[KT AIVLE] 네트워크 기초 - 네트워크 스위치

네트워크 스위치란?

• OSI 모델의 데이터 링크 계층 (계층 2)에서 작동
• MAC 주소를 기반으로 스위칭을 해줌 ( * 스위칭 : 노드와 노드 간 연결을 중개)
• 로컬 홈 네트워크와 같은 네트워크 내의 장치 간 통신을 허용하는 네트워크 하드웨어 장치

스위치 vs 허브

• 허브의 확장된 개념으로, 허브는 하나의 디바이스에서 전송된 패킷이 허브에 연결된 모든 기기로 브로드캐스팅 시키는 반면, 스위치는 패킷의 목적지 주소로 지정된 디바이스로 이어지는 포트(Port)로만 패킷이 전송됨

https://aws-hyoh.tistory.com/entry/L4-스위치-쉽게-이해하기-10

L4 스위치 쉽게 이해하기 #10(이중화)

 

고가용성

• 고가용성이란 오랜 시간 장애 없이 시스템을 운영하는 것
• 네트워크 인프라 또한 오랜 시간 장애 없이 서비스를 제공해야 하기 때문에 고가용성을 신경 써야 함.

고가용성 구현을 위한 이중화

• 시스템의 일부를 차지하는 네트워크 장비에 어떠한 장애가 발생했을 경우를 대비해 장애 후에도 계속 기능을 제공할 수 있도록 예비 장비를 백업으로 배치하여 운용하는 것 (Active-Standby) 혹은 다수의 장비를 모두 활성화시켜 운용하는 것(Active-Activi)을 의미함.
• 특정 지점에 문제가 발생하더라도 서비스를 계속 제공할 수 있게 지원

• Active : 시스템에 정상적으로 연결되어 동작하고 있는 시스템
• Standby : Active 시스템이 장애가 발생할 시 Standby → Active로 전환됨 <Failover>
• Active - Active : 다수의 장비를 모두 활성화시켜 운용
• Active-Standby : 장애 후에도 계속 기능을 제공할 수 있도록 예비 장비를 백업으로 배치하여 운용

 

Failover (장애 복구 기능)

Active 시스템이 장애가 발생할 때 Standby → Active로 전환되는데, Failover 종류에는 3개가 있다.

1. Hot Standby Failover : Active 시스템과 Standby 시스템의 구성이 같은 상태로 유지하고, Active 시스템에 장애가 발생하면 즉시 Standby 시스템으로 교체.
2. Warm Standby Failover : Active 시스템과 Standby 시스템의 구성을 다른 상태로 유지하고, Active 시스템에 장애가 발생하면 기존 Active 시스템의 구성으로 변경.
3. Cold Standby Failover : Standby 시스템을 종료 상태로 유지하고, Active 시스템에 장애가 발생하면 Standby 장비를 작동하여 Active로 교체.

 

L4 스위치의 이중화

L4 스위치란 OSI 7 계층에서 4계층(transport)에 해당하는 장비로 들어온 데이터를 로드밸런싱해 준다. 로드밸런싱은 서버 부하가 균등하게 유지되도록 데이터를 분산하여 할당해준다.

로드밸런싱 종류에는 여러 종류가 있다.

 

라운드로빈 방식 (Round Robin)

• 서버에 들어온 요청을 순서대로 돌아가며 분산하는 방식이다. 클라이언트의 요청을 순서대로 분배하기 때문에 여러 대의 서바가 동일한 스펙을 갖고, 서버와의 연결이 오래 지속되지 않는 경우에 적합하다.

가중 라운드로빈 방식 (Weight Round Robin)

• 각각의 서버마다 가중치를 매기고 가중치가 높은 서버에 클라이언트 요청을 우선적으로 배분한다. 주로 서버의 트래픽 처리 능력이 상이한 경우 사용하는 부하 분산 방식이다.

IP 해시 방식 (IP Hash)

• 사용자의 IP를 해싱해(Hashing, 임의의 길이를 지닌 데이터를 고정된 길이의 데이터로 매핑하는 것) 로드를 분배하기 때문에 사용자가 항상 동일한 서버로 연결되는 것을 보장한다.
• 클라이언트의 IP 주소를 특정 서버로 매핑하여 요청하는 방식

최소연결방식

• 요청이 들어온 시점에 가장 적은 연결 상태를 보이는 서버에 우선적으로 트래픽을 배분한다.

최소리스폰타임

• 서버의 현재 연결 상태와 응답시간을 모두 고려하여 트래픽을 배분한다.