[KT AIVLE] DX트랙 IT 인프라(12주차) 복습(IT 인프라: 스위치, OSI 7계층, 라우터)

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IT 인프라 복습

IT 인프라

  • 네트워크, 서버, 데이터베이스, 정보보안, 시스템 소프트웨어 및 기반시설 등 IT서비스의 기반이 되는 시스템 및 구조
  • 하드웨어 : 눈에 보이는 물리적 장비
    • PC, 모니터, 하드디스크, CPU, MEMORY, 서버, 스토리지, 라우터, 스위치 등
  • 소프트웨어 : 눈에 보이지 않는 프로그램
    • OS (Windows, Linux 등), Database, Microsoft Office, Photoshop 등
  • 네트워크 : 컴퓨터 같은 장비들이 그물망처럼 연결된 형태 또는 장비
    • 공유기(Router), 스위치, 방화벽, 케이블 등

 

기업 IT 인프라 - 데이터 센터

  • 서버, 네트워크, 스토리지와 같은 기업의 IT 인프라 구성 요소들이 모여 있는 시설

 

IT 인프라 유형

 

온 프레미스(On-Premise, 기존 프레미스)

  • 서버, 스토리지, 네트워크 등을 기업 자체적으로 보유하여 운영하는 방식
  • 클라우드 컴퓨팅의 발전 이전까지 사용하던 일반적이고 전통적인 인프라 유형
  • 즉, 기업이 데이터센터를 직접 만들어 운영하는 방식

클라우드

  • 퍼블릭 클라우드(Public Cloud), 프라이빗 클라우드(Private Cloud), 하이브리드 클라우드(Hybrid Cloud), 멀티 클라우드(Multi Cloud)

 

퍼블릭 클라우드(Public Cloud)

  • 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공해주는 업체(CSP, Cloud Service Provider)에게 인프라에 필요한 자원들을 대여하여 사용하는 방식
  • CSP 예 : AWS, Azure, GCP, KT 클라우드, 네이버 클라우드

 

프라이빗 클라우드(Private Cloud)

  • 기업이 직접 클라우드 환경을 구축, 이를 기업내부에서 활용, 계열사에 공개
  • 특정 기업, 특정 사용자만 사용하는 방식
  • 서비스 자원과 데이터는 기업의 데이터센터에 저장

 

하이브리드 클라우드(Hybrid Cloud)

  • 기존 On-premise 에 구성되어 있는 인프라와 Public Cloud를 혼용하여 함께 사용하는 방식
  • 온 프레미스(프라이빗 클라우드) + 퍼블릭 클라우드

 

멀티 클라우드(Multi Cloud)

  • 2개 이상의 서로 다른 클라우드를 함께 사용하는 방식
  • AWS + Azure, AWS + KT
  • 하나의 CSP에 종속되지 않기 위해 사용

 

IT 인프라 구성도

  • IT 인프라 구성 등을 한 눈에 알아볼 수 있는 다이어그램 또는 구성도
  • 시스템의 배치 연결관계를 아이콘, 선으로 구조화

 

스위치 네트워크 구성

네트워크 이해

네트워크(NetWork)

  • 컴퓨터 같은 노드들이 통신 기술을 이용하여 그물망처럼 연결된 통신 형태
    • 노드: 데이터를 주고 받을 수 있는 송수신 장치
  • PAN(Personal Area Network): 가장 작은 규모
  • LAN(Local Area Network): 근거리 영역
  • MAN(Metropolitan Area Network): 대도시 영역
  • WAN(Wide Area Network): 광대역

 

네트워크 구성요소

  • 전송 단말기
    • 정보를 주고 받는 장치
    • PC, 휴대폰, 노트북, 서버 등
  • 전송 매체
    • 정보를 전달할 수 있는 수단
    • 유선케이블 : 동축케이블, 광케이블, LAN 케이블 등
    • 무선기술: Wifi, 5G, LTE, 블루투스등
  • 전송 프로토콜
    • 전송 단말기간 정보를 주고받기 위한 일종의 규칙, 약속, 규약
  • 네트워크 장비
    • 정보를 전달하기 위해 목적지를 찾고 길을 결정하는 장비(허브, 스위치, 라우터등)

 

무선 통신 기술

  • 전화망(5G, LTE 등), 인터넷망(WiFi)

 

OSI 7계층 모델

  • ISO(국제표준화기구)가 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를 7개의 계층으로 분리하여 각 계층간 상호 작동하는 방식을 정한 모델
  • 응용, 표현, 세션, 전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리
    TCP/IP 4계층
응용 계층(Application) 응용 프로그램이 OSI 환경에 접속 가능한 서비스 < 응용 계층 >
Telnet / FTP
HTTP / POP
SMTP
DHCP / SNMP
DNS
표현 계층(Presentation) 응용-세션 간  코드 / 데이터 변환, 데이터 암호화 / 압축
세션 계층(Session) 컴퓨터 간 세션 / 연결을 생성 / 유지/ 종료하여 적절한 통신 상태 유지
전송 계층(Transport) 종단(End-to-End)간 투명한 데이터 전송 / 전달 / 주소 설정 / 다중화 / 오류 제어 / 흐름 제어 수행 < 전송 계층 >
TCP / UDP
네트워크 계층(Network) 개방 시스템 간 네트워크 연결을 관리 / 데이터 교환 경로 설정(Routing), 트래픽 제어, 패킷 정보 전송 < 인터넷 계층 >
IP / ICMP
ARP / RARP
데이터 링크 계층(Data link) 송/수신 간 속도 차이 해결 위한 흐름 제어 기능 프레임 동기화 / 오류 제어 기능 / 노드 간 프레임 전송 - 물리적 주소(MAC) 결정 < 네트워크 액세스 >
HDLC / PPP/ LLC
물리 계층(Physical) 물리적인 연결, 전기적 기계적 기능적 절차적인 수단 제공

