4장 : 네트워크

• 네트워크는 서버 등 복수의 노드를 유선 또는 무선으로 연결한 집합체이다
• 네트워크 장비란 LAN 케이블과 광섬유 케이블 등을 집약해 통신을 교환하는 장치를 말한다
  ex) 라우터, L2 스위치, L3 스위치, L4 스위치, L7 스위치 등이 있다

네트워크 장비

1. 라우터
   수신한 패킷을 적절한 경로로 전송하는 네트워크 장비
   인터넷에는 LAN이라고 불리는 무수한 로컬 네트워크가 있고, LAN끼리는 라우터로 연결되어 있다
   (이때, 라우팅 테이블  참조, 테이블에 없을 경우 기본 게이트웨이로 전송)
   
   라우팅 테이블 관리 방법
   
   1. 정적 라우팅
      기업에서는 대부분 외부 라우터와의 접속이 ISP나 데이터 센터 내부의 라우터 뿐이다.
      이처럼 통신 경로가 제한될 경우에 정적 라우팅이 최적이다.
   2. 동적 라우팅
      이웃 라우터와 통신해서 경로 정보를 자동으로 갱신하는 방법이다.
      RIP, OSPF, BGP 등의 라우팅 프로토콜이 존재한다. ISP처럼 외부 라우터와의 접속이 자주 변할때 최적이다.
   
   라우터의 선택 포인트
   
   1. ISP나 데이터 센터 등 라우터를 연결하는 곳에서 제공되는 상위 회선의 인터페이스와 일치하는 WAN 인터페이스를 가질 것
   2. WAN에서의 통신 대역
   3. 스루풋
      단위 시간당 데이터 전송량
   4. 보안 기능을 라우터에도 요구할 것인가?
      예를 들어 특정 IP 주소나 특정 TCP/UDP 포트 번호 이외의 통신을 차단하는 필터링 기능이 있다. 중간 규모 이하의 사이트에서는 비용 대비 효과적이지만 대규모 환경에서는 라우팅 기능과 보안 기능을 물리적으로 분리하는 것이 좋다. 라우팅량이 증가하거나 보안 필터링 규칙이 증가했을 때 상위 기종으로 교체를 검토할 필요가 있는데, 두 기능이 섞여 있으면 한 쪽만 교체가 필요해도 양 쪽 기능을 모두 교체할 수 밖에 없기 때문이다. 또한 라우팅 조건이나 보안 조건이 복잡해져서 네트워크 구성을 변경하고자 해도 양 쪽 기능이 섞여 있으면 변경하기가 곤란해진다.
   5. 도입 비용
      라우터 가격을 결정하는 중요한 요소 중 하나가 스루풋이다.
2. L2 스위치와 L3 스위치
   L2 스위치 : 프레임이 들어오면, 목적지 MAC 주소를 보고 적절한 곳으로 전송, 만약에 MAC 주소 테이블에 해당 MAC 주소가 없다면 LAN 내 전체에 브로드캐스트해서 응답이 있는 곳으로 전송한다
   L3 스위치 : 패킷이 들어오면, 목적지 IP 주소를 보고 적절한 곳으로 전송, 라우팅 테이블에 IP 주소 혹은 네트워크 주소가 없다면 기본 게이트웨이로 전송
3. L4 스위치와 L7 스위치
   L4/L7 스위치는 로드밸런서 기능이 달린 L3 스위치이다. L4 스위치는 IP와 TCP/UDP 포트를 보고 적절한 서버로 패킷을 전송한다. L7 스위치는 URL을 보고 적절한 서버로 전송한다.
   
   L4/L7 스위치는 부하 분산할 때 일정 간격으로 서버의 상태를 체크한다.
   L4/L7 스위치를 선택할 때 L2/L3 스위치와 같은 업체 제품으로 하면 명령 체계가 통일되므로 다루기 쉬워진다.

📢 네트워크 장비는 업체별로 독자적인 운영체제가 사용되므로 명령 체계가 다르다. 시스코 시스템즈 제품이 점유율이 높아서 시스코 장비로 통일하는 회사가 많다.

