IT 인프라 아키텍처 설계
Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지
IT 인프라 아키텍처 설계

네트워크 기초
OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Session 4 · Day 1 — TA가 알아야 할 네트워크 전 계층 한 권

본문 108 슬라이드 · 강의 시간 약 150분 · TA(Technical Architect) 양성 과정

강사 박수현 · 🚀 젠아이랩스(GenAI Labs)

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial wide cinematic illustration on dark navy background — a large wooden desk overhead view; on the desk sit thick coiled Cat 6a U/FTP cables in teal jacket (with a small printed label 'Cat 6a U/FTP · 10GBASE-T · 100m · 802.3an') and a coil of OS2 SM 9/125µm yellow fiber patch cords plus an aqua OM4 MM 50/125µm duplex; a tray of pluggable optical modules glinting under warm lamplight — 'Cisco SFP-10G-SR', 'Finisar QSFP28-100G-SR4', 'Arista QSFP-DD-400G-DR4', 'OSFP-800G 2×400GBASE-DR4' — each with a tiny printed PN sticker and matching DOM label; a printed OSI 7-layer cheat sheet next to an IEEE 802.3 timeline (802.3ae 10G · 802.3by 25G · 802.3bs 200/400G · 802.3df 800G); a folded network topology blueprint showing Core / Aggregation / Access (Catalyst 9500 · 9400 · 9300-48P) and Spine-Leaf (Nexus 9336C-FX2 · Arista 7050X3) side by side with port-channel and ECMP annotations; a small toy-sized 1RU rack switch labeled 'Cisco Catalyst 9300-48P' with blinking green/amber link LEDs and a console RJ45 dongle; a 1m SFP28 Twinax DAC coiled beside an LC duplex pair; a protocol-stack notepad with a hand-drawn TCP 3-way handshake (SYN / SYN-ACK / ACK) plus a sticky note showing Switch# show ip interface brief output; soft cinematic light, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9"

데이터센터 · 서버·OS·DB·GPU · 가상화·컨테이너 · 네트워크 L1~L7 · 스토리지 · 백업·DR · 보안 6대 도메인 · HA · 용량·성능·관찰성 · 설계 워크숍 · RFP · 5종 실전 케이스
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial wide cinematic illustration on dark …

Session 4 · Day 1 — TA가 알아야 할 네트워크 전 계층 한 권

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

세션 4 — 회차 메타데이터

📋 세션 정보

  • 회차: 4 / 15 — Day 1 · 네트워크 기초
  • 소속: Day 1 — IT 인프라 큰 그림 + 서버·NW 기초
  • 카테고리: is-technical (인프라 기초)
  • 예상 분량: 본문 108 슬라이드 + 이미지 18장
  • 강의 시간: 약 150분
  • 강사: 박수현 — 젠아이랩스(GenAI Labs) CEO / CTO

🎯 핵심 메시지

네트워크는 7계층 · 100+ 프로토콜 · 수십 가지 장비의 약속 집합. TA는 이 약속을 다이어그램·표·결정 매트릭스로 풀어낸다.

🧭 학습 목표 (Learning Objectives)

  1. OSI 7 / TCP/IP 4 계층 — 캡슐화·데이터 단위·장비 매핑
  2. L1 물리 — Cat 5e~8·SM/MM 광·SFP~OSFP 비교
  3. WiFi — 802.11 a~be·2.4/5/6 GHz·WPA3·AP 설계
  4. L2 — Ethernet·MAC·ARP·STP·LACP·VLAN·L2 보안
  5. L3 — IP·CIDR·ICMP·라우팅(Static·OSPF·BGP·IS-IS)
  6. L4 — TCP/UDP/QUIC·3-Way·혼잡제어
  7. L5~L7 — DNS·DHCP·HTTP·TLS·SSH·SNMP·LDAP
  8. 장비·토폴로지 — 3-Tier vs Spine-Leaf·ToR·OOB
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

