네트워크 구성 요소

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이번 포스트에서는 네트워크를 구축하고 사용하는 데 필요한 구성 요소들을 설명한다.

흔히 랜 카드라고 부름
컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치
노트북과 데스크톱 PC에서는 기본 장착되어 있음
주요 역할
- 직렬화(Serialization): 전기적 신호 <-> 데이터 신호 간 변환
- MAC 주소: 받은 패킷의 도착지 주소가 자신의 MAC 주소가 아니면 폐기하고 맞으면 시스템 내부에 전달
- 흐름 제어(Flow Control): 패킷의 유실 방지를 위해 데이터를 받지못할 때는 상대방에게 통신 중지를 요청할 수도 있음

케이블은 트위스티드 페어 케이블, 동축 케이블, 광케이블 3가지가 있다. 3가지 모두 연결해야 하는 거리나 속도에 따라 다양한 케이블이 있고 용도에 맞게 사용된다. 원하는 환경에 맞는 케이블을 선택하려면 케이블을 구성하는 기본 요소와 표준을 알아야 한다.

1계층에서 동작
현재 가장 많이 사용되는 네트워크 기술은 이더넷 방식임
이더넷 네트워크를 사용하기 위한 다양한 케이블과 커넥터가 있는데, 가장 흔히 사용되는 케이블은 트위스티드 페어 타입의 RJ-45 커넥터를 사용하는 카테고리 5E 테이블임

[트위스티드 페어(Twisted Pair)]

[동축(Coaxial)]

[광(Fiber-optic)]

케이블과 동일하게 1계층(Physical Layer)에서 동작
거리가 멀어질수록 줄어드는 전기 신호를 재생성해줌
여러 대의 장비를 연결할 목적으로 사용됨
아래와 같은 단점들 떄문에 현재 거의 사용되지 않고 있음
- 단순히 들어온 신호를 모든 포트로 내보내 네트워크에 접속된 모든 단말이 경쟁하게 되므로 전체 네트워크 성능이 떨어짐
- 패킷이 무한 순환해 네트워크 전체를 마비시키는 루프와 같은 다양한 장애의 원인이 됨

2계층(Data Link Layer)에서 동작
허브의 역할과 통신을 중재하는 2가지 역할을 모두 포함하므로 스위칭 허브로도 불림
허브와의 차이점
- 허브와 달리 MAC 주소를 이해할 수 있어 MAC 주소의 위치를 파악하고 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보냄
- 허브는 한쪽 방향으로만 동작하지만, 스위치는 송수신을 동시에 함

4계층(Transport Layer)에서 동작함
4계층 포트 주소를 확인하는 동시에 IP주소를 변경할 수 있음
웹에서 가장 많이 사용됨
- 웹 서버를 증설하고 싶을 때 로드 밸런서를 웹 서버 앞에 두고 웹 서버를 여러 대로 늘려줌
- 대표 IP는 로드 밸런서가 갖고 로드 밸런서가 각 웹 서버로 패킷의 목적지 IP 주소를 변경해 보내줌
여러 대의 웹 서버가 동시에 동작해 서비스 성능을 높여주는 동시에 일부 웹 서버에 문제가 발생하더라도 빠른 시간 내에 서비스가 복구되도록 도와줌

공유기
- 거의 모든 가정이나 작은 회사에서 사용
- 2계층의 스위치, 3계층의 라우터, 4계층의 NAT와 간단한 방화벽 기능을 한곳에 모아놓은 장비
모뎀
- 공유기의 LAN/WAN 포트는 모두 일반 이더넷이어서 100M 먼 거리로 데이터를 보내지 못함
- 먼 거리 통신이 가능한 기술로 변환해줌

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IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문(고재성, 이상훈 지음)을 읽고 정리한 포스트입니다.

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