네트워크는 여러 개의 네트워크 기기를 기반으로 구축된다

1. 네트워크 기기의 처리 범위

계층별로 처리 범위를 나눌 수 있다

• 물리 계층 처리 기기
• 데이터 링크 계층 처리 기기

상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 그 반대는 불가

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

2. 애플리케이션 계층을 처리하는 기기

L7 스위치

: 애플리케이션 계층을 처리
: 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보낸다
: 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비

로드밸런서라고도 한다

• 서버의 부하를 분산하는 기기
• 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할을 하며
• 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 한다

주요 기능

• url, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽을 분산한다
• 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 거러내는 필터링 기능
• 응용 프로그램 수준의 트래픽 모니터링이 가능

장애가 발생한 서버가 있다면 이를 트래픽 분산 대상에서 제외해야 한다
이는 정기적으로 헬스 체크를 이용하여 감시하면서 이루어진다

L4 스위치와 L7 스위치 차이

L4 스위치

• 로드밸런서
• 스트리밍 관련 서비스에서 사용할 수 없다
• 메시지를 기반으로 인식하지 못한다
• 인터넷 계층을 처리하는 기기
• IP와 포트 기반으로(특히 포트를 기반으로) 트래픽을 분산한다
• L4 스위치를 이용한 로드밸런싱은 NLB 컴포넌트로 한다

L7 스위치

• 애플리케이션 계층을 처리하는 기기
• IP, 포트 외에도 URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽을 분산한다
• ALB 컴포넌트로 한다

헬스 체크

• 정의 : 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것을 말한다
• 목적 : 스위치는 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별한다

이때 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야 한다
TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별한다

ex. TCP요청을 보냈는데 3-웨이 핸드셰이크가 정상적으로 일어나지 않았다면 정상이 아닌 것

로드밸런서를 이용한 서버 이중화

로드밸런서의 대표적인 기능 : 서버 이중화

• 서비스를 안정적으로 운용하기 위해서는 2대 이상의 서버는 필수적
• 에러가 발생해 서버 1대가 종료되더라도 서비스는 안정적으로 운용되어야 하기 때문
• 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하고 이를 기반으로 안정적인 서비스 제공

가상 IP에 사용자들이 접근하고 뒷단에 사용 가능한 서버인둘을 기반으로 서빙한다. 그러면 뒷단에 사용 가능한 서버인 하나에 장애가 발생하면 그것과는 무방하게 다른 서버를 기반으로 안정적인 서비스를 운용할 수 있다

3. 인터넷 계층을 처리하는 기기

라우터, L3 스위치

라우터

역할 : 여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분
다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고 받을 때

• 패킷 소모를 최소화
• 경로를 최적화
• 최소 경로로 패킷을 포워딩
  하는 라우팅을 하는 장비

L3 스위치

L2 스위치의 기능 + 라우팅 기능을 갖춘 장비
라우터라고 해도 무방

라우터의 종류

• 소프트웨어 기반의 라우팅
• 하드웨어 기반의 라우팅 (담당 장치 : L3 스위치)

참조 테이블 ??
L2 스위치 : MAC 주소 테이블
L3 스위치 : 라우팅 테이블

참조 PDU
L2 스위치 : 이더넷 프레임
L3 스위치 : IP 패킷

참조 주소 ??
L2 스위치 : MAC 주소(구분용)
L3 스위치 : IP 주소

4. 데이터 링크 계층을 처리하는 기기

• L2 스위치, 브리지

L2 스위치

장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리하여
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

목적지가 MAC 주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달하고 MAC 주소 테이블의 주소는 일정 시간 이후 삭제하는 기능도 있다.

브리지

• 두 개의 근거리 통신망을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치
• 포트와 포트 사이의 다리 역할을 한다 ??
• 장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리한다
• 통신망 범위를 확장하고 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 하나의 통신망을 구축할 때 쓰인다

5. 물리 계층을 처리하는 기기

NIC, 리피터, AP

NIC

• LAN 카드라고 하는 네트워크 인터페이스 카드
• 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는데 사용한다
• 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨너 내에 설치하는 확장 카드
• 각 LAN 카드에는 각각을 구분하기 위한 고유의 식별번호인 MAC 주소가 있다

리피터

들어오는 약해진 신호 정도를 증혹하여 다른 쪽으로 전달하는 장치
패킷이 더 멀리 갈 수 있도록 한다
광케이블 보급 이후 잘 안 쓰인다

AP (Access Point)

패킷을 복사하는 기기
AP에 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술을 사용하여 무선 네트워크 연결을 할 수 있다