스위치(Switch)

네트워크 스위치는 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 장치이다. 예를 들어, 여러 대의 컴퓨터가 연결된 네트워크에서 정보를 주고받을 때, 스위치는 데이터를 전송하고 목적지로 보내는 역할을 한다.

스위치는 여러 개의 포트를 가지고 있는데, 이 포트는 컴퓨터나 다른 네트워크 장치와 연결된다. 각 포트는 데이터를 주고받을 수 있는 출입구 역할을 한다. 예를 들어, 8개의 포트가 있는 스위치는 8대의 컴퓨터를 연결할 수 있다.

스위치는 받은 데이터를 확인하여 목적지로 보내야 한다. 이때, 스위치는 데이터의 목적지 주소를 확인하여 어느 포트로 보내야 할지 결정한다. 각 컴퓨터나 장치에는 고유한 MAC 주소가 있으며, 스위치는 이 MAC 주소를 사용하여 데이터를 전달한다.

* MAC(Media Access Control address) : 네트워크 장치들이 고유하게 가지고 있는 식별자이다. MAC 주소는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)나 네트워크 어댑터에 할당되어 있으며, 이를 통해 장치들 간에 통신할 때 사용된다.

MAC 주소는 48비트(6바이트)로 구성되어 있으며, 일반적으로 16진수로 표현된다. MAC 주소는 두 부분으로 나뉘어지는데, 첫 번째 부분은 제조사 식별자이고 두 번째 부분은 해당 제조사에서 할당하는 고유한 식별 번호이다.

MAC 주소는 물리적인 주소로, 각 장치마다 고유하며 변경할 수 없다. 이를 통해 네트워크 상에서 장치들을 식별하고 데이터를 정확하게 전송할 수 있다. 예를 들어, 이더넷 네트워크에서는 MAC 주소를 사용하여 데이터 프레임을 보낼 대상 장치를 식별하고, 해당 장치로 데이터를 전송한다.

MAC 주소는 IP 주소와는 다른 개념이며, 서로 다른 계층에서 사용된다. MAC 주소는 데이터 링크 계층에서 사용되며, IP 주소는 네트워크 계층에서 사용된다.

요약하면, MAC 주소는 네트워크 장치들이 가지고 있는 고유한 식별자로, 장치들 간의 통신에서 사용된다.

 

데이터를 전송할 때, 스위치는 자신이 알고 있는 MAC 주소 테이블을 참고한다. 이 테이블에는 각 포트에 연결된 장치의 MAC 주소가 기록되어 있다. 스위치는 받은 데이터의 목적지 MAC 주소를 확인하여 해당하는 포트로 데이터를 전송한다. 이 과정을 통해 스위치는 데이터를 정확한 목적지로 전달할 수 있다.

또한 스위치는 네트워크 트래픽을 효율적으로 관리하기 위한 기능을 제공한다. 예를 들어, VLAN이라는 기능을 사용하여 네트워크를 가상적으로 분할할 수 있다. 이를 통해 네트워크의 보안과 성능을 개선할 수 있다. 또한 스위치는 트래픽의 흐름을 제어할 수 있다. 이를 통해 네트워크의 혼잡을 방지하고, 효율적인 데이터 전송을 가능하게 한다. 이러한 기능들을 통해 스위치는 네트워크의 성능과 신뢰성을 향상시킨다.

요약하자면, 네트워크 스위치는 데이터 전송과 네트워크 관리를 담당하는 장치이다. 여러 개의 포트를 가지고 있고, 데이터를 받아서 목적지로 전송하는 역할을 한다. 스위치는 MAC 주소를 사용하여 데이터를 정확한 장치로 전달하며, 네트워크 트래픽을 효율적으로 관리하여 네트워크 성능을 개선한다.

 

스위치는 OSI 모델의 2계층인 데이터 링크 계층에서 작용한다. 데이터 링크 계층은 물리적인 연결과 관련된 기능을 담당하며, 이 계층에서 스위치는 MAC 주소를 사용하여 패킷을 전송하고 수신하는 장치를 식별한다.

 

* 패킷 스위칭(Packet switching) : 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식 중 하나.

데이터를 작은 단위인 패킷으로 나누어 전송하고, 이러한 패킷들이 독립적으로 전송되며 목적지로 전달하는 방식.

