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네트워크 장비
네트워크 장비(network device)란 전송자와 수신자가 데이터를 전달하여 단말간 통신을 가능하게 하는 장비를 말한다. 네트워크 장비는 크게 스위치, 전송장비, 액세스 장비로 구성된다.[1]
목차
개요
네트워크(network)의 어원은 '그물'을 뜻하는 네트(net)와 '일'을 뜻하는 워크(work)의 합성어이다. 즉, 네트워크란 그물을 짜는 행위를 가리키는 명사에서 임의의 연결망을 지칭하는 용어로 그 범위가 확장된 단어이다. 즉, 네트워크란 데이터 통신이라는 공통의 목적을 위하여 두 개 이상의 장치들이 연결되어 있는 통신구조를 말한다.
종류
네트워크 장비로는 라우터, 스위치, 리피터, 허브 등이 있고 필요 및 비용에 따라 사용되기도 하고 사용되지 않기도 한다. 데이터베이스를 관리하기 위한 서버나 무선을 위한 AP 등 많은 장비가 있다.
리피터
리피터는 물리계층에서만 동작하는 1계층 장비 장치이다. 하나의 네트워크 안에서 정보를 전달하는 신호는 데이터의 무결성을 보장할 수 있을 정도의 거리까지 전달될 수 있다. 신호가 너무 약해지거나 잡음에 의해 훼손되기 전에 수신하여 원래의 [[비트] 형태로 재생하여 새로 보낸다. 따라서 리피터는 네트워크의 물리적인 길이를 확장할 수 있지만, 단순히 신호 증폭의 역할을 하며 브로드 캐스트로 전파하기 때문에 트래픽 증가의 문제가 있다. 게다가 변질한 신호도 증폭하기 때문에 신호의 변형 가능성이 크다.
허브
허브는 다중 포트 리피터이다. 쉽게 말해 리피터에 여러 개의 포트를 장착한 것이다. 마찬가지로 1계층 장비이며 실제로 다중 포트 리피터 역할을 하며 물리적 성형 접속 형태에서 장치 사이의 연결을 생성하는 데 사용된다. 따라서 다중 계층을 생성하는 데 사용된다.
브리지
브리지는 물리 계층뿐만 아니라 데이터 링크 계층에서도 동작한다. 2계층 장비이며 물리 계층 장치와 같이 브리지는 수신한 신호를 재생성한다. 데이터 계층 장치와 같이 브리지는 패킷에 포함된 물리 주소(발신지와 목적지)를 검사한다. 리피터와 같이 브리지는 물리적 주소가 없고 원래의 송신지에서 목적지까지가 아닌 필터로만 동작한다.
- 필터링
브리지와 리피터의 기능적인 차이점이 있으며, 이 개념은 매우 중요하다. 브리지는 필터링 기능이 있는데, 패킷의 목적지 주소를 검사할 수 있고 패킷이 전달되는지 폐기하는지를 결정할 수 있다. 또, 인터페이스 주소를 대입한 테이블을 가지고 있고 스위치도 마찬가지로 맥(MAC)주소 테이블을 가지고 있다.
- 브리지 장비의 예
스위치
스위치는 브리지와 마찬가지로 2계층에서 동작한다. 사용 목적은 허브와 유사하지만, 스위치는 훨씬 향상된 네트워크 속도를 제공한다. 이는 각 컴퓨터에서 주고받는 데이터가 허브처럼 다른 모든 컴퓨터에 전송되는 것이 아니라 데이터를 필요한 컴퓨터에만 전송되기 때문에 가능하다. 따라서 허브처럼 충돌 현상이 나타나지 않는다. 대부분 스위치는 전이중 통신방식(Full Duplex)을 지원하기 때문에 송신과 수신이 동시에 일어날 경우에 빠른 속도를 제공한다. 이러한 기능을 수행하기 위해서는 각 컴퓨터의 고유한 맥주소 테이블을 학습해야 한다. 하지만 스위치의 경우도 대량의 발송이나 용량 초과 데이터 흐름에 대해서는 취약하므로 라우터나 VLAN(Virtual LAN) 스위치를 통해 네트워크를 분리해야 한다. 허브가 멀티포트 리피터라면 스위치는 멀티포트 브리지이다. 따라서 많은 포트 수를 사용하기 위해서 스위치를 사용하는 것이다.