강의 지도 — 세션 4 본문 10개 PART

A. OSI / TCP/IP 모델

  • 7 / 4 계층 + 매핑
  • 캡슐화·디캡슐화
  • 데이터 단위 (Frame·Packet·Segment)
  • 계층별 장비 매핑

B. L1 물리 계층

  • Cat 5e~8 동선
  • 광 SM/MM, 커넥터
  • SFP~OSFP 모듈
  • 거리·100G/400G/800G

C. WiFi

  • 802.11 a/b/g/n/ac/ax/be
  • 2.4·5·6 GHz · 채널 폭
  • MIMO·OFDMA·Beamforming
  • WPA3·EAP·AP 배치

D. L2 데이터링크

  • Ethernet·MAC·ARP
  • STP / RSTP / MSTP
  • LACP·LLDP
  • VLAN·L2 보안

E. L3 네트워크

  • IP·CIDR·VLSM·ICMP
  • 라우팅 기본
  • OSPF·BGP·IS-IS·EIGRP
  • ECMP·PBR

F. L4 전송

  • TCP·UDP·SCTP·QUIC
  • 3-Way / 4-Way
  • 혼잡제어 (Reno·CUBIC·BBR)
  • 포트 분류

G. L5~L7 응용

  • DNS·DHCP·NTP·LDAP
  • HTTP/1.1·2·3·TLS
  • SMTP/POP3/IMAP·FTP/SFTP·SSH·SNMP

H. 장비 · I. 토폴로지 · J. 실전

  • Hub~LB·WAF·FW
  • 3-Tier vs Spine-Leaf
  • 산출물·결정 10가지

PART A

OSI 7 Layer + TCP/IP — 모든 네트워크의 공통 어휘

7개 계층의 약속이 모여 우리가 보는 모든 통신이 된다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

OSI 7 Layer — 7개 계층의 책임

flowchart LR L7["<b>L7</b><br/>Application<br/>HTTP·DNS·SSH"] L6["<b>L6</b><br/>Presentation<br/>TLS·압축"] L5["<b>L5</b><br/>Session<br/>RPC·NetBIOS"] L4["<b>L4</b><br/>Transport<br/>TCP·UDP·QUIC"] L3["<b>L3</b><br/>Network<br/>IP·ICMP"] L2["<b>L2</b><br/>Data Link<br/>Ethernet·VLAN"] L1["<b>L1</b><br/>Physical<br/>케이블·광·WiFi"] L7 --> L6 --> L5 --> L4 --> L3 --> L2 --> L1

암기 트릭: "All People Seem To Need Data Processing" (위→아래) — Please Do Not Touch Steve's Pet Alligator (아래→위).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial vertical stack illustration on dark …

OSI 7 Layer 스택 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TCP/IP 4 Layer — 실제 구현 모델

TCP/IP 계층 OSI 매핑 대표 프로토콜 대표 장비
Application L5+L6+L7 HTTP·HTTPS·DNS·DHCP·SMTP·SSH·FTP·LDAP·SNMP LB(L7)·WAF·Proxy
Transport L4 TCP·UDP·SCTP·QUIC LB(L4)·Firewall
Internet L3 IP·ICMP·ARP*·OSPF·BGP Router·L3 Switch
Network Access L1+L2 Ethernet·WiFi·PPP·VLAN(802.1Q)·MAC L2 Switch·Hub·AP·케이블·SFP

현장에서는 TCP/IP 4 계층이 실제 표준. OSI 7 계층은 개념·교육·트러블슈팅 용어. ARP는 L2와 L3의 경계.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

