네트워크 초급

시작하기 앞서서...

네트워크는 컴퓨터간의 통신을 다루는 분야로 다른 컴퓨터 분야와 마찬가지로 그 중요도나 다양성은 말로 하지 않아도 모두들 알고 있을 것이다. 하다못해 정확한 시간을 표시하기 위해서라도 네트워크 통신은 필수 불가결한 옵션이 되었다. 컴퓨터 밥을 먹겠다고 결심했다면 네트워크를 빼놓고 생각할 수가 없다.

자신이 프론트엔드 자바 스크립트로만 한 획을 긋겠다는 야망이 충만하거나 통신이 불필요한 센싱 하드웨어만을 공부하겠다는 이른바 날빌드 테크를 태우고 있다 하여도 깊이의 차이는 있을지언정 원리를 알지 못하면 작업이 불가능하다. 첫 회사를 입사하고 10년이 넘게 흘렀지만 글을 쓰고 있는 지금도 네트워크에 대해서 깊게 알지는 못한다. 이참에 자료들과 알고 있는 개념들을 좀 더 정교한 수준으로 이해하고 과거에 있었던 나의 궁금증들을 최대한 쉬운 말로 풀어보도록 노력해보겠다.

OSI Model

Open Systems Interconnection Reference Model의 약어로 개방형 시스템 상호연결 참조 모델이라는 긴 이름을 가지고 있다. 쉽게 말해 이 모델로 네트워크를 구성하면 두 시스템이 서로 통신할 수 있다고 정의한 표준 모델이다.

실존함?

오늘날 대부분의 네트워크 시스템은 OSI 모델로 구성되어 있다. 일반 사용자는 기껏해봐야 홈 네트워크 수준으로 장비라고 해도 기껏해야 위 사진¹같은 NIC_{Network Interface Controller}장비 또는 소위 랜 카드라고 하는 장비 밖에 없었다. 메인보드에 추가로 결합하던 장비였지만 그나마도 이 글을 쓰고 있는 2024년에는 메인보드에 탑재된 상태라 그 존재를 가늠하기조차 힘들다. 모뎀이나 공유기도 설치기사가 선까지 다 깔아주고 친절하게 꼽아주시기까지 하니 네트워크는 더 접하기가 쉽지 않다.

다 쓰고 있어? 본적이 없는데?

요즘엔 메인보드에 랜 포트가 이미 일체형으로 출시되기 때문에 랜선만 꼽으면 작동하는... 실존하지만 볼 수 없는 블랙박스처럼 모든 것이 자동화되어 있어 사용자 입장에서는 눈을 씻고 찾아봐도 느끼기 힘들다. 간접적으로라도 느끼고 싶다면 인터넷에 접속해서 웹 페이지를 보라고 밖에 할 말이 없다. 요청과 응답들이 동일한 OSI 7계층으로 구현된 프로세스를 지나 통신이 성공하고 웹 페이지가 뜨는 것일지니...

랜 카드라는 것도 공간적 제약과 비용 문제를 해결하기위해 제품별로 몇 계층의 기능을 동시에 수행하도록 결합되어 있다. 운영체제 수준에서 네트워크 관리를 모두 자동으로 하다보니 OSI 7계층은 공부를 하면서도 뜬 구름 잡는 느낌이 컸다.

눈에 보이는 확실한 장비들이 있다면 조금 더 피부에 와닿을 수 있을테지만 이런 OSI 7계층을 구현한 전문 장비들은 거대한 트래픽을 다루어야 하는 곳에서 만나볼 수 있다. 대규모 서버실이나 아니면 건물내에 EPS_{Electrical Piping Shaft}실에 위치하는데 이것도 보통 사람들은 접근이 제한되기 마련이다.

─ 공용망 네트워크 ─ 건물(EPS 실) ── 1층 ──> 1...100 PC
                       └─────── 2층 ──> 1...100 PC
                       └─────── 3층 ──> 1...100 PC

여기서 조금 비약하여 설명을 해보겠다. 300명 규모의 건물이 있다고 상상해보자. 건물내에 들어오는 공용망 네트워크 선이 EPS 실을 통해 각 층으로 분배된다. 사람들이 각자의 PC마다 네이버 홈페이지에 접속한다고 했을 때, 페이지 요청과 응답을 적게 잡아 500KB로 계산해보면 약 87MB의 트래픽이 발생한다. 요즘 웹 페이지들은 동영상과 이미지가 많기 때문에 필요한 트래픽은 더 많아진다.