라우터
라우터는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층에서 동작하는 3계층 장비이다. 물리 계층 장치와 같이 신호를 받아서 재생하며, 데이터 링크 계층 장치와 같이 패킷이 포함하고 있는 물리 주소(발신지와 목적지)를 검사하고, 네트워크 계층 장치와 같이 네트워크 계층 주소(IP 주소)를 검사한다. 라우터는 분리된 네트워크를 연결할 수 있다. 즉, LAN(Local Area Network)을 서로 연결할 수 있고, WAN(Wide Area Network)을 서로 연결할 수도 있으며, LAN과 WAN의 연결도 가능하다. 이렇게 라우터에 의해 연결된 네트워크를 인터넷이라고 한다. 서로 분리된 네트워크 사이에서 패킷 전송을 하며 이것이 가능한 것은 라우팅 테이블이 있기 때문에 패킷 경로를 지정하는 것이다.
위 사진에서 왼쪽부터 1계층 장비인 리피터, 2계층 장비인 스위치, 3계층 장비인 라우터이다.
리피터는 신호를 연결된 모든 포트로 전파한다. 그렇기 때문에 다른 단말이 신호를 보낼 시 충돌이 발생한다. 스위치는 이러한 문제를 해결한 장비이다. 브리지 주소 테이블 또는 맥주소 테이블을 가지고 있다. 그러므로 보내야 할 곳과 보내지 말아야 할 곳을 구분하므로 충돌 도메인을 해결하는 것이다. 그러나 브로드캐스트 도메인을 해결하지 않았으며 세그먼트 구분을 못 하므로 네트워크를 나누지는 못한다. 라우터는 스위치의 문제를 해결한다. 출발지 주소와 도착지 주소를 설정하고 경로를 지정하여 다른 네트워크로의 전송이 가능해진다.
L3 스위치
L3 스위치(Layer 3 switch)는 라우터 기능을 스위치에 내장한 경우로서, 주로 VLAN 간의 연결 통신을 제공한다. 2계층의 스위칭과 3계층의 라우팅을 할 수 있는 장비이다.
위의 그림의 왼쪽 그림인 스위치와 라우터를 이용하는 네트워크를 오른쪽 그림과 같이 L3 스위치 하나만으로 구축할 수 있는 것이다. 그렇다면 라우터가 사려져야 되고 L3 스위치만 존재해야 하는 것이 아닌가 하는 의문을 가질 수 있는데 라우터는 T1, E1, 전화 모뎀, X.25, 프레임 릴레이, 이더넷 통신, 위성 통신 등 다양한 서비스를 사용하기 때문에 라우터가 필요한 때도 있다. 더불어 백본(backbone)같은 위치에서 순수히 라우터로서 성능이 L3 스위치보다 우수하므로 라우터는 사용해야 한다.
L4 스위치
L4 스위치(Layer 4 Switch)는 OSI 7계층의 4계층을 확인하고 각 서버의 부하 분산을 위해 로드 밸런싱(Load Balancing) 역할을 한다. 포트 번호를 이용하여 트래픽을 분산 처리 하는 것이며, 4계층에서 발생하는 세션을 관리한다.
L4 스위치의 로드 밸런싱 알고리즘 명칭 동작 방식 라운드 로빈(Round Robin) 각 서버로 세션을 순차적으로 맺어주는 방식 웨이티드 라운드 로빈(Weighted Round Robin) 서버별로 가중치를 부여하여 라운드 레빈을 적용 -
리스트 커넥션(Least Connection) 각 서버의 오픈 세션을 고려한 다음, 가장 적은 수의 오픈 세션을 가진 서버로 세션을 맺어주는 방식 리스트 리스폰스 타임(Least Response) 세션별 응답속도가 가장 우수한 서버로 세션을 할당하는 방식 해시(Hash) 클라이언트 소스 IP 주소(32 비트) 값을 서버의 대수로 나는 나머지 값으로 커넥션할 서버를 결정하는 방식
L7 스위치
L7 스위치(Layer 7 Switch)는 커넥션 연결과 패킷 분석 능력이 있고 패킷 내용 기반 서버 로드 밸런싱(지능적 트래픽 관리, URL 파티셔닝)을 한다. 애플리케이션별 대역폭 관리를 수행한다(QoS : Quality of Service). 침입 탐지, 바이러스 차단, Dos(Denial of Service) 공격 차단, 패킷 필터링 등 보안 기능을 수행한다.