패킷 캡슐화 (Encapsulation) — 송신 시 위→아래

flowchart LR A["<b>L7 Data</b><br/>HTTP GET /index.html"] B["<b>L4 Segment</b><br/>+ TCP Header<br/>(Port·Seq)"] C["<b>L3 Packet</b><br/>+ IP Header<br/>(IP·TTL)"] D["<b>L2 Frame</b><br/>+ Ethernet Header<br/>+ FCS"] E["<b>L1 Bits</b><br/>전기·광·전파"] A --> B --> C --> D --> E
계층 추가되는 헤더 데이터 단위
L7~L5 Application 헤더 Data
L4 TCP/UDP 헤더 (Src/Dst Port) Segment (TCP) / Datagram (UDP)
L3 IP 헤더 (Src/Dst IP·TTL·Protocol) Packet
L2 Ethernet 헤더 (Src/Dst MAC·EtherType) + FCS Frame
L1 (헤더 없음) Bit (전기·광·전파)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

디캡슐화 (Decapsulation) — 수신 시 아래→위

flowchart LR E["<b>L1 Bits</b><br/>NIC 신호→비트"] D["<b>L2 Frame</b><br/>MAC·FCS 검증"] C["<b>L3 Packet</b><br/>IP·TTL·라우팅"] B["<b>L4 Segment</b><br/>Port·Seq/Ack"] A["<b>L7 Data</b><br/>응용에 전달"] E --> D --> C --> B --> A

🔍 각 계층 검증

  • L2: 목적지 MAC == 내 MAC? FCS 무결성?
  • L3: TTL > 0? IP Header Checksum?
  • L4: Port가 LISTEN 중인가? Seq 정상?
  • L7: 응용이 받을 수 있는 형식?

🎙️ TA의 관점

  • 장애 발생 시 Bottom-up: 케이블 → Link → IP → Port → 응용 순서로 격리
  • MTU 불일치 → L3 Fragmentation → 성능 폭락
  • L4 Reset(RST) 폭주 → 응용/방화벽 의심
  • L7 Slow Response → APM으로 절단점 추적
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

계층별 장비 매핑 — 어느 계층에서 일하는가

OSI 계층 데이터 단위 주요 장비 핵심 결정
L7 Data WAF · L7 LB · API Gateway · Reverse Proxy URL/Header 라우팅·SSL Term
L6 Data TLS Offloader · HSM 인증서·암호 스위트
L5 Data (특수) RPC·SMB 세션
L4 Segment L4 LB · Firewall · NAT GW 5-Tuple·Connection Track
L3 Packet Router · L3 Switch · IPS · VPN GW 라우팅 테이블·ACL
L2 Frame L2 Switch · Bridge · Wireless AP MAC 테이블·VLAN
L1 Bit Hub · Repeater · Media Converter · 케이블·광 모듈 거리·속도·물리 표준

현장 단순화: L1 = 케이블/광, L2 = 스위치, L3 = 라우터, L4 = 방화벽/L4 LB, L7 = WAF/L7 LB. 장애 격리도 이 5개 축으로 나눠 본다.

PART B

L1 물리 계층 — 케이블·광·SFP의 세계

물리 표준이 잘못되면 그 위의 모든 계층이 무너진다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

동선 표준 — Cat 5e · 6 · 6a · 7 · 8 비교

표준 최대 속도 최대 거리 주파수 차폐 주 용도
Cat 5e 1 Gbps 100m 100 MHz UTP 일반 사무 (구식)
Cat 6 1 Gbps (100m) / 10 Gbps (55m) 100m / 55m 250 MHz UTP/STP 표준 사무실
Cat 6a 10 Gbps 100m 500 MHz F/UTP·STP 데이터센터 ToR 표준
Cat 7 10 Gbps 100m 600 MHz S/FTP (개별·전체 차폐) 산업·고간섭 환경
Cat 7a 10 Gbps 100m 1000 MHz S/FTP 특수 (드물게 사용)
Cat 8 25/40 Gbps 30m 2000 MHz S/FTP 데이터센터 단거리 (Server↔ToR)

현장 표준 결정: 사무 = Cat 6, 데이터센터 ToR = Cat 6a, 단거리 25/40G = Cat 8 또는 DAC, 25G 이상 장거리 = 광 (Fiber).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

