[IT 인프라] IT 인프라 이해와 스위치 네트워크 구성 _ 20241125

* IT 인프라란?

 - 네트워크, 서버, 데이터베이스, 정보보안, 시스템 소프트웨어 및 기반시설 등 IT 서비스 기반이 되는 시스템 및 구조

 

1. IT 인프라

 (1) IT 인프라의 주요 구성요소 (하드웨어 / 소프트웨어 네트워킹 등으로 구분)

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
데이터센터	서버, 네트워크, 스토리지와 같은 기업의 IT인프라 구성 요소들이 모여 있는 시설

 

 (2) IT 인프라 유형 : 크게 기존 인프라(On-Premise)와 클라우드 인프라로 구분

온 프레미스 (On-Premise)	클라우드
	퍼블릭 클라우드	프라이빗 클라우드	하이브리드 유형	멀티 클라우드
서버, 스토리지, 네트워크 등을 기업 자체적으로 보유하여 운영하는 방식	- 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공해주는 업체(CSP, Cloud Service Provider)에게 인프라에 필요한 자원들을 대여하여 사용하는 방식	- 기업이 직접 클라우드 환경을 구축, 이를 기업내부에서 활용, 계열사에 공개 - 특정 기업, 특정 사용자만 사용하는 방식 - 서비스 자원과 데이터는 기업의 데이터센터에 저장	- 기존 On-Premise에 구성되어 있는 인프라와 Public Cloud를 혼용하여 함께 사용하는 방식 - 온 프레미스(프라이빗 클라우드) + 퍼블릭 클라우드	- 2개 이상의 서로 다른 클라우드를 함께 사용하는 방식 - AWS + Azure, AWS + KT
클라우드 컴퓨팅의 발전 이전까지 사용하던 일반적이고 전통적인 인프라 유형
즉, 기업이 데이터센터를 직접 만들어 운영하는 방식	CSP 예: AWS, Azure, GCP, KT 클라우드, 네이버 클라우드

 

** 하이브리드 유형과 멀티 클라우드의 차이점?

 

• 하이브리드 클라우드
  • 집(자체 서버)에서 중요한 걸 보관하고,
  • 도서관(클라우드)에서 나머지를 처리하는 방식!
  • 사용해야 할때 : 보안과 규제가 중요한 경우, 기존 시스템을 유지하면서 클라우드 도입을 점진적으로 하고 싶을때, 비용과 성능을 최적화하고 싶을 때
  • ex) 은행 : 고객 계좌 정보는 내부 서버에서 보관, 고객이 사용하는 모바일 앱 서비스는 클라우드에서 운영
• 멀티 클라우드
  • 여러 도서관(클라우드)을 각각의 장점에 따라 골라서 사용하는 방식
  • 사용해야 할때 : 특정 작업에 맞는 클라우드를 선택하고 싶을 때, 클라우드 공급업체에 대한 의존도를 줄이고 싶을 때, 글로벌 서비스 확장이 필요한 경우
  • ex) 글로벌 기업 : AWS에서 웹서비스 운영, 구글 클라우드에서 데이터 분석, Azure에서 머신러닝 모델 개발

** 온프레스미와 프라이빗 클라우드의 차이점?

 

• 온프레미스
  • "우리 집에 직접 컴퓨터를 설치하고 전기도 내가 관리하면서 쓰는 방식."
  • 모든 걸 직접 관리해야 하지만, 집 안이니까 안전하고 내 마음대로 사용 가능.
• 프라이빗 클라우드
  • "아파트에 살면서 관리실에서 전기와 시설을 다 관리해주는 방식."
  • 관리가 편리하고 필요하면 쉽게 확장 가능하지만, 기본적인 관리비를 내야 함

 

 (3) IT 인프라 구성도 : IT 인프라 구성 등을 한 눈에 알아볼 수 있는 다이어그램 또는 구성

 

2. 스위치 네트워크 구성

 (1) 네트워크 이해

  * 네트워크(Net + Work) : 컴퓨터 같은 노드들이 통신 기술을 이용하여 그물망처럼 연결된 통신 형태

  ① 네트워크 종류

PAN(Personal Area Network)	가장 작은 규모
LAN(Local Area Network)	근거리 영역
MAN(Metropolitan Area Network)	대도시 영역
WAN(Wide Area Network)	광대역

 

  ② 네트워크의 구성요소

전송 단말기 (노드)	- 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, 블루투스 등
전송 프로토콜	- 전송 단말기간 정보를 주고받기 위한 일종의 규칙, 약속, 규약
네트워크 장비	- 정보를 전달하기 위해 목적지를 찾고 길을 결정하는 장비 (허브, 스위치, 라우터 등)

 

 

   ③ 무선 통신 기술

 

