와 라우터의 경계는 옅어 진 추세라서 공유기(AP)가 L2스위치 + L3스위치(라우터) 기능을 하는 장치도 가끔씩 볼 수 있습니다.
오늘날 L4, L7스위치라는 용어도 존재하지만, 이는 정확히는 ADC(Application Delivery Controller)라고 볼 수 있습니다.
ISP 란?
ISP(Internet Service Provider)란 여러 호스트나 하위사용자들을 서로 매개 해주는 역할을 하는 거대한 규모의 인터넷 서비스 제공자 입니다.
ISP는 호스트끼리 연결을 담당하기 때문에 회선을 깔거나, 네트워크 장비들을 설치하여 물리적으로 먼 거리에 있는 호스트를 연결해주는 역할을 수행합니다.
ISP는 Tier의 개념이 존재하여, 계층적(Hierachy)으로 인터넷을 접근하는 구조인데, 각 호스트는 접속 ISP(Access ISP)에, 접속 ISP는 지역 ISP(Legion ISP)에 접근하고, 지역 ISP끼리 통신하여 최정적으로 원하는 패킷에 정확하게 도달하는 구조를 가집니다.
이때, 지역ISP끼리 Tier가 같은 경우에는 피어링(Peering)을 하여 통신한다고 표현하고, 낮은 지역 ISP가 상위 지역 ISP에 통신을 요청하는 경우에는 호밍(Homing)을 하여 통신한다고 표현합니다.
호밍의 경우에는 트랜짓 비용(Transit Cost)을 내고, 상위 Tier를 사용하기 때문에, 가급적이면 피어링을 쓰는 것이 비용측면에서 좋지만, 네트워크 메시의 구조는 생각보다 복잡하게 얽혀 있기 때문에, 상위 Tier의 정보를 쓰는 것이 빠르다고 판단하면(라우팅 알고리즘 등으로), 일반적으로 트랜짓비용을 내고 정보를 가져오는 편입니다.
ASN, BGP
AS(Autonomous System)는 자율시스템으로 상호 라우팅으로 되어 있는 대규모 네트워크 망의 한 단위 입니다. 대부분의 사업체는 하나의 AS를 가지고 있다고 얘기할 수 있습니다.
ASN(Autonomous System Number)는 한 AS의 식별번호를 말합니다.
BGP(Border Gateway Protocol)는 서로 다른 네트워크 집단(AS)을 연결할 때, 사용하는 프로토콜 입니다.
BGP는 AS끼리 통신을 할 때 BGP라우터라는 것을 사용하여 라우팅 테이블(AS관련)을 작성하고, 정보를 통해 원하는 AS까지의 최단경로를 신속하게 찾아내도록 합니다.
BGP라우팅은 Hot Potato Routing(뜨거운 감자)알고리즘을 사용하는데, 알고리즘은 최단경로를 그리디 방식으로 AS를 선택하여 도착지점에 도달하는 방식을 사용합니다.
AS는 전세계 스케일의 시스템이고 사업체 단위의 시스템이기 때문에 굉장히 많으며 계속 생성되기 때문에, (1:1)통신을 즉각적으로 수행할 확률은 굉장히 낮을 수 밖에 없고, 라우팅 테이블을 사용한 최단 경로라고 해도, 실제로는 최단 경로가 아닐 확률도 높은 구조 입니다.
다양한 네트워크의 형태
ISP는 Tier와 함께 계층적인 연결을 지향하지만, 반드시 순차적으로 연결하지는 않습니다. 멀티-홈(Multi-Homing)은 상위 Tier ISP를 둘 이상 연결하는 것을 말합니다.
ISP 또는 AS는 서로 다른 ISP 및 AS는 각자의 최단경로 알고리즘으로 위치를 찾아가는 편이지만, 전체 규모가 크고 다양하며 물리적인 위치차이도 있기 때문에, 여전히 최단경로 알고리즘으로만 해결하기에는 문제가 있을 수 있을 것입니다. IxP(Internet exchange Point)는 이들을 연결하는 것 만을 중점으로 처리하는 서비스를 말합니다
IxP를 사용한다면, IxP가 AS를 가지고 있다는 전제하에 거의 점대점 통신을 가능하게 도와줄 수 있으며, 이는 반응시간의 이점도 있지만, 전반적인 트래픽 부하를 굉장히 줄여주는 이점도 있습니다.
MPLS(Multi Protocol Label Switching)는 기존 라우팅 방식인 헤더 검사 – 라우팅 테이블 참조 구조의 태생적인 한계(속도 자원의 부하)로 인해 더 빠르게 패킷을 처리하기 위한 대안입니다.
MPLS는 MPLS망을 사용하여 내부에서는 고속이동이 보장되지만, 입구와 출구 두 개의 라우터를 거친 이후는 기존의 라우팅 방식을 사용하기 때문에, 코어 네트워크(주로 대규모 백본)에서 사용되는 기술입니다.
오늘날에는 MPLS와 SD-WAN(Software-Defined Wide Area Network)을 자주 사용하는 편입니다.
Protocol
네트워크는 이렇게 다양한 집단부터 세세한 호스트까지 통신이 자유자재로 이루어져야 하기 때문에, 데이터 포맷 같은 상위 계층의 규칙부터, 네트워크 통신에 필요한 패킷의 규칙들도 매우 중요하게 사용될 것입니다.
프로토콜(Protocol)은 네트워크에서 규약을 의미하는 단어로 네트워크 통신을 Layer의 개념으로 단계를 나누고 각 Layer의 통신 표준 규칙을 만들며, 해당 규칙을 준수한 패킷은 온전하게 전달되도록 보장해주는 시스템 기반을 고안하는 일련의 규약을 통칭합니다.
오늘날 프로토콜은 종류가 굉장히 많고, 보안이 약한 규약부터 이를 해결하기 위한 보안이 뛰어난 규약까지 다양하게 사용되고 있습니다.
대표적으로 사용되는 프로토콜에는 HTTP(S), DNS, IP, TCP/UDP, SSH, RDP, DHCP, SMTP등이 있습니다.
OSI 7 Layer는 통신 Layer 개념 중에서 가장 표준화 된 개념으로 모든 네트워크 통신을 7계층으로 분류하여 각 계층의 규약을 정의하고 있습니다.
오늘날에는 각 계층의 할 일이나 특징, 다양한 기술 등을 OSI를 표준으로 작성하는 경우가 많습니다.
PDU(Protocol Data Unit)는 각 계층에서 주고 받을 수 있는 정보의 단위를 말합니다. 일반적으로 PDU는 헤더(Header)필드 와 페이로드(Payload)필드로 구성되어 있습니다