차폐 구조 — UTP · FTP · STP · S/FTP

🧵 차폐 종류

  • UTP (Unshielded Twisted Pair) — 차폐 없음, 가장 저렴, 일반 사무
  • FTP / F/UTP (Foiled) — 전체 외부 알루미늄 호일, 중간 가격
  • STP / S/UTP (Shielded, 편조망) — 외부 편조망 차폐
  • S/FTP / SF/FTP — 페어 개별 호일 + 외부 편조망 (최고 등급)

⚠️ 차폐 도입 시 부담

  • 가격 1.5~3배 ↑
  • 케이블 굵기 ↑ (Bend Radius 큼)
  • 반드시 양 끝 접지 — 안 하면 오히려 안테나
  • 굵어서 트레이 점유율 증가

🎙️ TA의 선택 기준

환경 추천
일반 사무실 UTP Cat 6
데이터센터 일반 F/UTP Cat 6a
산업·공장·송전소 인근 S/FTP Cat 6a/7
의료 영상·고감도 측정실 S/FTP Cat 7
데이터센터 25/40G 단거리 S/FTP Cat 8 또는 DAC

현장 메모: 한국 공공 사업은 화재·차폐 등급 (CMP·CMR·LSZH) 도 함께 명시되는 경우가 많음.

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial cross-section comparison illustration on dark navy background — four labeled cable cutaway panels in a 2x2 grid showing twisted-pair shielding constructions: (1) 'UTP' Cat 6 with 4 unshielded twisted copper pairs in colored insulation (blue, orange, green, brown) wrapped in a thin gray PVC jacket; (2) 'F/UTP (FTP)' Cat 6a with the same 4 pairs wrapped together by a single aluminum foil sheath and a thin drain wire, teal outer jacket; (3) 'S/UTP (STP)' showing 4 pairs encased in a braided copper shield mesh, black jacket; (4) 'S/FTP' Cat 7 — each individual twisted pair wrapped in its own aluminum foil, all four foil-wrapped pairs then enclosed by an outer braided copper shield, LSZH purple jacket. Each panel shows a clean engineering cutaway with thin callout lines labeling 'Conductor 23 AWG', 'Pair Foil', 'Overall Braid Shield', 'Drain Wire', 'Outer Jacket'. Bottom strip lists 'IEC 61156 / ISO/IEC 11801' and EMI rejection bars (UTP low → S/FTP high). Soft technical lighting, monospaced labels, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9"

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial cross-section comparison illustratio…

차폐 구조 — UTP · FTP · STP · S/FTP

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

광 케이블 — Single-Mode vs Multi-Mode

구분 Single-Mode (SM) Multi-Mode (MM)
코어 / 클래드 9 / 125 μm 50 / 125 μm (또는 62.5)
광원 Laser (1310/1550 nm) LED/VCSEL (850/1300 nm)
최대 거리 10 km ~ 80 km+ 100m ~ 550m
대역폭·속도 100G/400G/800G 장거리 10G/40G/100G 단거리
케이블 색상 노란색 OM3 아쿠아·OM4 아쿠아·OM5 라임그린
단가 광원 비싸지만 케이블 저렴 광원 저렴, 케이블 약간 비쌈
용도 DC 간·캠퍼스·WAN 데이터센터 내 단거리

MM 등급 — OM1 · OM2 · OM3 · OM4 · OM5

등급 색상 10G 40G 100G 비고
OM1 (62.5/125) Orange 33m 구식
OM2 (50/125) Orange 82m 구식
OM3 Aqua 300m 100m 70m 표준
OM4 Aqua 400m 150m 100m DC 표준
OM5 Lime Green 550m 440m 150m SWDM 지원 (신규)

