계층별 네트워크 장비
쉽게 말하면
네트워크 장비는 '얼마나 똑똑하게 길을 고르느냐'로 나눠 보면 쉬워요. 리피터와 허브는 받은 신호를 그냥 모두에게 크게 다시 외치고, 스위치는 MAC 주소를 보고 받을 사람에게만 전해요. 라우터는 IP 주소를 보고 다른 네트워크로 가는 길을 골라요. OSI 계층 번호가 올라갈수록 더 많은 정보를 보고 판단해요.
시험용 정의
네트워크 장비는 동작하는 OSI 계층으로 구분한다. 1계층 리피터·허브(신호 증폭·재전송), 2계층 브리지·스위치(MAC 주소로 프레임 전달), 3계층 라우터·L3 스위치(IP 주소로 경로 선택), 4~7계층 L4 스위치(포트로 부하 분산)·L7 스위치(내용으로 분산), 모든 계층의 다른 프로토콜을 잇는 게이트웨이가 있다.
비유로 이해하기
리피터·허브는 확성기, 스위치는 사내 우편 담당(이름표 보고 그 자리로), 라우터는 우체국(주소 보고 다른 도시로)이다.
자세히
먼저 알아 둘 말
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| 충돌 도메인 | 동시에 보내면 신호가 부딪히는 범위 |
| 브로드캐스트 도메인 | 브로드캐스트가 퍼지는 범위 |
| MAC 주소 테이블 | 스위치가 '어느 MAC이 어느 포트에 있나' 배운 표 |
| NIC | 랜카드. MAC 주소를 가진다 (2계층) |
장비 비교
| 장비 | 계층 | 판단 기준 | 충돌 도메인 | 브로드캐스트 도메인 |
|---|---|---|---|---|
| 리피터·허브 | 1 | 없음 (모두에게) | 나누지 못함 | 나누지 못함 |
| 브리지·스위치 | 2 | MAC 주소 | 포트마다 나눔 | 나누지 못함 |
| 라우터 | 3 | IP 주소 | 나눔 | 인터페이스마다 나눔 |
| L4 스위치 | 4 | IP + 포트 | 부하 분산 | |
| 게이트웨이 | 전 계층 | 프로토콜 변환 |
스위치 프레임 전달 방식
| 방식 | 특징 |
|---|---|
| Store and Forward | 프레임 전체를 받고 오류(CRC) 검사 후 전달. 정확, 지연 큼 |
| Cut Through | 목적지 MAC만 읽고 바로 전달. 빠름, 오류도 전달 |
| Fragment Free | 앞 64바이트까지 보고 전달. 충돌 조각만 걸러 냄 |
스위치가 배우는 법
- 프레임이 들어오면 출발지 MAC과 들어온 포트를 테이블에 적는다 (Learning)
- 목적지 MAC이 테이블에 있으면 그 포트로만 (Forwarding)
- 없으면 들어온 포트 빼고 전부로 보낸다 (Flooding)
- 오래 안 쓰인 항목은 지운다 (Aging)
기출에서 더 나온 것
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| L2 스위치 | MAC 주소를 보고 프레임을 목적지 포트로만 보내는 2계층 스위치 |
| L4 스위치가 하는 일 | IP·포트를 보고 서버 여러 대에 부하를 나누고(로드 밸런싱), 서버가 살아 있는지 헬스 체크하며, NAT로 주소를 바꿔 준다. L7 스위치는 URL 같은 응용 계층 내용까지 보고 나눈다 |
| 로드 밸런싱 | 여러 서버에 요청을 나눠 처리량을 늘리고 응답 시간을 줄이는 기술 |
| 라운드 로빈 | 규칙 없이 서버에 차례대로 돌아가며 요청을 준다 |
| 최소 연결 (Least Connection) | 연결이 가장 적은 서버에 준다 |
| PoE | 랜선 하나로 데이터와 전원을 함께 보내는 기술 (AP·IP 카메라) |
시험에 이렇게 나와요
- 신호를 증폭·재생해 거리를 늘림 → 리피터(1계층), MAC 주소로 전달 → L2 스위치
- 네트워크 계층(인터넷 계층) 장비 → 라우터
- 전혀 다른 프로토콜 사이 변환 → 게이트웨이
- L4 스위치 → 전송 계층, 포트·IP로 부하 분산, 헬스 체크, NAT / L7 → 응용 계층 내용까지 보고 분산
- 부하 분산 방식 → 라운드 로빈(차례대로), 최소 연결, 가중치, IP 해시
- 전원과 데이터를 랜선 하나로 → PoE 스위치
확인 문제
Q1. MAC 주소를 보고 해당 포트로만 프레임을 보내는 2계층 장비는?
- 허브
- 라우터
- 리피터
- 스위치
정답 보기
4번 스위치
스위치(브리지)는 MAC 주소 테이블을 보고 목적지 포트로만 보낸다. 허브는 모든 포트로 뿌리고, 라우터는 3계층 IP로 경로를 정한다.
Q2. 브로드캐스트 도메인을 나누는 장비는?
- 스위치
- 라우터
- 허브
- 리피터
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2번 라우터
라우터는 브로드캐스트를 넘기지 않는다.
Q3. 프레임 전체를 받아 오류를 검사한 뒤 전달하는 스위치 방식은?
- Flooding
- Fragment Free
- Cut Through
- Store and Forward
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4번 Store and Forward
Store and Forward다. 정확하지만 지연이 크다. Cut Through는 목적지 주소만 보고 바로 보내 빠르고, Fragment Free는 앞 64바이트까지 보고 보낸다.
Q4. 서버 여러 대로 TCP·UDP 포트 기준 부하를 나누는 장비는?
- 허브
- L4 스위치
- 리피터
- L2 스위치
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2번 L4 스위치
L4 스위치(로드 밸런서)다. 4계층 포트 번호를 보고 부하를 나눈다. L2 스위치는 MAC 주소로 전달한다.
Q5. 약해진 신호를 증폭·재생해 전송 거리를 늘리는 1계층 장비는?
- 라우터
- L4 스위치
- 리피터
- 브리지
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3번 리피터
리피터(1계층)다. 브리지는 2계층, 라우터는 3계층, L4 스위치는 4계층 장비다.
Q6. 로드 밸런싱에서 연결이 가장 적은 서버에 요청을 주는 방식은?
- 라운드 로빈
- IP 해시
- 최소 연결
- 가중치
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3번 최소 연결
라운드 로빈은 차례대로 돌아가며 준다.
헷갈리기 쉬운 O·X
스위치는 브로드캐스트 도메인을 포트마다 나눈다.
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X 스위치가 나누는 건 충돌 도메인. 브로드캐스트는 VLAN이나 라우터로 나눈다.
허브는 받은 신호를 모든 포트로 보낸다.
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O 1계층 장비, 판단하지 않는다.
스위치는 목적지 MAC을 모르면 프레임을 버린다.
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X 모든 포트로 Flooding 한다.