네트워크 (2) - 네트워크 장비와 라우팅

스위치 (Switch)

• 스위치는 컴퓨터 네트워크에서 여러 개의 장치를 서로 연결하는 역할을 하는 네트워크 하드웨어이다.
• 스위치는 데이터 패킷을 받아 그 패킷이 전달될 목적지를 파악하고, 그에 따라 패킷을 적절한 포트로 전달하는 역할을 한다.
• 이는 MAC 주소를 통해 식별되며, 이로써 패킷은 네트워크 내의 특정 장치로만 전달되므로 효율성과 보안성을 높일 수 있다.
• 스위치는 주로 로컬 영역 네트워크 (Local Area Network, LAN) 내에서 사용되며, 중앙 집중식 통신 허브 역할을 한다.

랜카드 (NIC, Network Interface Card)

• 컴퓨터가 네트워크에 연결되기 위해 필요한 하드웨어 장치.
• 이는 컴퓨터와 네트워크 사이의 인터페이스를 제공하며, 이를 통해 컴퓨터는 네트워크에 데이터를 전송하고 받을 수 있다.
• 랜카드는 이더넷, Wi-Fi, 피버 채널 등 다양한 유형의 네트워크 기술을 지원할 수 있다.
• 각 랜카드는 고유한 MAC 주소를 가지며, 이는 네트워크 내에서 컴퓨터를 유일하게 식별하는데 사용된다.
• 랜카드는 PCI 또는 PCI Express 슬롯에 장착할 수 있는 내부 카드 형태로 제공되거나, USB 포트에 연결할 수 있는 외부 장치 형태로 제공될 수도 있다.
• 랜카드는 데이터 링크 계층(Data Link Layer)와 물리 계층(Physical Layer)의 기능을 수행한다. 데이터 링크 계층에서는 프레임의 생성 및 전송, 오류 검출 등을 담당하며, 물리 계층에서는 실제 데이터의 전기적, 기계적, 기능적 전송을 담당한다.

MAC 주소에 의한 데이터 전송 과정

• 패킷을 전송할 때, 랜카드는 수신지 MAC 주소와 송신지 MAC 주소를 담은 이더넷 헤더를 데이터에 추가한 이더넷 프레임을 만들어 네트워크로 보낸다.
  • 통신은 보통 데이터를 주고받는 양방향으로 이루어지기 때문에 데이터를 전송할 때는 일반적으로 수신지 주소와 함께 송신지 주소를 알려준다.

라우터

• 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 데이터 패킷을 전달하는 역할을 하는 네트워크 하드웨어이다.
• 라우터는 IP 주소를 사용하여 패킷이 전달될 목적지를 파악하고, 최적의 경로를 결정한 후 그 경로를 통해 패킷을 전달한다. 이 과정을 라우팅이라고 한다.
• 라우터는 인터넷과 같은 넓은 영역 네트워크 (Wide Area Network, WAN) 및 로컬 영역 네트워크 (LAN) 간의 통신을 가능하게 하며, 이를 통해 다양한 네트워크를 하나로 연결한다.
• 또한 라우터는 내부 네트워크를 인터넷의 나머지 부분으로부터 보호하는 방화벽 역할을 할 수도 있다.

• 노드와 링크로 구성된 네트워크

라우팅(Routing)

• 라우팅은 네트워크 내에서 데이터를 전송할 때 최적의 경로를 선택하는 과정이다

라우팅 테이블(Routing Table)

• 라우팅이 가능한 것은 모든 호스트와 라우터가 라우팅 테이블이라는 경로 정보를 갖고 있기 때문
• 라우팅 테이블은 라우터 내부에 저장되어 있으며, 데이터 패킷이 최종 목적지까지 어떤 경로를 거쳐 이동해야 하는지를 지시하는 정보를 포함하고 있다.
• 라우팅 테이블에는 각 라우터 포트를 통해 접근 가능한 네트워크, 해당 네트워크에 도달하기 위한 넥스트 홉(next hop)의 주소, 그리고 목적지까지의 경로 비용 등의 정보가 포함되어 있다.
• 라우팅 알고리즘에 따라, 이 테이블은 동적으로 변경될 수 있으며 이를 통해 네트워크의 변화나 트래픽 상태에 따라 최적의 경로를 선택하게 된다.
• 패킷이 라우터에 도달하면, 라우터는 라우팅 테이블을 참조하여 패킷의 목적지 IP 주소에 대한 최적의 라우팅 경로를 결정하고, 패킷을 해당 경로로 전송한다.

인터넷에서의 패킷 전송