네트워크의 유연성과 효율성: VLAN, SDN, LAN, 이더넷의 이해

 

VLAN - 세그먼트를 분할하거나 결합하는 기술

네트워크를 구성하는 데 있어 VLAN(Virtual Local Area Network)은 매우 중요한 기술입니다. VLAN은 여러 스위치를 통해 세그먼트를 관리할 수 있는 방법으로, 각 장치에 논리적으로 구성된 세그먼트를 할당하여 네트워크 설계의 유연성을 크게 향상하게 시킵니다. 이러한 유연성은 특히 대규모 네트워크 환경에서 중요한 요소로 작용합니다.

 

VLAN

 

네트워크 구성을 유연하게 설계할 수 있는 VLAN

LAN(Local Area Network)은 일반적으로 L2 스위치(스위칭 허브)를 통해 세그먼트로 묶입니다. 같은 스위치에 연결된 장치들은 하나의 세그먼트를 형성하며, 기업 환경에서는 층별이나 부서별로 세그먼트를 나누는 것이 일반적입니다. 이 과정에서 스위치는 각 층이나 조직의 구조에 맞추어 배치됩니다.

스위치에 연결할 수 있는 장치의 수는 제한되어 있기 때문에, 연결할 장치 수가 많아지면 새로운 세그먼트를 추가해야 할 필요가 있습니다. 이때 VLAN을 활용하면, 서로 다른 스위치에 연결된 장치들도 동일한 세그먼트로 묶을 수 있어 매우 유용합니다. VLAN-ID라는 식별자를 사용하여 구성된 논리적 세그먼트는 물리적 제약을 넘어 다양한 네트워크 환경을 지원합니다.

 

세그먼트를 분할하는 이유

VLAN을 사용하는 주요 이유 중 하나는 브로드캐스트 도메인을 효율적으로 관리하기 위함입니다. 동일한 세그먼트 내에서 브로드캐스트 패킷이 도달할 수 있는 범위를 정의하고, ARP(주소 해석 프로토콜)나 DHCP(동적 호스트 구성 프로토콜)와 같은 프로토콜은 네트워크 전체에 브로드캐스트 전송을 수행합니다. 이러한 브로드캐스트 전송을 잘 관리하지 않으면, 관련 없는 세그먼트까지 불필요한 패킷이 전송되어 네트워크 성능이 저하될 수 있습니다. VLAN을 통해 이를 방지하고, 네트워크의 효율성을 높일 수 있습니다.

브로드캐스트 트래픽을 제한하고, 각 부서나 그룹별로 네트워크를 분리함으로써 보안성을 강화할 수 있습니다. 예를 들어, 인사부서와 재무부서가 서로 다른 VLAN에 존재할 경우, 한 부서의 브로드캐스트 트래픽이 다른 부서에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다. 이는 데이터 유출의 위험을 줄이고, 더 나은 데이터 보호를 가능하게 합니다.

 

SDN - 네트워크 관리 기능을 집약하는 기술

VLAN은 물리적 제약을 넘어 논리적 세그먼트를 구성하는 데 유용하지만, 대규모 네트워크에서는 SDN(Software Defined Networking) 기술이 더욱 유연한 네트워크 구성을 제공합니다. SDN은 네트워크 장치의 연결 기능과 세그먼트 및 라우팅 관리 기능을 분리하여 설정 정보를 중앙 집중식으로 관리할 수 있게 해줍니다.

SDN의 주요 이점 중 하나는 네트워크의 관리와 제어를 소프트웨어적으로 처리할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 네트워크 관리자는 REST API를 이용하여 장치와 네트워크의 상태를 모니터링하고, 필요한 조치를 즉시 취할 수 있습니다. OpenFlow라는 표준화된 프로토콜을 사용하여 데이터 플레인과 컨트롤 플레인을 효과적으로 분리함으로써, 네트워크의 유연성과 효율성을 극대화할 수 있습니다.

SDN은 네트워크의 가시성을 높이고, 복잡한 네트워크 환경에서도 쉽게 관리할 수 있는 도구를 제공합니다. 예를 들어, 네트워크 장애가 발생했을 때, SDN 관리자는 즉시 문제를 파악하고, 자동화된 스크립트를 통해 문제를 해결할 수 있습니다. 이러한 기능은 특히 대규모 기업이나 데이터 센터에서 매우 유용하게 활용됩니다.