광고용 이미지와 동영상을 정말 너그럽게 5MB가 필요하다고 가정하면 약 1.4GB 정도의 트래픽이 발생한다. 여기서 끝이라면 참 좋겠지만 고려해야할 대상은 아직 한 참 많이 남았다. PC는 회사에서 지원해준 것이라 치고 개인이 랩탑을 가져와 보조용으로 쓴다고 치면 필요한 트래픽은 더 늘어난다. 스마트 폰은 집에 두고 올 것인가? 가져와서 와이파이를 쓰기도 하고 일부는 패드도 별도로 사서 사용할 것이고 한 때 IoT니 뭐니 여러가지 인터넷 접속이 가능한 장비들도 추가로 설치되어 있을 것이다. 조금만 더 나아가자면 음악도 스트리밍으로 듣고 작은 화면이나 패드에 유튜브를 틀어놓는 사람도 있을 것이다. 요즘처럼 1080p가 기본으로 되어버린 동영상 스트리밍을 생각해본다면 필요한 트래픽은 점점 더 거대해진다.

지속적으로 트래픽이 발생하는 것은 아니지만 트래픽을 처리하는 데에도 장비에서 CPU자원이 소모된다. 홈 네트워크 수준으로 구성했다가는 네트워크가 아주 빠른 시일내에 문제가 생길 것이다.²

그래서 어느정도 규모 있는 트래픽을 받아야 하는 환경에서는 계층별로 장비를 나누어 트래픽을 처리해야 네트워크가 문제없이 처리될 수 있다. OSI 계층 모델로 구분된 네트워크를 관리하게되면 장비별로 처리해야할 작업을 분산시킬 수 있고 오류가 발생하였을 때 어느 계층에서 문제가 생겼는지 쉽게 찾을 수 있어 유지보수에서도 장점을 가질 수 있다.

OSI 7 계층

Layer 1 - 물리 계층

말 그대로 물리적 상호작용을 위한 계층이다. 케이블과 직접 연결되는 물리적, 물질적 장비들을 떠올리면 된다. 그렇다면 무선 인터넷은 물리 계층이 없는 것인가? 시도는 좋았지만 전자기파도 물리학에 해당한다.

당연하게도 이 계층에서 통신은 전선을 통한 전기적인 신호만 사용가능하기 때문에 ON/OFF_1/0 두가지만 사용이 가능하다. 즉, 비트 단위의 통신만이 가능하다. 데이터를 안전하게 송수신하는데 올인한 계층으로 데이터에 대한 오류검사, 복구 같은 기능은 모두 버리고 무조건 수신하는데 집중한다.

대표적인 장비

• 케이블: 오직 송수신하는 물리적 케이블
• 안테나: 전자기파를 통하여 송수신하는 장비
• 리피터: 케이블이 길어질 수록 약해지는 신호를 증폭하여 전달한다.
• 허브: 리피터와 같은 역할을 수행하지만 여러개의 장비를 연결할 수 있다. 수신된 신호를 연결된 모든 노드로 전달한다. 한 번에 한 노드만 통신이 가능하다.

Layer 2 - 데이터 링크 계층

물리 계층을 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리한다. 통신에서 오류를 찾고 재전송하는 기능이 주목적이며 맥 주소로 통신을 한다. 대표적인 장비로 브리지와 스위치가 있다. 브리지의 경우 네트워크 세그먼트를 연결하는 역할을 한다. 말 그대로 건물 A, 건물 B 서로를 연결하는 다리 역할을 수행하게 된다. 네트워크 세그먼트는 경우에 따라 다른 것을 뜻하는데 여기서는 큰 네트워크를 구성하는 작은 네트워크들을 말한다. 후술할 전송계층에서는 트래픽을 세는 단위로 세그먼트라고 부른다.

스위치

스위치는 많은 곳에 쓰이는 네트워크 장비로 하나의 단원을 뜯어 자세히 설명한다. 하는 일은 브리지와 마찬가지로 네트워크 세그먼트를 연결해주는 장비이다. 브리지가 S/W 기반이라면 스위치는 H/W 기반의 네트워크 장비다. 하드웨어를 기반으로 동작하기 때문에 성능면에서 훨씬 빠르기 때문에 브리지의 상위호환 장비라 생각하면 된다. 허브와는 다르게 신호를 보낼때 필요한 포트로만 전달하므로 네트워크 데이터 전송 속도가 향상되고 불필요한 트래픽이 감소하게 된다. 또한 동시에 여러 노드와 통신할 수도 있다.