   ④ OSI 7계층 모델

계층	과정	내용	예시
7계층	응용 (Application)	- 사용자에게 다양한 Network 서비스 제공   (e-mail - SMTP, FTP, 가상터미널...) - 사용자 인증	- 사용자가 직접 만나는 단계 - 이메일을 쓰거나, 유튜브에서 영상을 클릭하는 단계
6계층	표현 (Presentation)	- App, Layer에 대한 Data 전송, Syntac 협의 - Data Format 결정, 구성 - Code 변환 - 구축변환 - 압축, 암호화	- 데이터를 번역하는 단계 - 컴퓨터 언어를 인간의 언어로 이해할 수 있도록 변환
5계층	세션 (Session)	- Interhost Communication - Application 사이의 대화 Start, Maintain, Stop	- 대화를 시작하고 끝내는 단계 - 전화할 때 여보세요~, 끊을때 끊을게~
4계층	전송 (Transport)	- End to End Connection - Application 사이의 논리적인 통로 제공 - 전송 문제 관리 - 신뢰성 있는 전송 보장	- 데이터를 나누고, 정확하게 전달하는 단계 - 큰 퍼즐 그림을 조각조각 나눠서 보내고 맞추는 과정 (여기 5번 조각 다시 보내줘!)
3계층	네트워크 (Network)	- 논리적인 주소를 사용 - 경로 관리, 최적 경로 선정 - 사용자 Data(Packet)전송	- 주소를 찾아가는 단계
2계층	데이터 링크 (Data Link)	- Data 전송을 위한 Format 결정 - Data 전송을 위하여 Media에 접근하는 방법 제공 - 물리적인 주소(MAC) 사용 - Error Detection 기능 제공	- 같은 지역 내에서 연결을 관리하는 단계 - 택배 보내기 전 지역 담당자에게 전달
1계층	물리 (Physical)	- 물리적인 연결 - 전기적, 기계적, 기능적 절차적인 수단 제공	- 데이터를 실제로 보내는 단계 - 편지를 쓸때 종이(물리적 매체) 사용

 

 

    ⑤ TCP/IP 4계층 모델

OSI	TCP/IP 4계층 모델	내용
응용 (Application)	응용 (Application)	- 사용자와 가장 가까운 계층으로 사용자가 Application과 소통할 수 있게 지원 - 데이터 단위 : Message - 프롵콜 : FTP, HTTP, SSH, Telnet, DNS, SMTP 등
표현 (Presentation)
세션 (Session)
전송 (Transport)	전송 (Transport)	- 통신 노드 간 연결 - Port 기반 데이터 전송 - 데이터 단위 : Segment - 프로토콜 : TCP, UDP 등
네트워크 (Network)	네트워크 (Network)	- 네트워크상 목적지까지 연결 - IP 할당, 경로(Route) 설정 - 데이터 단위 : Packer - 프로토콜 : IP, ARP, ICMP, RARP, OSPF 등
데이터 링크 (Data Link)	네트워크 엑세스 (Network Access)	- MAC 주소를 통해 장비간 데이터 전송 - 데이터 단위 : Frame - 프로토콜 : Ethernet, Token Ring 등
물리 (Physical)

 

   ⑥ 헤더 : 데이터 전송이 이루어질 때, 계층 이동별로 필요한 정보 (목적지 정보, 출발지 정보, 에러체크 등)

     - 캡슐화 : 헤더 하나하나 붙이는 것 / 역캡슐화 : 헤더 하나하나 제거하는 것

Sender (Encapsulation)	Receiver (Decapsulation)

 

1계층 (물리 계층)	2계층 (데이터링크 계층)	3계층 (네트워크 계층)	4계층 (전송 계층)	7계층 (응용프로그램 계층)
- 전기, 기계적 특성을 이용한 통신 케이블로 데이터를 전송 - 0,1 비트로 데이터 구성 - On/Off 전기적 신호 상태	- MAC 주소를 통해 통신	- IP 주소를 통해 통신	- 포트를 통해 통신	- 브라우저나 메일 같은 응용프로그램을 통해 통신
리피터, 허브	Ethernet(프로토콜), 스위치	IP(프로토콜), 라우터	TCP, UDP(프로토콜), L4 스위치	- FTP, SMTP, HTTP(프로토콜), L7 스위치

 

 (2) 스위치

   - MAC 주소를 기반으로 스위칭을 하는 2계층 장비

   - 스위칭 : 노드-노드 간 연결 중재

 

   ① Mac Address : 네트워크 상의 장비 구분을 위하여 각 장비의 인터페이스마다 할당된 주소

    - MAC 주소 형식 (48비트) : D0-3C-1F-9C-FA-F9

    - MAC 주소는 일반적으로 네트워크 인터페이스 카드(NIC)의 제조사가 할당하여 하드웨어 저장

 

   ② Ethernet

    : 통신하기 위한 일련의 기술 및 약속 중 하나로 MAC 기반으로 통신하는 방법에 관한 2계층 프로토콜

 

   ③ MAC Address Tables : 스위치가 스위칭 하기 위해 관리하는 테이블

 

    ** 스위치 동작방식