 

계층별 네트워크 장비

 

1계층 -물리 계층

  • 통신단위: Bit
  • 0,1 같은 전기적 또는 기계적인 특성을 이용해 데이터 전송
  • 리피터(Repeater), 허브(Hub)

2계층 -데이터링크 계층

  • 통신단위: 프레임(Frame)
  • MAC 주소를 통해 통신
  • 대표적인 프로토콜: Ethernet
  • 스위치(Switch)

3계층 -네트워크 계층

  • 통신단위: 패킷(Packet)
  • IP 주소를 통해 통신
  • 대표적인 프로토콜: IP
  • 라우터(Router), L3 스위치

4계층 -전송 계층

  • 포트를 통해 통신
  • 대표적인 프로토콜: TCP, UDP
  • L4 스위치

7계층 -응용프로그램 계층

  • 브라우저나 메일 같은 응용프로그램을 통해 통신
  • 대표적인 프로토콜: FTP, SMTP, HTTP
  • 대표적인 네트워크 장비 : L7 스위치

 

헤더(Header)

  • 데이터 전송이 이루어질 때, 계층 이동별로 필요한 정보
  • 목적지 정보, 출발지 정보, 에러 체크 등
    • ex) HTTP 헤더, TCP 헤더, IP 헤더, 이더넷 헤더
  • 캡슐화(Encapsulation: 헤더 하나하나 붙이는 것
  • 역캡슐화(Decapsulation): 헤더 하나하나 제거하는 것

출처: [CS] 그림으로 알아보는 네트워크 - 계층화와 OSI, TCP/IP, UDP의 특징과 차이점

 

스위치 네트워크

스위치

  • MAC 주소를 기반으로 스위칭을 하는 2계층 장비
  • 스위칭 : 노드와 노드간 연결을 중개해주는 것

 

MAC Address Tables

  • 스위치가 스위칭 하기 위해 관리하는 테이블

 

패킷 트레이서 실습

  • 실제 네트워크 장비 없이도 네트워킹, IoT 및 사이버 보안 기술을 연습할 수 있는 네트워크 시뮬레이션 도구

스위치 MAC Address Table

 

IP 네트워크 이해

IP 주소

  • IP 주소는 32bit의 2진수로 구성
  • Network 주소
    • 인터넷의 수많은 네트워크에서 네트워크를 식별해 주는 역할
  • Host 주소
    • 같은 네트워크의 수많은 호스트들 중에서 해당 호스트를 식별해 주는 역할

 

서브넷 마스크(Subnet Mask)

  • IP 주소 중 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위하여 만든 32bit의 2진수

 

서브넷팅

  • 네트워크를 더 작은 단위의 네트워크로 분할
  • 네트워크 부족 현상 해결, 브로드캐스트 도메인 분할, 관리 용이성 등 여러가지 목적에 따라 작은 네트워크로 나누어 사용

 

서브네트워크

  • 큰 네트워크에서 분할되어 만들어진 더 작은 단위의 네트워크

 

공인 IP와 사설 IP

공인(Public) IP

  • IP주소를 관리하는 기관에 사용권을 요청하여 할당 받아 사용하는 IP
  • IANA(internet Assigned Names Authority)에서 관리하며 한국의 경우 한국인터넷 진흥원(KISA)에서 IP를 할당 받아 관리

사설(Private) IP

  • IP주소 중 특수 목적으로 예약된 IP주소로 같은 네트워크 내에서만 통신 가능
  • 인터넷상의 누군가와 통신하려면 공인 IP 필요

 

NAT(Network Address Translation)

  • 사설IP를 공인 IP로 변환 해주는 서비스

 

ARP(Address Resolution Protocol)

  • IP 만 알고 있을 때 Mac 주소를 확인 할 수 있도록 해주는 프로토콜

 

라우터와 라우팅

라우터(Router)

  • IP 주소를 기반으로 라우팅을 하는 3계층 장비
  • 라우팅은 최적의 경로를 선택하는 프로세스

 

라우팅(Routing)

  • 서로 다른 IP 네트워크 간에 패킷을 전달하는 프로세스
  • 라우터는 라우팅 테이블에 저장된 정보를 사용하여 라우팅을 수행
    • 라우팅 테이블(Routing Table): 라우터가 라우팅을 할 때 사용하는 테이블

 

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

  • 호스트의 IP 주소를 비롯하여 TCP/IP 프로토콜의 기본설정을 클라이언트에게 자동적으로 제공해주는 프로토콜
  • 장점: 다수의 PC 사용시 IP 자동 할당, IP 충돌 방지에 용이
  • 단점: DHCP 서버에 의해 IP가 할당되기에, DHCP 서버가 다운되면 IP 할당불가

 

DNS(Domain Name System)

  • 호스트의 도메인 이름을 호스트의 네트워크 주소로 바꾸거나 그 반대의 변환을 수행할 수 있도록 하기 위한 시스템
  • 특정 컴퓨터(또는 네트워크로 연결된 임의의 장치)의 주소를 찾기 위해, 사람이 이해하기 쉬운 도메인 이름을 숫자로 된 식별 번호(IP 주소)로 변환

 

게이트웨이(Gateway)

  • 다른 네트워크영역으로 가기 위해 필수적으로 거쳐야하는 관문

 

 

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