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial fiber-optic cross-section illustration on dark navy background — split into two large side-by-side cutaway panels. Left panel 'Single-Mode (OS2)': yellow LSZH outer jacket with a 9µm glass core / 125µm cladding cross-section magnified in an inset circle; a horizontal ray-trace shows a single laser mode traveling in a nearly straight line down the core with label '1310 / 1550 nm Laser · DFB', tagged 'Reach 10 km — 80 km+ · 100G/400G/800G long-haul'. Right panel 'Multi-Mode (OM3 / OM4 / OM5)': aqua jacket (with a lime-green OM5 stripe) showing 50µm core / 125µm cladding; ray-trace shows multiple bouncing light modes reflecting off the core-cladding boundary at varying angles ('Modal dispersion'), labeled '850 nm VCSEL', tagged 'OM3 300m · OM4 400m · OM5 550m @ 10G · DC short-reach'. Below each panel small color swatches: yellow jacket vs aqua/lime jacket. Center divider lists IEC 60793-2 / ITU-T G.652 (SM) and G.651.1 (MM). Clean technical editorial style, thin callout lines, monospaced labels, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9"

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial fiber-optic cross-section illustrati…

광 케이블 — Single-Mode vs Multi-Mode

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial macro photo illustration on dark nav…

광 모듈 라인업 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

광 모듈 — SFP · SFP+ · SFP28 · QSFP 계열 · OSFP

모듈 속도 폼팩터 커넥터 등장 시기 주 용도
SFP 1 Gbps Small LC 2001 1G 액세스
SFP+ 10 Gbps Small LC 2009 현장 가장 흔함
SFP28 25 Gbps Small LC 2014 서버 NIC ↔ ToR
SFP56 50 Gbps Small LC 2018 신규·드물게
QSFP+ 40 Gbps (4×10G) Quad MPO 또는 LC×4 2010 DC Aggregation
QSFP28 100 Gbps (4×25G) Quad MPO 또는 LC 2015 DC Spine 표준
QSFP56 200 Gbps Quad MPO 2018 고밀도 DC
QSFP-DD 400 Gbps (8×50G) Double Density MPO-16 2019 차세대 Spine
OSFP 800 Gbps Octal SFP MPO-16 2022 AI/GPU 클러스터
OSFP-XD 1.6 Tbps XD MPO 2025+ 초대형 AI

모듈 = NIC와 스위치의 약속. 같은 SFP+ 슬롯이라도 벤더 정품/호환 코드가 다르면 작동 안 함 — BOM에 벤더 PN(Part Number) 정확히 명시.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

광 거리 표준 — SR · LR · ER · ZR

약자 풀네임 거리 광 종류 파장 비고
SR Short Reach 100m (OM4) / 70m (OM3) MM 850 nm DC 내부 표준
LR Long Reach 10 km SM 1310 nm 캠퍼스·DC 간
ER Extended Reach 40 km SM 1550 nm WAN
ZR Z Reach 80 km SM 1550 nm 광역 WAN
ZR+ 확장 ZR 120 km+ SM Coherent 차세대 광역

100G/400G 표준 (IEEE 802.3) 예시

표준 속도 매체 거리
100GBASE-SR4 100G MM (MPO) 100m
100GBASE-LR4 100G SM (LC) 10km
100GBASE-ER4 100G SM (LC) 40km
400GBASE-SR8 400G MM (MPO-16) 100m
400GBASE-LR4 400G SM (LC) 10km
400GBASE-ZR 400G SM (Coherent) 80~120km
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

케이블 결정 매트릭스 — Cat 6a · Cat 8 · 광 SR·LR

시나리오 거리 속도 권고 매체 이유
사무실 ↔ 액세스 SW <100m 1G Cat 6 가성비, 1G가 충분
사무실 ↔ 액세스 SW (신규) <100m 10G Cat 6a 미래 대비
데이터센터 Server ↔ ToR <3m 10/25G DAC (Direct Attach Copper) 저전력·저지연·저비용
Server ↔ ToR (랙 내) <5m 25G Cat 8 또는 DAC 단거리 표준
ToR ↔ Spine (랙 간) <100m 100G OM4 MPO + SR4 데이터센터 표준
DC 동·층간 100m~10km 100G SM LC + LR4 거리 확장
DC ↔ DC (50km) 10~80km 100G SM + ER4 캠퍼스
WAN 광역 (서울↔부산) 80km+ 100G/400G SM + ZR 또는 통신사 회선 장거리
AP ↔ 단말 (무선) 실내 WiFi 6E/7 무선 모빌리티

