계층 별 장비

1계층 물리 계층 (Physical Layer)

•  물리적 연결과 관련된 정보를 정의하며 주로 전기 신호를 잘 전달하는 것이 목적
•  전기 신호는 거리가 멀어질수록 신호가 약해지기 때문에 이것을 보완하고자 약화된 전기 신호를 증폭, 재전송 시킴
•  장비 : 리피터, 허브
  
  
  • 리피터 :
    약화된 전기 신호를 증폭, 재전송
    불필요한 신호를 필터링하는 기능 X
    요즘에는 브릿지, 스위치가 리피터의 기능을 가지고 있기 때문에 점점 사용률이 줄어드는 추세
    
    
  • 허브 : 
    멀티 포트 리피터라고 부를 수 있음
    약화된 전기 신호를 증폭, 재전송
    여러 개의 포트가 있어 가까운 거리에 있는 컴퓨터들과 통신 가능
    하지만 들어온 신호를 모든 포트로 내보내기 때문에 전체 네트워크 성능이 줄어드는 문제가 있음

 

 

2계층 데이터 링크 계층 (Date Link Layer)

•  출발지와 도착지 주소 정보를 확인하고 정확하게 통신하는 것이 목적
•  장비: 브릿지, L2 스위치
  
  
  • 브릿지 :
    하나의 네트워크망 안에서 장비들을 연결
    장비를 물리적으로 연결하고 Frame의 전송 거리를 연장
    2계층의 주소체계인 Mac 주소를 보고 Frame의 전송 포트를 결정
    소프트웨어 기반으로 데이터를 처리
    데이터를 처리 할 때 Store-and-forward 방식을 사용
    
    
    • 소프트웨어 기반 : 어떠한 환경이나 변수가 생기면 즉각적인 영향을 받음
      
      
    • Store-and-forward : 일단 들어오는 프레임을 전부 받아들인 후 처리를 시작하는 방식
      에러가 발견되면 프레임을 버리고 재전송을 요구하기에 에러 복구 능력이 뛰어남
      
      
  • L2 스위치 :
    브릿지와 허브의 기능을 함께 수행할 수 있음
    하드웨어 기반으로 데이터를 처리
    데이터를 처리 할 때 Store-and-forward 방식과  Cut-through 방식을 사용
    
    
    • Cut-through : 들어오는 프레임의 목적지 주소만 본 후 바로 전송 처리를 시작하는 방식
      처음 48bit만 보기에 훨씬 빠른 처리가 장점이지만, 프레임에 발생됐을지 모를 에러를 찾아내기가 어렵기에 에러 복구 능력이 떨어짐

 

         ★ 브릿지와 스위치 비교

	기반	방식	포트 별	포트 수
브릿지	소프트웨어	Store-and-forward	같은 속도 지원	10개 미만
스위치	하드웨어	Store-and-forward,  Cut-through	다른 속도 지원	수십~수백개

※ 스위치 제공 기업 : Cisco, Huawei, Arista, Juniper (해외)  /  다산 네트웍스, 유비쿼스 (국내)

 

 

3계층 네트워크 계층 (Network Layer)

• IP주소와 같은 논리적인 주소로 데이터를 통신
• 네트워크 주소 정보를 이용해 자신이 속한 네트워크와 원격지 네트워크를 구분 가능
• 원격지 네트워크를 가려면 어디로 가야하는지 최적의 경로를 지정하는 기능이 있음
• 장비: 라우터, L3 스위치
  
  
  • 라우터 :
    IP주소를 사용해 최적의 경로를 찾아주고 해당 경로로 패킷을 전송하는 역할
    패킷을 받으면 각 패킷의 도착지를 읽어 들여 최적의 경로를 판단 = 라우팅
    판단 할 때 미리 정해진 규칙을 이용 = 라우팅 테이블
    라우팅 테이블을 제대로 설정해줘야 라우팅 루프가 발생하지 않고 정상적으로 패킷을 주고받을 수 있음
    
    
    • 정적 라우팅 :
      미리 경로를 지정해서 목적지까지의 과정을 저장 후 중개하는 방식으로 이루어지며 사람이 수동으로 설정
      개별적으로 최적의 경로를 지정해서 운용할 수 있지만 네트워크 구성에 변화가 생기면 변화된 정보를 갱신하기가 어려움
      네트워크 내부의 혼잡도를 반영할 수가 없다는 단점이 있어 소규모 네트워크에서 주로 사용
      
      
      
    • 동적 라우팅 : 
      네트워크 상황에 맞춰서 적절하게 자동으로 재설정하는 방식
      현재의 네트워크 상황에 맞춰서 최적의 경로 정보를 선택하고 에러가 발생 시 대처를 빠르게 할 수 있음
      장비가 과부하될 위험이 있음
      
      
  • L3 스위치 :
    L2 스위치와 라우터의 기능을 함께 수행할 수 있음

 

 

4계층 전송 계층 (Transport Layer)

• 장비: L4 스위치
  
  
  • L4 스위치 :
    
    L3 스위치에 부하 분산(Load-Balancing) 기능이 탑재된 스위치
    
    
    • 부하 분산(Load-Balancing) :
      많은 양의 트래픽을 여러 서버로 분산할 수 있게 여러대의 서버를 1대처럼 묶을 수 있는 기능

 

7계층 응용 계층 (Application Layer)

• 장비: L7 스위치
  
  
  • L7 스위치 :
    
    네트워크 보안 장비의 역할을 하는 것으로 L5와 L6이 L7 스위치에 포함
    패킷을 분석해서 어떤 데이터인지 알 수 있어 웹 방화벽, 보안 스위치가 여기에 포함
    이메일의 제목이나 문자열을 보고 내용을 파악한다거나 HTTP 또는 URL 또는 FTP의 파일명, 쿠키 정보, 특정 바이러스의 패턴 등을 분석해서 보안에 더욱 유리하고 더욱 정교한 로드 밸런싱이 가능