네트워크 스위치 종류 와 간단 설명 (L2, L3, L4, L7 스위치 = Layer 계층 별 스위치)

네트워크를 구성하는 스위치의 종류에 대해 알아봅시다.

 

■ 일반적으로 네트워크를 구성하려면, 스위치 장비가 필요합니다.

 

  스위치의 종류는 구성하려는 Network의 Flow 및 서비스의 사용에 따라 달라지므로, 아래의 설명을 참고하시고, 

  인프라 구성시 선택을 하시면 될 것 같습니다.

 

  이외에도 최근 스파인 - 리프 스위치도 Full-mash 방식으로 구성하여 사용하는 회사들이 많이 생겨 나고 있습니다.

  스파인 리프 네트워크는 다음 포스팅에 작성하도록 하겠습니다.

 

 

네트워크 스위치 [Network Switch] 란?

 

 ■ 네트워크를 연결하거나, 패킷을 라우팅하는 통신장비를 말하며, 100M, 1G, 10G, 40G 등 다양한 전송속도를 지원하는 장치

 

 ■ Full Duplex [전이중] 통신방식을 지원하여, 송신과 수신이 동시에 가능하다.

 

 ■ 스위치는 OSI 7계층(OSI 7 Layer)에 대응되어 사용되며, 서비스의 인프라 구성여부에 따라,  

     Layer 2, Layer 3, Layer 4, Layer 7 의 스위치를 사용한다.

    

 ■ 유선 공유기의 경우, 물리적인 연결만[Layer 1 영역] 가능하기 때문에, 스위치라고 부르기 보다, 허브라고 부른다.

 

 ■ L2 스위치 : MAC 을 이용한 방식으로 구성. 허브 보다 상위의 장비. 포트별로 대역폭을 부여해, 속도를 보장한다.

 

 ■ L3 스위치 : IP 주소를 이용한 방식으로, 네트워크 라우팅 기능이 추가된 L2 스위치의 상위 장비

 

 ■ L4 스위치 : SLB (로드밸런싱) 기능이 추가된, L3 스위치의 상위 장비

 

 ■ L7 스위치 : Application 의 DATA 를 이용한 방식으로,  Layer7 계층의 스위치이며, 가장 상위의 장비

 

 모든 스위치는 계층이 증가할수록, 하단 계층의 스위치 기능을 모두 사용가능하나, 장비 구매 및 구축 비용도 같이 상승한다.

 

 예) L2 Switch 라우팅 불가 > L3 Switch 라우팅 가능, 로드밸런싱 불가

      L4 Switch 로드밸런싱 가능 > L7 Switch 모든 스위치 방식 사용가능 및 고도화된 L4 Switch

 

 

 

 

Layer 1 HUB 

 

  ■ 여러대의 컴퓨터 or 서버를 연결하여 네트워크를 구성하는 장비이다. 사용가능한 포트의 수는 허브의 

     모델마다 다르게 사용되며,  포트당 한대의 장비를 사용 가능하다.

 

  ■ 중계방식을 사용하는 허브로 구성된 컴퓨터 or 서버들 간 통신이 가능하나, 

      대역폭(Bandwidth)을 나누어 사용하게 되어, 사용되는 포트가 많을수록 속도가 늦어지게 된다.

 

  ■  기본적인 유선공유기가 허브라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것 같다. 

 

 

Layer 2 Network Switch [L2 네트워크 스위치]

 

 ■  OSI 7계층 (OSI 7 Layer) 의 2번째 계층(2 Layer)인 Data Link 의 영역이다. 허브의 상위 장비이며, 

     L2 스위치는 MAC을 기반으로 Ethernet 영역에서 동작하고, 연결되는 장비들의 IP를 알수 없다. 

     IP를 이해하지 못하기 때문에, 라우팅 기능이 제외된 네트워크 장비이다.

 

 ■ 기본적인 L2 스위치는 라우팅을 사용하지 않으나, 최근 모델들 중에는 L2 스위치에서 라우팅 기능을 

     탑재하며 판매되는 경우도 있다.

 

 

Layer 3 Network Switch [L3 네트워크 스위치] [L2 Switch + Routing]

 

 ■ OSI 7계층 (OSI 7 Layer) 의 3번째 계층(3 Layer)인 Network 의 영역이다.  L2 스위치의 상위 장비로, 

    L2 스위치의 모든 기능을 사용 할수 있으며, L3 스위치는 IP 를 기반으로 네트워크 패킷의 라우팅이 가능하다. 

 

 ■ 네트워크 장비의 라우터가 해당 영역에 속하며, 연결된 네트워크의 패킷이 L3 스위치로 들어오게 되면, 

    목적지의 IP주소를 확인하여, 해당 IP에 연결된 포트로 패킷을 전송한다. 

    즉, 연결된 장비들의 전송하려는 목적지를 판단하여, 라우팅 기능을 사용하는 네트워크 장비라고 할 수 있다.

 

 

Layer 4 Network Switch [L4 네트워크 스위치] [L3 Switch + Load Balancing]

 

 ■ OSI 7계층 (OSI 7 Layer) 의 4번째 계층(3 Layer)인 Transport 의 영역이다. L3 스위치의 상위 장비로, 

    L3 스위치의 모든 기능을 사용 할수 있으며,

    L4 스위치는 TCP/IP 및 sessoion 을 기반으로 네트워크 패킷의 라우팅 및 로드밸런싱이 가능하다. 

 

■ TCP, UDP 등 패킷의 헤더를 사용하여, VIP를 구성하고,

    IP, PORT 를 통한 Session 로드밸런싱 기능을 사용하여, 분배한다

  

■ 로드밸런싱(Load Balancing) : 네트워크 트래픽을 여러가지 경로로 분산하여 라우팅

 

■ 대표적인 로드밸런싱 방식

    - Hash : Client 와 서버 간 연동시, 한번 연결된 session에 대해 계속적으로 유지해 주는 방식

    - Round Robin : 연동된 서버들에 순차적으로 분산하는 방식 

    - Least Connection : 연동된 서버의 세션수를 확인하여, 가장 적은 session이 연결된 서버로 분산하는 방식

    - Response Time : 연동된 서버의 응답 시간을 기준으로, 응답이 빠른 서버로 우선 분배하는 방식

 

 

 

Layer 7 Network Switch [L7 네트워크 스위치] [L4 Switch + Application]

 

 ■ OSI 7계층 (OSI 7 Layer) 의 최상단의 7 번째 계층(7 Layer)인 Application 의 영역이다. 

    L4 스위치의 상위 장비로, L4 스위치의 모든 기능을 사용 할수 있으며, 

    L7 스위치는 TCP/IP 와 URL 을 포함하고, 전 계층의 기능을 모두 사용할 수 있는 네트워크 스위치이다.

 

 ■ L7 스위치의 경우, 불피룡한 트래픽의 차단, 네트워크 침입에 대한 부분에 한하여, 설정 또한 가능하다.

    가장 가격이 비싸며, 개인적으로 인프라를 구성하다보면, 별로 사용하지 않는 스위치 중 하나이다.

 

 

넉두리

 

 ■ 개인적으로 업무상 L2, L3, L4 스위치를 많이 산정하여 구축 전 구성도와 인프라 플로우를 구성하고 있습니다.

 

  L2 의 일반 네트워크 영역

  L3 의 미러링 및 라우팅 영역

  L4 의 경우, WEB/WAS 를 이중화 하거나, 다중화 할때 사용을 할때 사용한다고 생각하시면 이해하기 쉬울거에요.