 

네트워크 기본 용어

1. TCP/IP
   TCP/IP는 인터넷에서 일반적으로 사용하는 프로토콜이다. 전 세계에서 표준으로 사용 중이기에 인터넷에 연결된 전 세계의 컴퓨터와 쉽게 통신할 수 있다.
2. OSI 참조 모델
   ISO 국제표준화기구에서 컴퓨터가 가져야 할 통신 기능을 계층 구조로 나눈 모델을 말한다.
3. TCP와 UDP
   TCP는 연결 지향형 프로토콜이고 고품질 통신을 실현한다. TCP에서는 데이터 송수신 시 순서가 다르면 순서를 바꾸고, 손실이 생기면 재전송하는 기능이 있다. 그 대신 오버헤드가 크고 비교적 느리다. 웹이나 메일 등 확실하게 통신이 이뤄져야 하는 신뢰성이 필요한 애플리케이션에서 사용한다.
   UDP는 비연결형 프로토콜이고 저품질이지만 속도가 빠르다. UDP에서는 연결을 지속하지 않고 일방적으로 데이터를 전송한다. 수신 측에서 정보를 받았다고 응답하는 기능이 없다. UDP는 음성 전화나 동영상 스트리밍 등 정보가 일부 유실되어도 문제가 없는 애플리케이션에서 이용된다.
4. 3 웨이 핸드쉐이크 : SYN와 ACK
   TCP 연결에서는 3 웨이 핸드쉐이크를 거쳐서 연결을 확립한다. 송신측과 수신측이 서로 SYN와 ACK를 서로 주고 받으며 성립하게 된다. UDP는 비연결형 프로토콜이므로 사용하지 않는다.
5. 스위칭과 라우팅
   LAN 안에서 L2 스위치(가정용 L2 스위치는 스위칭 허브라고 부른다)를 통한 통신을 스위칭이라고 한다.
   반면, 라우터 혹은 L3 스위치를 통해 LAN과 LAN 사이를 걸쳐 통신하는 것을 라우팅이라고 한다.
6. 네트워크 인터페이스 묶기
   여러 개의 네트워크 인터페이스에 같은 IP 주소나 MAC 주소를 부여해서 Active-Active 또는 Active-Standby 구성으로 통신하도록 설정하는 구조를 말한다. 내구성이 높아지고 사용할 수 있는 대역이 늘어나는 효과를 얻을 수 있다. (1Gbps인 네트워크 인터페이스를 묶었다면 2Gbps의 대역을 사용할 수 있게 된다)
   업체나 운영체제에 따라 부르는 용어가 다르다.
   Bonding(본딩), Teaming(티밍), Link Aggregation(링크 어그리게이션), Ether Channel(이더채널), Port Tranking(포트 트랭킹)

인터넷 연결

• 인터넷에 연결하기 위해선 라우터 혹은 L3 스위치가 외부 네트워크 회선에 연결되어야 한다. 자사에서 ISP의 회선을 끌어오거나 데이터 센터가 제공하는 네트워크 서비스를 이용해 코어 스위치와 데이터 센터의 스위치를 연결하는 방법이 있다.
• 중소 규모에서는 데이터 센터가 제공하는 네트워크 서비스를 이용하는 편이 비용 대비 효율적
• 대규모에서는 직접 회선을 끌어오는 것이 오히려 비용적으로 더 유리하고 서비스 수준에서 직접 관리할 수 있다는 장점이 있다

📢 대표적인 인터넷 회선 비용 요금 체계

1. 고정대역 사용 무제한
   1Mbps 고정, 1Gbps 고정 등 계약한 대역 범위 내에서 마음대로 사용
2. 종량과금
   한달 통신량에 따라 과금

네트워크 케이블

1. LAN 케이블
2. 광케이블
   광케이블 안에서는 광 신호로 전달되지만, 네트워크 장비 내부에서는 전기 신호로 전달되므로 광 신호를 전기 신호로 변환하는 네트워크 장비로 '트랜시버'가 이용된다.
   
   1. 멀티 모드 파이버
      전송 거리가 짧고 값이 쌈
   2. 싱글 모드 파이버
      전송 거리가 길고 가격이 비쌈