네트워크 기기
- 애플리케이션 계층: L7 스위치
- 인터넷 계층: 라우터, L3 스위치
- 데이터 링크 계층: 브리지, L2 스위치
- 물리 계층: NIC, 리피터, AP
L7스위치
- 애플리케이션 계층을 처리하는 기기
- 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비
- 로드밸런서라고도 하며, 서버와 부하를 분산하는 기기
- 클라리언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할
- 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 함
-> URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽을 분산 - 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 걸러내는 필터링 기능과 응용프로그램 수준의 트래픽 모니터링 기능 가능
L7스위치 VS L4스위치
L4스위치
- 인터넷 계층
- IP와 포트 기반으로 트래픽 분산
L7스위치
- 애플리케이션 계층
- IP와 포트 기반 + URL, HTTP헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽 분산
로드밸런서를 이용한 서버 이중화
- 로드 밸런서 대표 기능 = 서버 이중화
-> 서비스의 안정적인 운용을 위해 2대 이상의 서버가 필수(에러 발생에 대비) - 로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공 -> 안정적인 서비스 제공
L3 스위치 & 라우터
- 인터넷 계층을 처리하는 기기
라우터
- 여러개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시키는 역할
- '다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고받을 때 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화하여 최소 경로로 패킷을 포워딩'하는 라우팅을 하는 장비
L3스위치
- L2스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비
- 라우터와 같다고해도 무방
- 하드웨어 기반의 라우팅을 담당하는 장치
L2 스위치 & 브리지
- 데이터링크 계층을 처리하는 기기
L2스위치
- 장치들의 MAC주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리
- 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당
- 단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할(IP주소 기반 라우팅은 불가능)
브리지
- 두개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치
- 포트와 포트 사이의 다리 역할
- 장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리
- 통신망 범위를 확장하고 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 '하나의' 통신망을 구축
NIC, 리피터, AP
- 물리 계층을 처리하는 기기
NIC(Network Interface Card)
- =LAN 카드
- 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는데 사용
- 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드
- LAN 카드에는 각각 구분하기 위한 고유의 식별번호인 MAC 주소가 존재
리피터
- 들어오는 약해진 신호 정도를 증폭시키며 다른 쪽으로 전달하는 장치
- 패킷을 더 밀리 보낼 수 있고, 광케이블의 보급으로 현재는 잘 사용되지 않는 장치
AP
- 패킷을 복사하는 기기
- AP에 유선 LAN을 연결 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술(와이파이)등을 사용하여 무선 네트워크 연결 가능
IP주소
ARP(Access Resolution Protocol)
- IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜
- ARP를 통해 가상 주소인 IP주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환
ex)
1. A가 'ARP Request 브로드케스트'를 보내서 알맞는 IP주소에 해당하는 MAC 주소를 찾는다.
2. 해당 주소에 맞는 장치 B가 'ARP Reply 유니케스트'를 통해 MAC주소를 반환하는 과정을 거쳐 IP주소에 맞는 MAC 주소를 찾는다.
잠깐) 브로드캐시트 & 유니캐스트
- 브로드캐스트: 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식
- 유니캐스트: 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 데이터를 전송하는 방식
홉바이홉(hop by hop) 통신
- hop: 건너뛰는 모습
- 통신장치에 있는 '라우팅(IP주소를 찾아가는 과정) 테이블'의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 '라우팅'과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신
라우팅 테이블
- 송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용
- 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기위한 방법이 들어 있는 리스트를 뜻
- 게이트웨이와 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가지고 있다
게이트웨이
- 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할
- 서로 다른 네트워크 상의 통신 프로토콜을 변환해 주는 역할
- 사용자는 인터넷에 접속하기 위해 톨게이트역할을 하는 게이트웨이를 거쳐야한다.
IP 주소 체계
- IP주소 - IPv4, IPv6
- IPv4: 32비트(8비트 단위)로 . 표시
- IPv6: 64비트(16비트 단위)로 : 표시
클래스 기반 할당 방식
- A,B,C,D,E 클래스로 구분하는 클래스 기반 할당 방식(CIDR)
- 클래스 A,B,C: 일대일 통신
- 클래스 D: 멀티캐스트 통신
- 클래스 E: 예비용 통신
- 네트워크 첫번째 주소: 네트워크 주소
- 네트워크 마지막 주소: 브로드캐스트용 주소(네트워크에 속해 있는 모든 컴퓨터에 데이터를 보낼때 사용)
상황)
-
클래스 A로 12.0.0.0이란 네트워크를 부여
-> 12.0.0.1~12.255.255.254의 호스트 주소를 부여받은 것 -
첫 번째 주소인 12.0.0.0은 네트워크 구별 주소로 사용하면 안 되고 가장 마지막 주소인 12.255.255.255의 경우 브로드캐스트용으로 남겨두어야 하니 이 또한 사용하면 안 됨
-
그렇기 때문에 그 사이에 있는 12.0.0.1~12.255.255.254를 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소로 사용
이러한 방식은 사용하는 주소보다 버리는 주소가 더 많다.
-> 따라서 DHCP, Ipv6, NAT이 존재
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
- IP주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜
- 네트워크 장치의 IP주소를 수동으로 설정하지 않고 인터넷에 접속할 때 마다 자동으로 IP주소를 할당 가능
NAT(Network Address Translation)
- 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP주소 정보를 수정하여 IP주소를 다른 주소로 매핑하는 방법
ex)
홍철 팀장, 가영 대리는 192.168.0.xxx를 기반으로 각각의 다른 IP라는 사설 IP를 보유. 그리고 NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200으로 외부 인터넷에 요청 가능.
=> 이를 통해 어비스 회사에 있는 홍철 팀장과 가영 대리는 하나의 IP인 121.165.151.200을 기반으로 각각의 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용 가능
=> 이처럼 NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환하는 데 사용.
공유기와 NAT
- NAT을 사용하는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함.
ex) 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를 연결하여 사용 -> 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어있기 떄문
NAT의 단점
- 여러명의 동시 접속이 이루어지므로 호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려질 수 있다.
