IT 인프라 - DAY. 01

1. IT 인프라 이해

※ IT 인프라란?

네트워크, 서버, 데이터베이스, 정보보안, 시스템 소프트웨어 및 기반시설 등
IT서비스의 기반이 되는 시스템 및 구조

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[K-마켓 IT 인프라 구성도]

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[IT 인프라의 주요 구성요소]

IT 인프라의 구성요소는 크게 하드웨어와 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

※ 기업 IT 인프라 - 데이터센터

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

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[IT 인프라 유형]

IT 인프라는 크게 기존 인프라(On-Premise)와 클라우드 인프라로 구분

• 온 프레미스(On–Premise)

 

• 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

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• 클라우드
  • 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
  • 멀티클라우드 (Multi Cloud)
    • 2개 이상의 서로 다른 클라우드를 함께 사용하는 방식
    • AWS + Azure, AWS + KT
    • 하나의 CSP에 종속되지 않기 위해 사용

※ IT 인프라 구성도란?

- IT 인프라 구성 등을 한 눈에 알아볼 수 있는 다이어그램 또는 구성도

- 시스템의 배치 연결관계를 아이콘, 선으로 구조화

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2. 스위치 네트워크 구성

Unit 1. 네트워크 이해

※ 네트워크

컴퓨터 같은 노드들이 통신 기술을 이용하여 그물망처럼 연결된 통신 형태

 

[네트워크의 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

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[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)

※ 무선 통신 기술

• 5G, LTE 등(전화망)

• Wi-Fi (인터넷망)

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[OSI 7계층 모델]

• ISO(국제표준화기구)가 네트워크 프로토콜이 통신하는 구조를
  7개의 계층으로 분리하여 각 계층간 상호 작동하는 방식을 정한 모델
• 통신이 일어나는 과정을 7단계로 크게 구분하여 한 눈에 들어올 수 있도록 정의

※ 계층별 기능

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[계층별 데이터 형태]

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[TCP/IP 4계층 모델]

• OSI 7계층 모델을 기반으로 실제 업무에서 이용될 수 있도록 단순화 된 모형

※ 계층별 기능

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※ 헤더란?

• 데이터 전송이 이루어질 때, 계층 이동별로 필요한 정보
• 목적지 정보, 출발지 정보, 에러 체크 등
• 예시
    - HTTP 헤더, TCP 헤더, IP 헤더, 이더넷 헤더
• 캡슐화: 헤더 하나하나 붙이는 것
• 역캡슐화: 헤더 하나하나 제거하는 것

[헤더 - Sender (Encapsulation)]

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[헤더 - Receiver (Decapsulation)]

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※ 데이터 캡슐화 및 역캡슐화

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[1계층 - 물리 계층]

• 전기, 기계적 특성을 이용한 통신 케이블로 데이터를 전송
• 0,1 비트로 데이터 구성
• On, Off 의 전기적 신호 상태로 구성
• 대표적인 장비: 리피터(증폭기), 허브

[2계층 - 데이터링크 계층]

• MAC 주소를 통해 통신
• 대표적인 프로토콜: Ethernet
• 대표적인 네트워크 장비: 스위치

[3계층 - 네트워크 계층]

• IP 주소를 통해 통신
• 대표적인 프로토콜: IP
• 대표적인 네트워크 장비: 라우터, 공유기

[4계층 - 전송 계층]

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

[7계층 - 응용프로그램 계층]

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

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Unit 2. 스위치 네트워크

※ 스위치란?

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

[스위치의 동작 과정]

1. MAC 주소 테이블 생성
   • 스위치는 네트워크에 연결된 장치의 MAC 주소를 학습하여, 이를 테이블에 저장
   • 데이터 프레임을 수신하면, 출발지의 MAC 주소를 읽어 테이블에 등록
2. 목적지 MAC 주소 확인
   • 수신한 데이터 프레임에서 목적지 MAC 주소 확인
   • 이 MAC 주소가 테이블에 있다면, 해당 포트로 데이터 전송
3. 데이터 전송 (Unicast)
   • 목적지 MAC 주소가 특정 포트와 연결되어 있으면, 해당 포트로만 데이터 전송
   • 이는 네트워크 트래픽을 줄이고, 효율성을 높이는 방식
4. 브로드캐스트 (Broadcast)
   • 만약 목적지 MAC 주소가 테이블에 없다면, 네트워크의 모든 포트로 데이터 전송
   • 이를 통해 새 장치가 네트워크에 연결되었을 때도 통신 가능
5. MAC 주소 테이블 업데이트
   • 시간이 지나면 스위치는 오래된 MAC 주소를 삭제하고,
     새로운 MAC 주소를 학습하여 테이블을 업데이트한다.

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[MAC Address 와 Ethernet]

• Mac Address
  
  • 네트워크 상의 장비 구분을 위하여 각 장비의 인터페이스 마다 할당된 주소
  • MAC 주소 형식 (48 비트): D0-3C-1F-9C-FA-F9
  • MAC 주소는 일반적으로 네트워크 인터페이스 카드(NIC)의 제조사가 할당하여 하드웨어 저장
• Ethernet
  
  • 통신하기위한 일련의 기술 및 약속 중 하나로,
    MAC 기반으로 통신 하는 방법에 관한 2계층 프로토콜

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[MAC Address Tables]

• 스위치가 스위칭 하기 위해 관리하는 테이블
• 예시