데이터를 전체적으로 나누어 여러 개의 패킷으로 분할한다. 각 패킷은 출발지와 목적지의 주소 정보를 가지고 있으며, 독립적으로 전송된다. 이러한 패킷들은 네트워크에서 최적의 경로를 통해 전달되며, 도착지에서는 패킷들을 다시 조립하여 원래의 데이터로 복원한다.

패킷 스위칭은 회선 교환과 대조적인 개념이다. 회선 교환은 전화 통화에서 사용되는 방식으로, 송신자와 수신자 사이에 전용 통신 경로를 설정하여 데이터를 전송하는 방식이다. 반면 패킷 스위칭은 데이터를 작은 패킷 단위로 나누어 전송하므로, 네트워크 자원을 효율적으로 공유할 수 있으며 여러 개의 통신이 동시에 이루어질 수 있다.

장점은 효율적인 대역폭 사용, 오류 검출 및 복구, 대용량 데이터 전송 등이 있다.

 

네트워크 스위치는 여러 대의 기기를 연결하여 데이터 통신을 가능하게 해준다. 스위치는 네트워크의 각 디바이스를 식별하고 데이터가 올바른 목적지로 전달되도록 경로 설정을 한다.

스위치는 보통 작은 규모의 네트워크나 로컬 영역 네트워크(LAN)에서 사용되며, 이러한 네트워크들이 연결된 경우에는 라우터 등 다른 장비들을 통해 데이터가 전달된다. 이렇게 스위치와 다른 네트워크 장비들이 조합되어 전 세계의 컴퓨터들이 통신할 수 있는 구조가 형성된다.

 

스위치 vs 라우터

스위치 : 로컬 영역 네트워크(LAN)에서 네트워크 트래픽을 관리하고 컴퓨터 간의 통신을 제어하는 역할을 한다.

라우터 : 여러 개의 네트워크 간에 데이터를 전달하고, 패킷의 최적 경로를 선택하여 목적지까지 전송하는 역할을 한다. IP 주소를 사용하여 데이터를 전송하며, 데이터 패킷의 목적지 IP 주소를 분석하여 최적의 경로를 선택한다.

라우터는 네트워크 간의 연결을 담당하며 다른 네트워크로 데이터를 전송한다. 이를 통해 인터넷과 같은 광범위한 네트워크에 연결된 컴퓨터들이 통신할 수 있다. 라우터는 네트워크 간의 경로 선택과 패킷 전달을 관리하여 효율적인 데이터 전송을 가능하게 한다. 보안 기능, 네트워크 주소 변환(NAT), 패킷 필터링 등 다양한 기능을 제공하여 네트워크 트래픽을 관리하고 보호할 수 있다.

 

요약하면 스위치는 로컬 영역 네트워크에서 컴퓨터 간의 통신을 관리하고 MAC 주소를 사용하여 데이터를 전달하는 역할을 하며, 라우터는 여러 개의 네트워크 간에 데이터를 전달하고 IP 주소를 사용하여 최적 경로를 선택하여 전송하는 역할을 한다.

 

로컬 영역 네트워크(LAN) 

- 제한된 지리적 영역 내에서 컴퓨터와 네트워크 장치들이 연결되어 서로 통신하는 네트워크.

1. 구성 요소

컴퓨터 및 장치 : LAN에 연결된 컴퓨터, 노트북, 프린터, 서버, 스위치, 라우터 등의 네트워크 장치가 포함됨

케이블 또는 무선 매체 : LAN을 구성하는 장치들을 연결하는 데 사용되는 이더넷 케이블, 광케이블, 무선(WIFI) 등의 매체가 있다.

네트워크 인터페이스 카드(NIC) 컴퓨터나 장치가 LAN에 연결되기 위해 필요한 하드웨어이다. 일반적으로 컴퓨터에는 이더넷 포트가 내장되어 있다.

2. 특징

높은 전송 속도 : 일반적으로 고속의 이더넷 기술을 사용하여 데이터를 전송한다.

저렴한 비용, 공유 리소스

3. 기술

이더넷 : LAN에서 가장 흔히 사용되는 유선 기술로, 컴퓨터 및 장치들을 이더넷 케이블을 통해 연결한다.

스위치 : LAN에서 데이터 전송을 관리하는 장치로, 컴퓨터 및 장치들간의 효율적인 통신을 가능하게 한다.

라우터 : LAN과 다른 네트워크(인터넷 등)을 연결하는 장치로, 데이터의 경로 설정과 패킷 전달을 담당한다.