스위칭?

스위치가 하는 일을 스위칭한다고 하는데 도대체 어디서 이런 용어가 나오게 되었을까? 여러 문서나 블로그들을 찾아보아도 장비의 포트 교환이나 패킷 전달 등등 전문용어_{또는 그들만의 업계 은어}들이 난무하여 이해하기가 어려웠다. 스위칭은 말 그대로 회선을 바꿔서_Switching 전달하는 역할이라 이해하면 된다.

좀 더 직관적으로 이해하려면 기억을 더듬어 교환원이라는 직업을 생각할 수 있다. 교환원은 말 그대로 전선을 교환하여 통신 라인을 연결해주는 직업으로 과거를 시제로 삼는 느낌의 영화에서 가끔 출연하기도 한다.

한 명의 전화 교환원이 L2 스위치라고 생각하면 된다. 외부에서 들어오는 회선이 하나 있고 원하는 목적지와 연결되어있는 포트로 회선을 Switch 해주는 일을 한다. 다시 다른 목적지를 말하면 회선을 바꿔야_스위칭 한다. 목적지를 패킷에 담아 송신하고 교환원 대신 스위칭 장비가 각 포트의 맥 주소를 확인하여 목적지로 회선을 스위칭하는 것이다.

L1 스위치 ( Layer 1 Switch )

L1 스위치라는 스위치가 따로 있고 허브라는 장비가 따로 있는게 아니다. 1계층에서 작동하는 스위치로 L1 스위치, 곧 허브를 말한다. 엄밀히 따지자면 허브는 모든 포트로 패킷을 전달하기 때문에 스위치라고 부르지 않는 것이 바람직하겠지만 업계 용어로 관례상 자리잡은 것 같다.

L2 스위치 ( Layer 2 Switch )

일반적으로 스위치라고 하면 L2 스위치를 말한다. 데이터 링크 계층에서 MAC 주소를 기반으로 스위칭한다. 허브와는 다르게 모든 포트가 병렬로 처리되고 가격이 저렴하다는 극강의 장점이 있다.

L3 스위치 ( Layer 3 Switch )

L2 스위치에서 3계층의 라우팅 기능이 추가된 장비로 IP 정보를 통해 스위칭하며 라우터라고 불리우기도 하는데 여기에는 이유가 있다. 원래 라우터와 스위치는 구분되어 있었다. 브릿지와 허브처럼 이 둘도 S/W 기반, H/W 기반이라는 차이점을 가지고 있었으나 스위치의 기술이 점점 발달하면서 두 장비가 거의 차이가 없어졌다.

하드웨어 기반의 장비인 스위치는 속도가 매우 빨랐으며 결정적으로 라우터보다 저렴한 가격을 가지고 있었다. 소비자들은 하는 일은 같은데 성능은 더 좋고 심지어 더 저렴한 스위치를 선택하지 않을 이유가 없었다. 자연스럽게 라우터는 L3 스위치와의 경쟁에서 밀려나기 시작했고 라우터의 위치를 스위치가 차지하면서 두 단어가 점점 이음동의어가 되어갔을 것이라 생각해볼 수 있다.

맨 처음 라우터의 위치에 L3 스위치를 설치한 사람도 이걸 스위치라고 불러야할지 라우터라고 불러야할지 많은 고민을 했을 것 같다. 기왕 이렇게 된거 그냥 한 쪽을 캐삭빵처럼 역사속에서 없애버렸다면 모르겠지만 여전히 라우터라는 장비는 존재한다. L3 스위치와 라우터라고 구분해 말해준다면 친절한 편이고 라우터라고 하면 장비를 까보기 전까지는 모르지만 L3 스위치일 확률이 높다.

그럼 이 둘을 정확하게 구분해서 가리킬 수 있는 기준이 있느냐...? 군부대마다 은어가 다르고 기준이 다르듯이 라우터와 L3 스위치를 구분하는 기준도 조직마다 중구난방이라 애매모호해져서 구분할 수 없다고 한다.

