네트워크 접속장치

soma·2024년 2월 14일

네트워크

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네트워크 접속장치란?

  • 근거리 · 광역 통신망 구성에서 가장 기본이 되는 하드웨어
  • 물리적으로 떨어져 있는 다양한 형태의 근거리 통신망을 연결하면 좀 더 복잡하고 큰 광역 통신망을 형성할 수 있는데 이들을 연결하려면 다양한 접속장치가 필요함
  • 컴퓨터나 네트워크 장치는 NIC를 사용해 네트워크 연결할 수 있음
  • 허브, 중계기, 스위치, 게이트웨이, 라우터 등을 사용해 네트워킹 문제를 해결함

1계층(Physical) 장비 : 실제 장비들을 연결하기 위한 연결 장치

  • 허브 (Hub)
    • 여러 대의 컴퓨터를 손쉽게 연결하고 디지털 신호를 증폭
    • 장점은 컴퓨터끼리 직접 연결하지 않아도 여러 대가 데이터를 주고 받음
    • 단점은 연결되어 있는 모든 포트(컴퓨터)에 데이터 전송됨(불필요한 데이터 포함)
    • 허브의 종류
      • Passive Hub : 단순히 전기적 연결만하는 형태 (<-> Active Hub)
      • Active Hub : 전원공급 장치가 따로 있어 신호재생이나 증폭 가능
      • Dummy Hub : 입력된 신호를 증폭해서 다시 포트로 단순 전송
      • Intelligent Hub : 세그먼테이션이 가능한 허브로 네트워크 구획이 가능
      • Switching Hub : 전송하고자 하는 목적지로만 데이터 전송
      • Stakable Hub : 허브를 쌓는 형식으로 포트의 증설이 가능
      • Modular Hub : 허브의 각 부분이 모듈로 되어 있어 필요한 형태의 포트를 선택하여 착탈할 수 있는 형태
      • Concentrate Hub : 허브 내의 빈 슬롯 내에 블록을 채워넣는 방식의 허브
  • 리피터 (Repeater)
    • 디지털 신호를 증폭시켜주는 역할
    • 접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하기 위해 사용하는 장치
    • 근거리 통신망을 구성하는 세그먼트들을 확장하거나 서로 연결
  • NIC (Network Interface Card)
    • 외부 네트워크와 접속하여, 가장 빠른 속도록 데이터를 주고받을 수 있게 컴퓨터 내에 설치되어 있는 장치

2계층(Data Link) 장비 : 오류와 흐름제거로 신뢰성 있는 데이터 전송

  • 브리지 (Bridge)
    • 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 서로 연결하여 하나의 네트워크로 만드는 장치
  • L2 스위치 (L2 Switch)
    • 전이중 통신방식(전송과 동시에 수신도 가능)으로 충돌이 일어나지 않는 구조 => 향상된 속도 제공
    • 3가지 방식
      • Store and Forwarding : 데이터 전부를 받은 후 다음 처리를 하는 방식
      • Cut Through : 데이터의 목적지 주소만 확인 후 바로 전송 처리하는 방식
      • Fragment Free : 프레임의 앞 64바이트만 읽어 에러를 처리하고 목적지 포트로 전송하는 방식

3계층(Network) 장비 : 올바른 경로를 선택하도록 지원

  • 라우터 (Router)
    • 서로 구조가 다른 망을 연결할 수 있어 근거리 통신망(LAN), 대도시 통신망(MAN), 광대역 통신망(WAN)을 연결하는 데 사용
    • IP 주소를 바탕으로 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능 수행
    • 방화벽과 같은 1차적인 보안 기능 제공
    • 네트워크 연결을 수행하는 장비
  • L3 스위치 (L3 Switch)
    • 라우터를 스위치 내에 수용시켜 네트워크 계층에 동작시킨 장비
-L3 스위치라우터
아키텍쳐하드웨어 처리가 메인소프트웨어 처리가 메인
포트 수많음적음
처리 속도높음낮음
지원 기능없음MPLS 및 VPN 지원
기술 지원없음NAT, 방화멱, 터널링, IPSec
확장성적음많음
비용저비용고비용

4계층(Transport) : 송신 · 수신 프로세스 간의 연결

  • L4 스위치 (L4 Switch)
    • 로드밸런싱(서버 부하 분산)을 처리하는 장비
    • 외부에서 들어오는 모든 요청은 서버가 아닌 L4 스위치를 거쳐 서버들에게 적절히 분배
    • TCP, UDP, HTTP Protocol의 헤더를 분석한 정보를 바탕으로 부하 분산을 실시하고 더불어 Source IP 혹은 Destination IP를 NAT(Network Address Translation)하여 보낼 수 있음
    • 장점은 보안성이 높고 상황에 따른 적절한 고급 스위칭 설정 가능, 용량 관계없이 네트워크 성능 개선에 기여함
    • 단점은 프로토콜에 의존적이며 설정이 복잡하고 고비용임
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