DCE
DCE(Distributed Computing Environment)는 통신회선 종단에 설치하는 장비이다. 가입자가 WAN 접속 시 인터 네트워킹(라우터, 브리지) 장비에 연결한다. 장비에서 나온 신호를 증폭하여 망으로 전송한다.
- DCE 장비의 예
RAS
RAS(Remote Access Server)는 원격 접속 서버 또는 원격 접속 시스템이라고 한다. 원격지 사용자를 WAN을 통해 LAN으로 연결해주는 장비이다. ISP(Internet service provider)측에서 가입자의 전화 접속을 받아주는 장비이다.
- RAS 장비의 예
이동통신이란 사용자가 자유롭게 이동하는 와중에도 계속적인 통신이 가능하도록 해 주는 통신 시스템을 말하는데, 일반적으로 무선통신 기술을 사용한다. 이동통신장비는 기술에 따라 분류하면 CDMA, GSM, WCDMA 등으로 구분된다.
계층별 네트워크 장비
- OSI : 조건에 제약을 받지 않고 다른 시스템끼리 통신이 가능하도록 한다.
- 7 계층 응용계층 : 사용자에게 네트워크 자원에 대한 접근을 제공한다. 사용자에게 보이는 유일한 계층. (프로토콜 : DHCP, DNS, FTP, HTTP)
- 6 계층 표현계층 : 데이터를 하나의 표현 형태로 변환한다. (프로토콜 : SSL, FTP, IMAP, SSH)
- 5 계층 세션계층 : 모든 통신장비를 연결하고 관리하며 종료한다. (프로토콜 : VARIOUS AP'I'S, SOCKETS)
- 4 계층 전송계층 : 에러검출, 흐름제어 사용자 간에 연결을 확립하고 유지한다. (프로토콜 : TCP, UDP, ECN, SCTP, DCCP)
- 3 계층 네트워크계층 : 논리적 주소를 참조하여 최적의 라우팅 경로를 통해 데이터를 전송한다. (프로토콜 : IP, IPSec, ICMP, IGMP)
- 2 계층 데이터링크계층 :물리적인 네트워크 사이의 데이터 전송을 담당한다. (프로토콜 : Ethernet, SLIP, PPP, FDDI)
- 1 계층 물리계층 : 데이터를 전기신호로 바꿔주는 역할을 한다. (프로토콜 : Coax, Fiber, Wireless)
장비 구조
- 내부 구조 : CPU, DRAM, NVRAM, Plash 메모리, ROM 으로 이루어져 있다.
- 외부 구조 : Serial port, Ethrenet, Console port, AUX 포트 로 이루어져 있다.[2]
전망
네트워크 시장은 데이터 트래픽의 수요 증가에 힘을 입어 점점 성장을 해 왔다. 2008년 글로벌 금융위기를 겪고 회복하여 인터넷 서비스 수요 증가로 네트워크 장비 또한 회복세에 있다고 볼 수 있다. IT에 관심이 높아질 수록 네트워크 장비 산업은 꾸준한 성장기회를 맞을 수 있을 것이다.[3]
각주
- ↑ 〈네트워크 장비〉, 《정보통신정책연구원》
- ↑ 〈네트워크 장비 L1, L3, L4, L7〉, 《정보보안 끝없는 도전과 용기》
- ↑ 〈네트워크 장비산업 동향 및 전망〉, 《한국기업평가》
참고자료
- 정현준, 〈네트워크 장비〉《정보통신정책연구원》
- 그래퍼, 〈스위치와 라우터〉, 《그래퍼 스토리》
- wind1237, 〈계층별 장비〉, 《네이버블로그》 2013-05-28
- 최장섭, 〈OSI 7계층〉, 《배추빌더 로고》
- 유준위, 〈네트워크 장비산업 동향 및 전망〉, 《한국기업평가》
- 채호석, 〈네트워크 장비L2, L3, L4, L7〉, 《정보보안 끝없는 도전과 용기》
같이 보기