L4 스위치 ( Layer 4 Switch )

전송 계층에서 작동하는 스위치이다. 마찬가지로 전문 장비들이 있으나 스위치가 기술에 발달로 인해 점점 영역이 늘어나 모호해 졌다. 프로토콜인 TCP/UDP를 이용하므로 IP와 PORT를 기반으로 스위칭하며 부하 분산 기능(Load Balancing)을 제공한다.

L7 스위치 ( L5 - L6, Layer 7 Switch )

L5, L6의 기능은 보통 L7에서 함께 작동하기 때문에 별도로 구분하지 않는다. L7 스위치는 L4와 동일하지만 추가적으로 페이로드를 분석하여 패킷을 처리한다. 이를 통해 DDos, SYN Attack등 네트워크 공격에 대한 방어가 가능하고 특정 바이러스 감염 패킷을 필터링하는 등의 기능이 있다. 네트워크 보안 강화가 가능하지만 가격이 비싸다는 단점이 있다.

Layer 3 - 네트워크 계층

경로 선택과 주소 할당 그리고 경로에 따른 패킷 전달이 주목적인 계층으로 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 기능이 중요하다. 논리적 주소인 IP가 할당되는 계층이다.

라우터

논리적, 물리적으로 분리된 네트워크간 데이터 전송을 위한 최적의 경로를 설정하고 이 경로를 따라 데이터를 전송하는 장비다. L3 스위치에서 말한 것처럼 기능은 비슷하나 라우터는 가격이 비싸고 초기 설정이 복잡하다는 단점이 있다. 종류로는 코어, 센터, 엣지, 브로드밴드, 핫스팟, ISP 라우터 등이 있다. 각자 사용 목적이나 설치되는 논리적/물리적 위치에 따라 이름을 짓는다.

블랙홀 라우터 (Null0 라우터)

공부하다보니 흥미로운 라우터가 있어서 정리한다. 패킷을 받아 소멸시켜버리는 라우터로 리눅스의 /dev/null 과 비슷하게 Null0라는 가상의 인터페이스로 트래픽을 포워딩하여 소멸시키는 방식으로 작동한다. 블랙홀 라우터로 경로를 바꿔줄 수 있는 라우터도 블랙홀 라우터라고 부른다.

DDos공격이나 Flood 공격처럼 구분이 쉬운 대규모 트래픽의 경우 일반적인 라우터도 감지할 수 있지만 라우터는 공격 패킷 자체를 직접 소멸시킬 수 없기 때문에 블랙홀 라우터로 경로를 바꿔 버린다.

Layer 4 - 전송 계층

최종 호스트간의 데이터 전송 조율을 담당하여 보낼 데이터의 용량과 속도 그리고 목적지 등을 처리한다. 종단간 신뢰성있는 정확한 데이터 전송을 목적으로 전송 단위는 세그먼트이다. 종단간 통신에서 에러 복구와 흐름 제어를 담당하게 된다.

네트워크 트래픽은 수 많은 중간 노드들을 거쳐 이동한다. 중간의 장비 불량이나 경로가 불확실하거나 처리가 지연되는 경우를 포함하여 전송된 패킷이 수신처에 도착할 때 순서가 보장되지 않는다. 따라서, 네트워크 트래픽을 통신할 때에는 세그먼트_순번를 붙여 송수신하게 되는데, L4 단계에서 순번이 빠진 데이터가 있다면 재송신 요청을 하는 등의 작업을 하게 된다.

송신은 분명 순서대로 일텐데? 수신은 왜..?

우리는 빠른 인터넷과 자동화 시대에 너무 익숙한 나머지 많은 부분을 놓치고 있다. 위처럼 부산에서 시작한 패킷전송이 다양한 경로를 거치고 서울의 한 목적지로 이동하는 케이스를 생각해보자. 이렇게 보더라도 마치 한 라인으로 연결되어 전송된 세그먼트들이 순서대로 도착해야 할 것 같다.

그렇다면 세그먼트를 송신하던 중간에 어떤 라우터가 하나 고장났다는 가정을 해보자. 패킷이 원래의 경로를 사용하지 못하고 다른 경로를 우회하여 목적지로 향하게 된다.

조금 더 변수를 줘보자. 그렇게 우회하던 라우터도 갑자기 처리량이 급증하게 되면서 원래의 라우터가 복구되고 그 사이에 우회 경로였던 청주 라우터로 패킷이 몇 개 전송되었다고 생각해보자. 벌써 머리가 아픈데 사실 이런 경로만의 문제가 전부는 아니다.