 

LAN - 제한된 범위의 네트워크

LAN(Local Area Network)은 일반적으로 동일한 건물이나 층과 같은 비교적 좁은 범위를 가리킵니다. 기업, 대학, 연구소 등에서 동일한 부지 내 여러 건물을 하나의 네트워크로 관리하기 위해 사용되며, 보통 1km 이내의 거리에서 운영됩니다. LAN은 높은 데이터 전송 속도와 낮은 지연 시간을 제공하여, 다양한 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다.

LAN은 일반적으로 이더넷을 통해 구성되며, 이더넷은 LAN의 표준 기술로 자리 잡고 있습니다. 이더넷 네트워크에서는 트위스트 페어 케이블을 통해 장치가 연결되며, RJ-45 커넥터가 사용됩니다. 각 장치는 MAC 주소로 식별되며, 데이터 링크 계층에서 통신을 처리합니다. 이더넷은 MAC 주소를 사용하여 연결 대상을 식별하지만, IP 주소도 필요합니다. IP 주소는 복잡한 네트워크 구조 관리에 용이하며, L3 스위치를 통해 네트워크를 구성할 수 있습니다.

 

이더넷 - 오피스 내부를 연결하는 네트워크

대부분의 LAN은 이더넷 표준을 사용하여 여러 장치를 연결합니다. 이더넷은 패킷 통신을 기반으로 하며, 다수의 장치가 독립적으로 통신할 수 있도록 설계되었습니다. 이더넷은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식을 사용하여 회선의 사용 상황을 탐지하고, 전송 중인 장치가 있을 경우 충돌을 감지하여 재전송을 시도합니다. 초기 이더넷 구조는 각 기기를 버스형 네트워크로 연결했으나, 현재는 스위칭 허브를 통해 스타형 네트워크로 구성되고 있습니다.
이더넷 프레임의 구조는 비교적 단순하며, 출발지 식별자, 목적지 식별자, 패킷 종류, 페이로드, 체크섬으로 나뉩니다. MAC 주소를 참조하여 스위칭 허브는 패킷을 적절한 포트로 전달합니다. 이러한 구조는 데이터 전송의 효율성을 높이고, 네트워크의 안정성을 보장합니다.

 

기업 LAN 구성의 일반적인 방식

일반적인 기업에서는 부서별로 세그먼트를 구성하고, 이러한 세그먼트를 스위치로 묶어 상위 세그먼트를 형성합니다. 물리적으로는 스위치 등으로 하나의 세그먼트로 통합하며, 이 세그먼트를 또 다른 스위치로 묶어 부서나 사업부 등 상위 세그먼트로 구성해 나갑니다. 이때 통합할 세그먼트의 트래픽 양이나 장치 수에 따라 라우터나 L3 스위치로 통합하기도 합니다.

라우터와 같은 3계층 장비를 사용하면 물리 계층이나 데이터 링크 계층을 숨긴 추상적인 ID로 유연하게 관리할 수 있습니다. 클라이언트만 설치하는 인트라넷 세그먼트에는 업무에 사용하는 컴퓨터 외에도 업무 애플리케이션 서버나 데이터베이스 서버, 파일 서버, 인증 서버 등이 연결됩니다. 이러한 서버는 보통 여러 부서에서 함께 사용되므로 특정 부서 세그먼트에 배치하지 않고 별도의 세그먼트를 만들어 관리합니다.

 

클라우드와 인트라넷의 통합

최근에는 많은 기업들이 업무 시스템을 클라우드로 옮기고 있으며, 이에 따라 사무실에서도 클라이언트 장치만 설치하는 경우가 많아지고 있습니다. LAN은 기업 내부 시스템을 위한 네트워크로, 인터넷에 직접 연결되지 않은 인트라넷을 통해 보안성을 강화할 수 있습니다. 인트라넷은 기업 내부의 정보 공유와 협업을 지원하며, 효율적인 업무 환경을 제공합니다.

VLAN, SDN, LAN, 이더넷은 네트워크의 구조와 운영에서 필수적인 요소입니다. VLAN은 세그먼트를 유연하게 관리할 수 있게 해주며, SDN은 더욱 효율적인 네트워크 구성을 지원합니다. LAN은 제한된 범위에서 장치들을 연결하고, 이더넷은 이러한 LAN의 주된 기술로 널리 사용되고 있습니다. 이러한 요소들을 깊이 이해함으로써, 기업과 조직은 더 효과적이고 효율적인 네트워크 환경을 구축하고 운영할 수 있습니다.