PART C

WiFi — 802.11 표준의 진화

무선은 유선의 보조가 아니라, 사무실·캠퍼스의 1차 액세스 매체다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

802.11 진화 — a/b/g/n/ac/ax/be

표준 브랜드 연도 주파수 최대 속도 (이론) 채널 폭
802.11a (Wi-Fi 1/2 없음) 1999 5 GHz 54 Mbps 20 MHz
802.11b (구식) 1999 2.4 GHz 11 Mbps 22 MHz
802.11g (구식) 2003 2.4 GHz 54 Mbps 20 MHz
802.11n Wi-Fi 4 2009 2.4 / 5 GHz 600 Mbps 20/40 MHz
802.11ac Wi-Fi 5 2014 5 GHz ~3.5 Gbps 20/40/80/160 MHz
802.11ax Wi-Fi 6 2019 2.4 / 5 GHz ~9.6 Gbps 20/40/80/160 MHz
802.11ax Wi-Fi 6E 2021 + 6 GHz ~9.6 Gbps 20~160 MHz
802.11be Wi-Fi 7 2024 2.4/5/6 GHz ~46 Gbps 320 MHz, 4K-QAM, MLO

현재 기업 표준: 신규 = Wi-Fi 6/6E, 2026~ = Wi-Fi 7. 단말이 지원해야 의미 있음 (iPhone 16·Galaxy S24 부터 Wi-Fi 7).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

주파수 대역 — 2.4 · 5 · 6 GHz 비교

대역 채널 수 거리·관통성 간섭 속도 비고
2.4 GHz 3개 (1·6·11) 멀리·잘 통과 심함 (BT·전자레인지·이웃 AP) 낮음 IoT·구식 단말
5 GHz 25개+ 중간 중간 (DFS 채널 일부) 높음 사무·기업 표준
6 GHz 59개 (20MHz) 짧음·관통 약함 거의 없음 (신규 대역) 최고 Wi-Fi 6E/7

채널 폭 — 20·40·80·160·320 MHz

채널 폭 처리량 (이론) 단점
20 MHz 기준 가장 안정, 좁음
40 MHz 2배 채널 절반 소모
80 MHz 4배 간섭 심해짐
160 MHz 8배 5/6 GHz 만 가능
320 MHz 16배 6 GHz Wi-Fi 7 전용
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial diagram illustration on dark navy ba…

WiFi 주파수·채널 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

WiFi 보안 — WEP · WPA · WPA2 · WPA3 + EAP

1. 암호 표준 4세대

표준 연도 암호 키 길이 취약점 현재 권고
WEP 1997 RC4 64/128 수분 내 해독 즉시 폐기
WPA 2003 TKIP 128 알려진 취약점 사용 금지
WPA2 2004 AES-CCMP 128 KRACK(2017) 패치 시 가능, 권고 X
WPA3 2018 AES-GCMP-256·SAE 128/192 (현재 안전) 신규 표준

2. 인증 모드 — Personal vs Enterprise

모드 키 방식 적합
WPA2/3-Personal (PSK) 사전 공유 키 (Wi-Fi 비밀번호) 가정·소규모
WPA2/3-Enterprise (802.1X) EAP + RADIUS 기업·캠퍼스 표준

3. EAP 방식 비교

방식 인증 요소 비고
EAP-TLS 클라이언트·서버 인증서 양방향 가장 안전
PEAP (MS) 사용자명/비밀번호 + 서버 인증서 일반 기업
EAP-TTLS PEAP 변형 유닉스 진영
EAP-FAST Cisco PAC 레거시
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

