클라이밍하는 개발자

L3 스위치란 무엇인가?
L3 스위치(Layer 3 Switch)는 기존 L2 스위치의 기능에 라우터의 기능을 통합한 네트워크 장비입니다. 네트워크 세계를 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 풍부한 예시와 함께 설명해 드리겠습니다.

네트워크 계층 이해하기
먼저 OSI 7계층 모델에서 각 계층의 역할을 간단히 살펴보겠습니다:
- Layer 2 (데이터 링크 계층): MAC주소를 이용해 같은 네트워크 내에서 통신
- Layer 3 (네트워크 계층): IP주소를 이용해 서로 다른 네트워크 간 통신

L2 스위치 vs L3 스위치

L2 스위치
일반적인 스위치는 MAC주소만 인식하여 같은 네트워크 내에서만 통신이 가능합니다. 마치 한 건물 내 다른 사무실로 우편물을 전달하는 것과 같습니다.

L3 스위치
L3 스위치는 MAC 주소뿐만 아니라 IP 주소도 인식하여 서로 다른 네트워크 간 통신이 가능합니다. 이는 한 건물에서 다른 건물로 우편물을 보내는 우체국 역할을 하는 것과 같습니다.

실생활 예시로 이해하는 L3 스위치

아파트 단지 비유
L2 스위치를 '아파트 동 내 우편함'으로,

L3 스위치를 '아파트 단지 내 관리사무소'로 생각해보세요.

1. L2 스위치 (동 내 우편함)
   - 101동 내에서 301호에서 502호로 편지 전달 가능
   - 같은 동 내에서만 배달 가능

2. L3 스위치 (아파트 관리사무소)
   - 101동 301호에서 → 105동 802호로 편지 전달 가능
   - 다른 동으로도 배달 가능
   - 필요할 경우 외부 우체국(인터넷)과 연결

회사 네트워크 예시
중소기업 '테크놀로지 주식회사'를 예로 들어보겠습니다:

회사 구조
- 1층: 영업팀 (192.168.1.0/24 네트워크)
- 2층: 개발팀 (192.168.2.0/24 네트워크)
- 3층: 관리팀 (192.168.3.0/24 네트워크)

L2 스위치만 사용할 경우
- 각 층마다 별도의 L2 스위치 설치
- 각 층 내부에서는 통신 가능
- 다른 층과 통신하려면 별도의 라우터 필요

L3 스위치 사용할 경우
- 전 층을 연결하는 중앙 L3 스위치 하나만 설치
- 개발팀(192.168.2.15)에서 영업팀(192.168.1.30)으로 직접 데이터 전송 가능
- 라우팅 테이블을 통해 적절한 경로로 패킷 전달

L3 스위치의 주요 특징과 장점
1. 라우팅 기능
   - 서로 다른 VLAN 간 통신 처리
   - 정적/동적 라우팅 프로토콜 지원 (RIP, OSPF 등)

2. 속도와 성능
   - 하드웨어 기반 라우팅으로 일반 라우터보다 빠름
   - ASIC 칩을 통한 고속 패킷 처리

3. 비용 효율성
   - 라우터와 스위치를 별도로 구매하는 것보다 경제적
   - 관리 포인트 감소로 유지보수 비용 절감

4. 네트워크 세분화
   - VLAN을 통한 논리적 네트워크 분리
   - 부서별, 기능별 네트워크 구성 용이

실제 활용 사례
1. 기업 지사 연결
   - 서울 본사와 부산 지사의 내부 네트워크 연결
   - 각 지사 내부는 L2 스위치로, 지사 간 연결은 L3 스위치로 구성

2. 대학 캠퍼스 네트워크
   - 인문대, 공대, 의대 등 단과대학별 네트워크 분리
   - L3 스위치를 통해 학과 간 통신 지원

3. 데이터센터
   - 서버랙 내부는 L2 스위치로 연결
   - 서버랙 간 통신은 L3 스위치로 처리

결론
L3 스위치는 현대 네트워크 인프라의 핵심 장비로, L2 스위치의 빠른 데이터 전송 기능과 라우터의 네트워크 간 통신 기능을 결합했습니다. 특히 중규모 이상의 네트워크에서 비용 효율적이면서도 성능이 뛰어난 솔루션을 제공합니다.

마치 아파트 단지에서 각 동 내부 통신뿐만 아니라 동과 동 사이의 통신까지 담당하는 '중앙 관리사무소' 역할을 한다고 생각하면 이해하기 쉽습니다.

브리지란?

OSI 데이터 링크 계층에서 작동하는 네트워크 장비입니다. 데이터의 목적지(헤더 정보)의 MAC 주소를 참조하여 적절한 기기로 데이터를 전송하는 역활을 담당합니다.

데이터의 프레임(헤더 정보)를 참조하여 데이터를 최소한으로 한정하는 것이 브리지의 주된 역활의 하나입니다.

스위치란?

마찬가지로 OSI 데이터 링크 계층에서 동작하는 네트워크 장비입니다.

브리지와 스위치의 가장 큰 차이점은 ‘스위치가 더 많은 포트를 가지고 있다는 것’ 입니다.

물론 그 밖에도 처리 속도, 데이터 전송의 처리 방식 등 섬세한 차이점은 있지만, 기본적으로 브리지와 스위치는 같은 기능을 하는 네트워크 기기로 많은 포트를 가지고 있는 브리지가 스위치라고 불리는구나! 라고 이해해도 좋습니다.

요약

1. 정의
   • 브리지: 네트워크 장치에서 동일한 네트워크의 세그먼트 간 트래픽을 전달합니다. 브리지는 MAC 주소를 기반으로 데이터 프레임을 전송할지 여부를 결정합니다.
   • 스위치: 브리지에서 진화한 네트워크 장치로 장치 간의 통신을 가능하게 합니다. 스위치는 MAC 주소를 기반으로 작동하지만 각 포트에 연결된 장치의 MAC 주소를 학습하고 효율적으로 트래픽을 전달합니다.
2. 동작 레이어
   • 브리지: 주로 데이터 링크 계층(레이어 2)에서 작동합니다.
   • 스위치: 주로 데이터 링크 계층 (Layer 2)에서 동작하지만, 멀티 계층 스위치와 같이 네트워크 계층 (Layer 3)에서 동작하는 것도 존재한다.
3. 학습 능력
   • 브리지: 기본적으로 소수의 MAC 주소만 유지할 수 있습니다.
   • 스위치: 많은 MAC 주소를 학습하고 스위칭 테이블에 저장할 수 있습니다.
4. 확장성
   • 브리지: 확장성에 제한이 있습니다.
   • 스위치: 대규모 네트워크 환경에서 사용하기에 적합하며 많은 포트가 있습니다.