한국이라는 작은 지역을 가정한 예시이지만 실제로 우리가 구글을 사용하거나 게임을 접속할 때에는 해외 서버를 사용하게 될 것이다. 이 회선은 해저 케이블을 지날 수도 있으며 제 3세계에 설치된 이름 없는 산 중턱의 라우터를 지날 수도 있다.

위 예시에서 청주 라우터를 통해서 가는 경로가 가장 최신 장비들로 구성하여 전선도 광 케이블로 구성되어 있고, 이전 경로들은 모두 10년 이상 노후된 장비들에 케이블도 어디서 어디로 연결됐는지 찾기 어려워 손을 못대는 상황이라면...? 패킷의 순서는 보장될 수 없음을 쉽게 이해할 수 있다.

Layer 5 - 세션 계층

1-4 계층이 데이터를 주고받는 것이 주목적이었다면 5-7 계층의 주목적은 종단간의 통신이 주목적이다. 응용 프로그램간의 대화를 유지하기 위한 구조를 제공한다.

• 종단간에 약속된 논리적인 동기점을 생성하여 통신 메시지가 올바르게 처리되는지 판단
• 동기점을 통한 오류 복구
  • 이미 처리되었다면 할 필요가 없고 이후부터 복구 절차를 진행
  • 전송 오류시 동기점을 사용하여 복구하고 재동기

특이한 점은 4계층에서도 연결을 맺고 종료할 수 있으므로 어느 계층에서 통신이 끊어졌는지를 판단하기에 한계가 있다. 그러므로 세션 계층은 4계층과 무관하게 응용프로그램 관점에서 보는 것이 옳다.

TCP/IP 종단간의 연결의 설정, 유지, 종료, 전송 중단시 복구등이 주 목적으로 세션의 사전적 용어로는 회의, 구간, 목적을 이루기 위한 하나의 단계 등으로 해석할 수 있다. 마땅히 대응되는 단어가 없는데 사용자별로 나누어 관리할 수 있다는 말이다. 더 쉽게 말하자면 지금 연결된 이놈이 이전에 연결했던 놈인가를 구분할 수 있는 기능이다.

웹 프로그램에서 이야기하는 세션과 의미나 단어가 같기 때문에 혼란이 있을 수 있는데 네트워크에서의 세션은 로그인/로그아웃을 뜻하는 것이 아닌 연결에 대한 세션이라 이해하면 된다.

운영체제 레벨에서 자동으로 처리하기 때문에 직관적으로 느끼기가 힘들다. 간접적인 예시를 들자면 우리가 TCP/IP 포트로 서버를 Listen 상태로 열어두고 작업을 할 수 있는 점을 들 수 있겠다. 다른 예시로는 여러 브라우저가 동시에 요청하더라도 요청마다 대응되는 응답을 서버가 전송할 수 있다는 것이다.

Layer 6 - 표현 계층

응용 프로그램 또는 네트워크를 위해 데이터를 표현해주는 계층이다. 표현이라는 단어 때문에 화면이나 출력같은 기능이 연상되어 혼란스러웠는데 그런 기능이 아니고 순전히 데이터적인 관점에서의 표현이다. 통신하고 있는 장비간에 인코딩 및 디코딩을 하여 각자 원하는 방식의 데이터로 표현하여 전달해주는 계층이라고 이해하면 된다. 다른 장비가 사용하는 데이터 형식을 직접 지원할 필요없이 표현 계층이 제시하는 인코딩과 디코딩을 구현하면 서로의 데이터를 확인할 수 있다. 이런 특성 때문에 다른 장비의 내부를 알 필요가 없기 때문에 캡슐화라 부르기도 한다. 데이터의 인터페이스를 제공한다고 생각해도 좋다.

예를 들면, 우리가 흔히 사용하는 ASCII 형식외에도 IBM 범용기에서 사용하는 EBCDIC 방식의 데이터 형식도 있다. 이 두 컴퓨터가 사용하는 문자코드표는 서로 다르기 때문에 각자의 코드표로 대화해봤자 무슨 말을 하고 있는지 알 수가 없다.³

ASCII 인코딩 데이터 ─ 네트워크 전송 코드로 변환 송신 ─ 네트워크 전송 비트 수신 ─ EBCDIC 디코딩 ─> 화면 출력

표현계층은 이러한 문제를 해결하기 위하여 공통된 인코딩/디코딩 인터페이스를 제공해주는 것이라 생각하면 된다. 그밖에도 압축이나 암호화를 수행할 수도 있다.

