요약
1. NIC(랜카드)는 컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치이다. 트랜시버도 요즘엔 내장되어서 나온다.
2. 허브 안 쓰고, L2 스위치 쓴다. 1계층 허브 쓰면 주소고 뭐고 없어서 모든 서버에 정보 전달해서 전체 네트워크의 효율이 낮아짐.
3. L3 스위치 = 라우터라고 생각하자. 이 둘의 구분은 실익이 없고 굉장히 미묘하다. 이 문제에 대해 여기를 참고하자.
4. L4 스위치 = L4 로드 밸런서라고 생각하자. 로드 밸런서는 목적지 IP를 수정하여 패킷을 다른 곳으로 보내 부하를 줄일 수 있다.
5. 우리가 구현하는 어플리케이션 단의 로드 밸런서는 L7 로드 밸런서이다.
6. 집에서 사용하는 공유기는 L2 스위치, 라우터, NAT과 간단한 방화벽(4계층)을 모두 모아 놓은 꽤나 복잡한 녀석임.
네트워크의 규모와 LAN, WAN에 대한 간략적인 이해
네크워크의 규모와 관리 범위에 따라 3가지로 구분됩니다.
PAN, LAN, MAN, WAN.
각각 personal, local, metro, wide 범위를 나타낸다.
예전에는 각자 사용하는 기술이 달랐지만 이제는 대부분 이더넷으로 통합되면서 기술을 구분하는게 무의미해졌고, 단순히 범위에 따라서 느슨히 구분한다.
따라서, 회사 규모의 LAN과 매우 넓은 WAN 정도만 구분하여 공부하는 것이 좋다.
LAN
홈 네트워크나 사무실 네트워크 정도의 규모의 네트워크이다.
사실 WAN이 아니면 전부 LAN으로 봐도 된다. 기술에 있어 차이가 나지 않기 때문이다.
대기업 내의 네트워크라고 하더라도 LAN으로 보면 된다.
먼 거리의 통신이 필요 없으므로 스위치와 같은 간단한 장비로 연결한다.
WAN
멀리 떨어진 LAN을 연결한 거대한 네트워크이다.
원격이 연결을 위해 대부분 통신사업자인 KT, LG U+로 부터 회선을 임대해서 사용합니다.
네트워크 장비들
네트워크 인터페이스 카드 (NIC)
2계층 데이터 링크 계층의 장치입니다.
컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치.
별명이 많습니다. 랜 카드, 네트워크 인터페이스 컨트롤, 네트워크 카드...
- 직렬화
전기 신호를 데이터로, 혹은 데이터를 전기 신호로 변환합니다. 이러한 상호 변환을 ‘직렬화’라고 합니다.
- MAC 주소
자신이 가지고 있는 자신이 가지고 있는 MAC 주소를 확인하여 패킷 도착지 주소와 일치하지 않으면 패킷을 버립니다.
- Flow control
이미 통신 중인 데이터 처리 때문에 새 데이터를 받지 못할 경우 데이터 유실을 위해서 상대방에게 잠시 통신을 중지할 것을 요청할 수 있습니다.
케이블과 커넥터
네트워크에서 사용되는 케이블로는 트위스티드 페어 케이블, 동축 케이블, 광케이블로 나뉩니다.
목적에 따라 적합한 케이블을 사용해야 하며, 같은 종류의 케이블이라도 하더라도 케이블 본체의 종류에 따라 커넥터와 트랜시버의 종류가 또 달라집니다.
커넥터는 간단히 케이블의 끝부분으로, 네트워크 장비나 네트워크 카드에 연결되는 부분입니다. 소위 ‘끼우는 곳’이라고 하죠
가장 흔히 사용하는 트위스티드 페어 케이블은 RJ-45 커넥터를 사용합니다.
호환을 위해 '트랜시버'라는 게 존재하는데, 최근 생산되는 제품들은 이미 NIC에 트랜시버가 탑재되어 있어 트랜시버만 별도로 볼 일은 별로 없다고 한다.
허브 (L1)
L1에서 동작하는 장비.
허브는 거리가 멀어질수록 줄어드는 전기 신호를 재생성하고, 여러 대의 장비를 연결해주는 역할을 합니다.
이름이 HUB 라니깐요?
그러나 단순히 들어온 정보를 모든 포트 (클라이언트-서버의 역할로 생각해보자면 모든 서버)에 전송하고, MAC 주소니 IP 주소니 하는 것을 모릅니다. 때문에 전체 네트워크 성능이 줄어드는 문제가 있어 현재는 사용하지 않습니다.
스위치 (L2)
허브와 동일하게 여러 장비를 연결하는 역할을 하지만 2계층 장비입니다.
물론, 어떤 기준으로 정보를 보내는지에 따라 L2, L3, L4 스위치로 부릅니다.
어쨌거나 2계층의 스위치라는 말은 곧, MAC 주소를 이해할 수 있으며, 전기 신호를 모든 서버에 보내는 것이 아니라 목적지 주소를 인식하고 정확한 목적지로만 전기 신호를 보냅니다. 때문에 해당 정보를 받지 않는 다른 서버들은 다른 일을 할 수 있게 됩니다.
스위치의 발명과 함께 효율이 높은 네트워크로 발전하게 되었다고 하네요.
그래서 현재는 L1 허브를 사용하지 않고 스위치를 사용한다고 합니다.
라우터 (L3)
네트워크의 규모가 커지면서 먼 지역과 통신해야 하는 경우가 생겼고, 이에 따라 라우터가 필요해졌습니다.
라우터는 3계층에서 작동하며, 먼 거리로 통신할 수 있는 프로토콜로 변환합니다.
3계층이니까 IP 주소 기반으로 동작하겠죠?
라우터는 원격지로 쓸데없는 패킷이 전송되지 않도록 브로드캐스트와 멀티캐스트를 컨트롤합니다.
정확한 방향으로 패킷이 전송되도록 경로를 지정하고 최적의 경로로 패킷을 포워딩합니다.
여기서, 어디서 보내야 하는지는, 라우터의 라우팅 테이블을 참고하게 됩니다. 이 부분은 리눅스하면서도 다뤘으니 패스
로드 밸런서 (L4)
애플리케이션 계층의 로드 밸런서를 L7 로드 밸런서, ADC(Application Delivery Controller)라고 부릅니다.
L4 계층의 로드 밸런서도 위 로드 밸런서와 같은 역할을 합니다. 주로 L4 스위치가 로드 밸런서의 역할을 하기 때문에 사실상 L4 스위치 = L4 로드밸런서라고 생각하시면 됩니다.
로드 밸런서가 할 수 있는 핵심은, IP 주소를 변경할 수 있다는 겁니다.
따라서 누군가가 접근하면, 패킷의 목적지 IP 주소를 변경하여 보내주고, 이런 식으로 부하를 줄여줄 수 있습니다.
로드 밸런서는 별도로 또 다루도록 하겠습니다.
공유기
우리가 아는 그 공유기 맞습니다.
이 녀석은 L2 스위치, 라우터, NAT과 간단한 방화벽(4계층에서 작동)을 모두 모아 놓은 종합 선물 세트입니다.
내부적으로 굉장히 복잡한 장비라네요.
모뎀
짧은 거리를 통신하는 기술과 먼 거리를 통신하는 기술이 달라 이를 변환해주는 장비입니다.
홈 네트워크에서는 주로
인터넷 - 모뎀 - 공유기 - 내 PC순으로 동작하게 됩니다.
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