AP 배치 원칙 — 간격 · 간섭 · 채널 계획

📐 배치 원칙

  • AP 간 간격: 10~15m (사무실), 6~10m (고밀도)
  • 천장 중앙 설치 — 벽 부착보다 신호 균일
  • 층간 간섭: 위/아래층 AP와 채널 분리
  • AP 1대당 동시 단말 — Wi-Fi 6: 100~150, Wi-Fi 7: 200+
  • 롤링 RF 측정 (사전 Site Survey)
  • PoE+/PoE++ 전원 — Wi-Fi 6/7은 30W+

📡 채널 계획

  • 2.4 GHz: 1·6·11 만 사용 (Non-Overlap)
  • 5 GHz: 자동 채널 할당 (DFS 제외)
  • 6 GHz: 새 대역, 간섭 적음 → 자유롭게

🏢 가정용 vs 엔터프라이즈

항목 가정용 엔터프라이즈
가격 5~20만 원 80~300만 원/대
단말 수용 ~50 200+
802.1X X
Roaming 단순 802.11k/v/r 표준
컨트롤러 (없음) WLC 또는 Cloud Controller
관리 GUI SNMP·CLI·API·NMS
보안 WPA2 WPA2/3-Enterprise + RADIUS
대표 TP-Link·ASUS Cisco · Aruba · Juniper Mist · Ruckus · 다산

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial top-down office floor plan illustration on dark navy background — a wide rectangular open-plan office layout viewed from above showing desk clusters, meeting rooms, restrooms and a central corridor; 6 ceiling-mounted Wi-Fi access points (small white disc icons labeled 'AP-01' through 'AP-06') distributed evenly across the ceiling grid at roughly 12 m spacing with a thin annotation '≈ 12 m between APs'. Each AP radiates a soft circular Wi-Fi heatmap contour — bright teal core fading through cyan to dim purple at the edges, with overlapping coverage zones around the corridor; signal-strength legend at bottom-right shows '-50 dBm (strong) · -65 dBm · -75 dBm (weak)'. Channel labels above each AP follow the 2.4 GHz non-overlapping plan: 'CH 1', 'CH 6', 'CH 11', 'CH 1', 'CH 6', 'CH 11' arranged so no two adjacent APs share a channel. A small side panel notes 'Wi-Fi 6/6E · PoE++ · WPA3-Enterprise · 802.11k/v/r roaming'. Clean architectural editorial style, thin white grid lines, monospaced English labels, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9"

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial top-down office floor plan illustrat…

AP 배치 원칙 — 간격 · 간섭 · 채널 계획

PART D

L2 데이터링크 — Ethernet · MAC · ARP · STP · VLAN

L2는 같은 브로드캐스트 도메인 안의 약속. 여기서 사고는 곧 폭풍이 된다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Ethernet 프레임 구조 — 바이트 단위

┌─────────┬─────────┬─────────┬──────┬─────────────┬──────┐
│Preamble │  Dst    │  Src    │ Type │   Payload   │ FCS  │
│  + SFD  │  MAC    │  MAC    │      │ 46~1500 B   │  4B  │
│   8 B   │  6 B    │  6 B    │ 2 B  │             │      │
└─────────┴─────────┴─────────┴──────┴─────────────┴──────┘
필드 크기 용도
Preamble + SFD 8 B 동기화 비트
Dst MAC 6 B 목적지 MAC 주소
Src MAC 6 B 발신 MAC 주소
EtherType 2 B 상위 프로토콜 (0x0800=IPv4, 0x86DD=IPv6, 0x8100=VLAN)
Payload 46~1500 B 실제 데이터 (기본 MTU 1500)
FCS (CRC32) 4 B 무결성 검사

MTU 1500 vs Jumbo Frame 9000 — 데이터센터 내부(스토리지·백업)는 Jumbo Frame 9000 으로 처리량 ↑. 단, 경로 전체가 동일 MTU 여야 함 (불일치 = 단편화).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