Layer 7 - 어플리케이션 계층

어플리케이션을 말한다. 목적에 따라 네트워크 서비스를 제공하는 계층으로 목적에 맞는 프로토콜들이 준비되어있다. HTTP, FTP, SMTP, TELNET, 등 표현 계층까지 모두 바뀐 데이터가 어플리케이션 계층에서 사용된다. 직관적으로 다가 오지 않는다면 HTML을 네트워크로 송수신된 패킷이 문자열로 모두 전환되고 그 다음 어플리케이션이 이 HTML 전문을 파싱하여 DOM을 만들고 CCSOM을 만들고 화면에 렌더링 하거나 직접 데이터를 사용하는 것을 생각해보자.

TCP/IP 계층

OSI 7 계층을 좀 더 실무적이고 구현 중심으로 간편하게 나눈 계층이다. 구현 중심 이라고 하는 것은 웹 어플리케이션을 구현할 때 쓰는 것이 아니라 실제로 이 네트워크 계층 구조를 구현할 때 사용하는 모델이다.

케이블

동축케이블

어릴때 TV나 셋톱박스등에 연결해서 TV를 수신하기도 했고 인터넷 모뎀에 연결하여 인터넷을 사용하기도 했었다. 재미있는 이야기로는 중앙 동축 케이블을 사선으로 감싸는 방식의 처리 기술이 노벨상을 수상한 기술이라는 점이다.

RJ11

RJ11 4가닥을 사용한다. 할머니집에 놀러가면 보던 희한하게 생긴 4극짜리 콘센트의 용도가 바로 이것이다. 전화플러그를 연결하여 RJ11 커넥터에 물릴 수 있다.

RJ45 (UTP)

현재 가장 많이 쓰이고 있는 형태이다. 일반적으로 랜선 또는 네트워크 케이블 이라고 하면 이 형태를 일컫는다. 8가닥을 사용하며 UTP_{Unshielded Twisted Pair Cable} 케이블은 말 그대로 절연체로 감싸이지 않고 2가닥씩 쌍으로 꼬여있는 케이블을 말한다.

RJ45는 케이블 앞에 연결된 커넥터의 종류를 말한다. RJ45가 대중화 되기 이전 전화선 모뎀을 통해 인터넷을 사용한 것처럼 4가닥씩 나누어 인터넷을 분배하거나 전화로 호환할 수도 있다. 과거에 이미 사용했던 케이블들을 최대한 재활용했기 때문에 가능하다.

이 RJ45 커넥터와 채결할 때에는 선을 정렬시켜야 할 필요가 있는데 가장 대중적으로 알려진 흰주, 주, 흰초, 파, 흰파, 초, 흰갈, 갈 순으로 정렬하면 된다. 랜뽑 할 일이 있을 때 자세히 살펴보는 것도 추천한다.

110 판넬 (치트코드)

처음 이사하고 벽부 랜 포트 살려보겠답시고 이리저리 삽질한 사진인데 사진처럼 한 선으로 죄다 연결시키면 네트워크가 안되니 조심하자...⁴ RJ45처럼 순서를 정렬 할 필요없이 색마다 대응하는 연결부가 있어서 이름 그대로 치트처럼 쉽게 연결할 수 있다. 각각 좌측부터 공용망이 연결되고 안방, 거실, 작은방 순으로 케이블이 연결되어있다. 방마다 벽부에 랜 포트가 있는 거주지라면 집안 어딘가에 이렇게 각 방으로 네트워크를 보내는 장비가 숨어있을 것이다. 보통은 두꺼비집이나 그 근처에 설치되어 있다. 위 예시는 우측 3개의 랜선이 방별 벽부 랜 포트와 연결되어 있는데, 가장 왼쪽 공용망을 치트코드 위쪽을 통해 연결시킬 수 있다. 보면 알 수 있듯이 부피가 있어서 RJ45만큼 대중화 하진 못했다.

광 케이블

광 케이블은 파이버_fiber라고도 부른다. 내부 구조는 매우 복잡하기 때문에 자세한 설명이 궁금하다면 따로 찾아보기 바란다.

