🪄 네트워크 기기, 계층별로 한눈에 정리하기!

네트워크에는 여러 가지 장비들이 있는데요,
이 장비들은 OSI 7계층 또는 TCP/IP 4계층 중 어느 계층을 처리하느냐에 따라 역할이 달라집니다.
즉, 어떤 기기는 물리 계층만 처리하고, 어떤 기기는 애플리케이션 계층까지 처리할 수 있어요.

👉 참고로 상위 계층을 처리할 수 있는 장비는 하위 계층도 처리 가능하지만, 그 반대는 불가능하다는 점도 알아두면 좋아요!

• 애플리케이션 계층 : L7 스위치
• 인터넷 계층 : L3 스위치
• 데이터 링크 계층 : L2 스위치, 브리지
• 물리 계층 : NIC, 리피터, API

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🖥️ 애플리케이션(application) 계층을 처리하는 기기

🌈 L7 스위치(로드 밸런서)

L7 스위치는 흔히 로드 밸런서라고 부릅니다. 여러 서버에 클라이언트 요청을 골고루 분산시켜주는 장치예요.
즉, 트래픽이 몰리지 않게 부하를 분산해서 서비스가 안정적으로 동작하도록 도와줍니다. L7 스위치는 단순히 IP나 포트뿐 아니라, URL, 서버, 캐시, 쿠키 같은 애플리케이션 수준의 데이터를 기반으로 트래픽을 분산합니다. 또한 바이러스나 불필요한 데이터를 거르는 필터링 기능과 트래픽 모니터링 기능도 있어요. 💬 예를 들어 서버 중 하나에 장애가 생기면, 헬스 체크(health check) 기능을 통해 자동으로 그 서버를 분산 대상에서 제외시킵니다.

• L4 스위치와 L7 스위치 차이
  로드밸런서로는 L7 스위치 뿐 아니라 L4 스위치도 있습니다. L4 스위치는 전송 계층을 처리하는 기기로 스트리망 관련 서비스에서는 사용할 수 없으며 메시지를 기반으로 인식하지 못하고 IP와 포트를 기반으로 트래픽을 분산합니다. 반면 L7 로드밸런서는 IP, 포트 외에도 URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽을 분산합니다. 참고로 클라우드 서비스(AWS 등)에서 L7 스위치를 이용한 로드밸런싱은 ALB(Application Load Balancer) 컴포넌트로 하며, L4 스위치를 이용한 로드밸런싱은 NLB(Network Load Balancer) 컴포넌트로 합니다.
• 헬스 체크
  L4 스위치 또는 L7 스위치 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별하는데, 헬스 체크는 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것을 말합니다. 물론 이때 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야 합니다. TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별합니다. 예를 들어 TCP 요청을 보냈는데 3-웨이 핸드셰이크가 정상적으로 일어나지 않았다면 정상이 아닙니다.
• 로드밸런서를 이용한 서버 이중화
  서버는 하나만으로는 불안정할 수 있기 때문에, 보통 2대 이상을 묶어서 서비스합니다. 이때 L7 스위치가 가상 IP를 만들어 트래픽을 여러 서버로 나눠 보내요. 예를 들어, 0.0.0.12010이라는 가상 IP를 사용자들이 이용하고, 뒤에서는 0.0.0.12011, 0.0.0.12012 같은 실제 서버가 서비스를 처리하는 방식이에요. 이렇게 하면 한 서버가 멈춰도 나머지 서버가 서비스를 유지할 수 있습니다.

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🌍 인터넷 계층을 처리하는 기기

🧭 라우터(router)

라우터는 서로 다른 네트워크를 연결해주는 장비입니다. 즉, IP 주소를 기반으로 데이터를 다른 네트워크로 전달해요.
패킷이 목적지까지 갈 때 가장 효율적인 경로(라우팅)를 찾아주는 역할을 합니다.

⚙️ L3 스위치

L3 스위치는 L2 스위치 + 라우터 기능을 합친 장비입니다. IP 주소를 인식하고, 하드웨어 기반으로 빠른 라우팅을 수행해요.

구분	L2 스위치	L3 스위치
참조 테이블	MAC 주소 테이블	라우팅 테이블
참조 PDU	이더넷 프레임	IP 패킷
참조 주소	MAC 주소	IP 주소

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🧩 데이터 링크 계층을 처리하는 기기

🔌 L2 스위치

L2 스위치는 MAC 주소를 기반으로 장치 간 데이터를 전달합니다. IP를 이해하지 못하기 때문에 라우팅은 불가능하지만, 같은 네트워크 안에서는 패킷 전달 속도가 매우 빠릅니다. 만약 목적지 MAC 주소를 모르면, 전체 포트로 데이터를 보내서 해당 장치가 응답하게 한 뒤 MAC 주소 테이블에 저장해둡니다.

🌉 브리지(bridge)

브리지는 두 개의 LAN 네트워크를 연결해주는 장치예요. 예를 들어, 서로 다른 구역의 LAN을 하나로 묶을 때 사용합니다. MAC 주소를 기반으로 트래픽을 구분하고, 불필요한 통신을 줄여주는 역할도 합니다.

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⚡ 물리 계층을 처리하는 기기

🪛 NIC(network Interface Card)

NIC는 우리가 흔히 말하는 랜카드(LAN Card)예요. 컴퓨터를 네트워크에 연결해주는 기본적인 장치로, 각 카드에는 고유한 MAC 주소가 부여되어 있습니다. 즉, “이건 누구 컴퓨터야!”를 구분해주는 역할이에요.

🔁 리피터(repeater)

리피터는 약해진 신호를 증폭해서 다시 전달해주는 장치입니다. 유선 구간에서 신호가 멀리 가지 못할 때 사용했지만, 요즘은 광케이블 기술이 발달하면서 거의 사용되지 않습니다.

📡  AP(Access Point)

AP는 유선 LAN을 무선으로 확장해주는 장치입니다. 와이파이 공유기처럼, 케이블을 꽂으면 주변 기기들이 무선으로 네트워크에 접속할 수 있게 만들어줍니다.

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🧾 정리 요약

애플리케이션 (L7)	L7 스위치	트래픽 분산, 필터링, 서버 이중화
인터넷 (L3)	라우터, L3 스위치	IP 기반 라우팅
데이터 링크 (L2)	L2 스위치, 브리지	MAC 주소 기반 프레임 전달
물리 (L1)	NIC, 리피터, AP	신호 전송 및 증폭

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1. 계층별 처리하는 기기에 대해 설명해보세요.

 

계층별로 처리하는 네트워크 장치는 다음과 같습니다. 애플리케이션 계층에서는 L7 스위치가 클라이언트 요청을 여러 서버로 분산시켜 부하를 조절하고, 인터넷 계층에서는 라우터와 L3 스위치가 서로 다른 네트워크를 연결하며 IP 기반 라우팅을 수행합니다. 데이터 링크 계층에서는 L2 스위치와 브리지가 MAC 주소 기반으로 장치 간 데이터를 전달하고, 물리 계층에서는 NIC, 리피터, AP가 신호 전송과 증폭, 유무선 연결을 담당합니다.