무선 LAN(WIFI) : 케이블 대신 무선 기술을 사용하여 컴퓨터 및 장치들을 연결하는 LAN이다. 

LAN은 가정, 학교, 사무실 등 작은 규모의 네트워크에서 널리 사용되며, 컴퓨터 및 장치들 간의 데이터 공유, 인쇄, 파일 전송 인터넷 접속등을 가능하게 하고 기업에서 내부 통신, 데이터베이스 접근, 서버 운영 등의 업무에도 활용된다.

 

 

네트워크 스위치란?

-  일반적으로 이더넷 네트워크에서 사용되며, 스위치를 통해 데이터는 출발지와 목적지 장치 간에 직접적으로 전송된다. 이를 통해 네트워크 전체 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있으며, 데이터 패킷이 충돌하지 않고 원활하게 전달될 수 있다.

네트워크 스위치는 MAC 주소를 기반으로 동작한다. 각 장치에는 고유한 MAC주소가 할당되며, 스위치는 이를 참조하여 데이터를 정확한 목적지로 전달한다. 스위치는 자체적으로 MAC 주소 테이블을 유지하며 데이터를 수신한 포트와 해당 MAC 주소를 매핑하여 향후 전송 시 사용한다.

스위치는 여러 개의 포트를 가지고 있으며, 각 포트는 컴퓨터, 서버, 프린터 등의 네트워크 장치에 연결된다. 스위치는 데이터를 수신한 포트를 제외한 나머지 포트로 데이터를 전송하므로, 트래픽이 분산되고 대역폭이 공유된다. 

스위치는 LAN(VLAN)을 구성하거나 네트워크 트래픽을 필터링하고 관리하는 등 다양한 기능을 제공할 수 있다. VLAN을 사용하면 하나의 스위치 내에서 논리적인 분리된 네트워크를 구성할 수 있으며, 네트워크 트래픽을 분석하여 보안 정책을 적용하거나 특정 서비스에 대한 우선순위를 설정할 수도 있다.

스위치와 라우터의 차이점은?

IP주소는 인터넷에서 각 컴퓨터를 식별하기 위한 고유한 주소이고, 이를 통해 데이터가 전송되어야 할 네트워크를 찾게 된다. 이 과정에서 라우터가 중요한 역할을 한다. 라우터는 전송되는 데이터를 올바른 목적지로 안내하는 역할을 한다. 그 다음 단계에서 MAC 주소는 네트워크 내에서 각 장치를 식별하는 물리적인 주소이며, 이를 통해 데이터가 최종적으로 전송되어야 하는 특정 컴퓨터를 찾게 된다. 이때 스위치는 네트워크 내에서 데이터를 올바른 장치로 전송하는 역할을 한다.

 

스위치는 네트워크 내의 장치들 간에 데이터 패킷을 전송하는 역할을 한다. 스위치는 MAC 주소, 즉 각 장치의 물리적 주소를 이용하여 데이터 패킷을 해당 장치로 전달한다. 따라서, 스위치는 주로 LAN 내에서 사용된다.

스위치는 각 포트에 연결된 장치의 MAC 주소를 학습하고, 이 정보를 기반으로 전송되는 패킷을 해당 장치로 직접 전달한다. 이런 방식으로 스위치는 네트워크 효율성을 높이고 데이터의 충돌을 최소화한다.

 

라우터는 서로 다른 네트워크 간에 데이터 패킷을 전송하는 역할을 한다. 라우터는 IP 주소를 이용하여 데이터 패킷을 해당 네트워크로 전달한다. 따라서 라우터는 주로 WAN 또는 LAN과 WAN 간의 연결에 사용된다.

라우터는 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 서버 주소 등의 정보를 가지고 있어서 패킷을 올바른 목적지로 전달한다. 또한 라우터는 네트워크의 보안을 강화하는 방화벽 기능을 제공하기도 한다.

요약하면 스위치는 네트워크 내에서 데이터 패킷을 효율적으로 전달하는 역할을 하며, 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 데이터 패킷을 전달하고 네트워크의 보안을 유지하는 역할을 한다.

 

* 라우터가 네트워크 보안을 강화하는 방화벽 기능

 1. 패킷 필터링 : 라우터가 모든 들어오는 패킷의 출처와 목적지를 확인하고, 이 정보에 따라 패킷을 허용하거나 차단하는 방식. 패킷 필터링 규칙은 관리자에 의해 설정되며, 이 규칙에 따라 특정 IP 주소 또는 포트 번호에서 오는 패킷을 차단할 수 있다.