TCP/IP 주소

A Class: 255.0.0.0
B Class: 255.255.0.0
C Class: 255.255.255.0

4바이트로 표시되는 네트워크 내 고유 번호이며 동일한 네트워크내에서 동일한 주소를 가질 수 없다. A, B, C 클래스로 나뉘고 각각 3바이트, 2바이트, 1바이트로 주소를 표기한다. 이 주소를 효율적으로 나누어 알뜰하게 쓰기 위해서 넷마스크라는 기법을 활용해 네트워크를 더 잘게 쪼개어 사용하기도 한다.

관련 내용을 정말 잘 알려주는 유튜브 링크가 있어서 대체하겠다. 반드시 한 번은 꼭 시청해보길 바란다. 어떤 회사를 가든 어느 환경에서 작업을 하든 네트워크를 연결해서 작업을 해야할탠데 듣기만 해도 계산이 되는 레벨은 아니더라도 어떤 기술들이 있는지 정도는 알고 있어야 하겠다.

백본? 백본 스위치?

백본이란 WAN_공용망으로 연결되기 위해 말 그대로 척추와 같이 가장 중심에 위치하는 하나 또는 그 이상의 중심 노드를 일컫는 말이다. 한 네트워크의 중심에 위치하기 때문에 모든 패킷이 지나치게 된다. 이 중요한 위치에 스위치를 설치하게 되면 그것이 백본 스위치가 된다.

많은 트래픽을 처리해야해서 고성능, 고확장성이 확보되는 장비를 사용하는 것이 일반적이며 장비의 성능이 좋지 않을 경우 병목_bottleneck현상이 발생할 수 있다. 이것도 단어가 좀 재미있는게_{내가 무식해서지만...} 보틀넥 = 병목이다. 병목이 뭔가 한자 같은데 영어를 직역한 그대로 병의 목처럼 많은 양이 좁아지는 통로를 지나가야해서 시간이 걸리는 현상을 말한다.

대규모 트래픽과 네트워크의 중심이라는 중요도 때문에 백본 스위치는 이중화하여 안정성을 확보하여 무중단 시스템으로 구축해야 한다. 이 때 HSRP 프로토콜을 활용한 이중화 구성을 한다.

라우터도 백본 역할을 했었으나 현재는 거의 하지 않는다. 이유는 말했듯이 당연하게도 L3 스위치의 기술적 발달 때문이며 주로 L3스위치가 이 백본 스위치 역할을 한다. 처리속도도 빠르고 데이터 변환_{LAN -> WAN사용시}을 할 필요가 없기 때문이다. 구조도에서는 스위치를 그리지 않고 선으로만 표시하기도 한다.

HSRP 프로토콜

이중화 프로토콜로 Active, StandBy 상태의 두 백본 스위치를 두고 Active 상태의 스위치가 장애가 발생할 때 서비스 중단 없이 라우팅을 자동으로 인계하여 StandBy 스위치가 Active 스위치로 전환되어 작업을 인계받는 라우팅 프로토콜이다. StandBy는 Active와 동일한 기능을 백업받아 동작하며 Hot Swap 기능을 통해 온라인 상의 무중단 모듈 추가 및 교체가 가능하다. 단일 장비의 교체 작업이나 장애로 인한 시스템 전체의 중지를 우회할 수 있다.

네트워크 구성 이론

연결 방식을 토폴로지라고 일컫는다. 매시나 완전연결형이 가용성이 가장 높아 보이지만 오류가 발생할 경우 오류를 찾기가 매우 힘들고 케이블_비용이 많이 필요하다는 단점이 있는 것처럼 각각의 방식은 장단점이 있기 때문에 상황에 맞춰 적절한 토폴로지를 구성하는 것이 합리적이다.

1대의 스위치를 설치하여 여러대의 PC를 연결하는 것 처럼 관리포인트를 한 곳으로 집중시키고 케이블을 비교적 적게 사용할 수 있는 스타형으로 구성을 많이 한다. 스타형은 노드들이 직접 연결되지 않고 중앙노드를 통해서만 통신하기 때문에 중앙노드만 괜찮다면 노드들이 서로에게 영향을 끼치지 않는다. 버스와의 차이점이 없어 보이지만 버스 토폴로지의 경우 중앙노드를 가지지 않고 단일 케이블을 통하여 모든 노드와 연결한다는 차이점이 있다.

Ring

Star

Tree

Mesh

Bus

Line

Fully Connected