2. NAT(Network Address Translation) : 라우터의 방화벽 기능 중 하나. 비공개 IP 주소를 공개 IP 주소로 변환하여 인터넷에 접속하는 장치의 실제 IP 주소를 숨긴다. 이로 인해 외부 공격자가 네트워크 내부의 특정 장치를 직접 공격하는 것을 어렵게 만든다. 

 1) 로컬 네트워크의 장치가 인터넷에 데이터를 보낼 때, 라우터는 이 데이터 패킷의 출발지 IP 주소(비공개 IP)를 공개 IP 주소로 변경한다. 이렇게 되면 인터넷 상의 다른 장치들은 데이터 패킷이 라우터의 공개 IP 주소에서 왔다고 인식한다.

 2) 라우터는 동시에 여러 장치로부터 데이터 패킷을 받을 수 있다. 라우터는 각 패킷에 대해 고유한 포트 번호를 할당하여 어떤 장치에서 온 패킷인지 구분한다. 이렇게 해서 여러 장치가 하나의 공개 IP 주소를 공유할 수 있게 된다.

 3) 인터넷상의 장치로부터 응답 패킷이 돌아오면, 라우터는 이 패킷의 목적지 포트 번호를 확인하고, 해당 포트 번호를 사용했던 로컬 네트워크의 장치로 패킷을 전달한다. 동시에 라우터는 패킷의 목적지 IP 주소를 장치의 비공개 IP 주소로 변경한다. 

외부에서 로컬 네트워크의 실제 IP 주소를 알 수 없게 되므로 네트워크 보안이 강화된다. 또한 NAT는 공개 IP 주소의 부족 문제를 해결하는 데도 기여한다. 하나의 공개 IP 주소를 여러 장치가 공유할 수 있기 때문에, 각 장치가 개별적인 공개 IP 주소를 가질 필요가 없게 되는 것이다.

3. VPN(Virtual Private Network) : 일부 라우터는 VPN 서버 또는 클라이언트 기능을 제공하여 네트워크 통신을 보호한다. VPN은 인터넷을 통해 안전하게 사설 네트워크에 접속하게 해주는 기술로, 암호화를 통해 데이터의 보안을 강화한다.

4. IDS/IPS(Intrusion Detection System/Intrusion Prevention System) : 일부 고급 라우터는 IDS 또는 IPS 기능을 제공한다. 이 기능은 네트워크에 침입을 시도하는 비정상적인 패킷 패턴을 감지하고 차단하는 역할을 한다.

5. 사용자 인증 : 라우터는 WIFI 암호 설정, MAC 주소 필터링 등을 통해 사용자 인증을 제공한다. 이 기능들은 라우터에 접속할 수 있는 장치를 제한하고, 무단 접속을 방지할 수 있다.

 

* 서브넷 마스크(IP주소를 이 서브넷 마스크를 이용해 표기함) : 서브넷 마스크는 IP 주소를 두 부분으로 나누는데 사용된다. 하나는 네트워크를 식별하는 부분이고, 다른 하나는 해당 네트워크 내의 특정 장치를 식별하는 부분이다. 서브넷 마스크는 특정 네트워크 내에서 얼마나 많은 장치가 있을 수 있는지를 결정하는데 도움이 된다.

예를 들어, 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 경우, IP 주소의 처음 세 개 세트(192.168.1.X)는 네트워크를 식별하고, 마지막 세트는 네트워크 내의 특정 장치를 식별한다. 따라서 이 네트워크에는 최대 254개의 장치가 연결될 수 있다.

 

* 게이트웨이(=라우터)(=무선공유기) : 게이트웨이는 서로 다른 네트워크 간에 통신을 가능하게 하는 장치이다. 일반적으로, 게이트웨이는 라우터를 가리키는데, 라우터는 LAN과 WAN을 연결하는 역할을 한다.

예를 들어 집에서 인터넷을 사용할 때 컴퓨터나 스마트폰은 라우터를 게이트웨이로 사용하여 인터넷에 접속한다. 이때 라우터의 IP 주소가 게이트웨이 주소가 된다. 게이트웨이 주소를 통해 장치는 외부 네트워크와의 통신 경로를 찾을 수 있다.