MAC 주소 — 48bit + OUI

00:50:56:AB:CD:EF
└──────┘└──────┘
   OUI    NIC
 24bit   24bit

비트 구조

비트 용도
48bit 전체 MAC 주소 (16진수 12자리)
상위 24bit = OUI IEEE 할당 제조사 식별자
하위 24bit 제조사가 부여한 NIC 시리얼

대표 OUI 예시

OUI 제조사 OUI 제조사
00:50:56 VMware 00:15:5D Microsoft (Hyper-V)
00:0C:29 VMware F0:18:98 Apple
52:54:00 QEMU/KVM 00:1B:21 Intel
00:24:E8 Dell B8:27:EB Raspberry Pi

🎯 MAC 특수 비트

  • I/G (8번째 비트) — 0: 유니캐스트, 1: 멀티캐스트/브로드캐스트
  • U/L (7번째 비트) — 0: 글로벌(IEEE 할당), 1: 로컬 관리
  • 브로드캐스트 = FF:FF:FF:FF:FF:FF

🎙️ TA의 활용

  • DHCP 예약 — MAC 기반
  • L2 보안 — Port Security MAC 제한
  • 자산 관리 — MAC ↔ 사용자/장비 매핑
  • 장애 분석 — OUI로 제조사 즉시 식별
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

L2 스위치 동작 — 학습 · 플러딩 · 포워딩

1️⃣ Learning (학습)

  • 프레임 도착 시 Src MAC + 수신 포트를 MAC Table에 등록
  • 기본 Aging Time = 300초
  • 학습 = 자동·하드웨어 (ASIC)

2️⃣ Flooding (플러딩)

  • Dst MAC이 MAC Table에 없으면 → 수신 포트 제외 모든 포트로 전송
  • 브로드캐스트 (FF:FF...)도 동일
  • 초기 통신 시 매번 발생

3️⃣ Forwarding (포워딩)

  • Dst MAC이 MAC Table에 있으면 → 해당 포트로만 전송
  • ASIC 와이어 스피드 처리
  • L2 통신의 정상 상태

충돌 도메인 vs 브로드캐스트 도메인

구분 정의 분할 장비
Collision Domain 충돌 가능한 영역 Switch 포트마다 분리 (Hub는 1개)
Broadcast Domain 브로드캐스트 전파 영역 VLAN 또는 L3 라우터로 분리
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

L2 스위치 토폴로지 — MAC Table 학습 흐름

%%{init: {'flowchart': {'nodeSpacing': 20, 'rankSpacing': 32, 'padding': 4}, 'themeVariables': {'fontSize': '11px'}}}%% flowchart LR PC1["PC1<br/>MAC: AA"] SW["L2 Switch<br/>MAC Table"] PC2["PC2<br/>MAC: BB"] PC3["PC3<br/>MAC: CC"] PC1 --- SW PC2 --- SW PC3 --- SW classDef pc fill:#1a2332,stroke:#00b894,stroke-width:1.5px,color:#e6edf3,font-size:11px,text-align:center; classDef sw fill:#2a1f3d,stroke:#6c5ce7,stroke-width:1.5px,color:#e6edf3,font-size:11px,text-align:center; class PC1,PC2,PC3 pc; class SW sw;
MAC 학습 포트 Aging
AA Port 1 300s
BB Port 2 300s
CC Port 3 300s
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

ARP 패밀리 — ARP · RARP · GARP · Proxy ARP

종류 방향 용도
ARP IP → MAC "이 IP의 MAC은?" — 브로드캐스트 질의
RARP MAC → IP 디스크리스 부팅 (거의 안 씀, BOOTP/DHCP로 대체)
GARP (Gratuitous ARP) Self → Self "나 이 IP·MAC 쓴다" — HA 절체·중복 IP 탐지
Proxy ARP 라우터가 대리 응답 같은 서브넷처럼 통신 (구식·문제 소지)

ARP 동작 흐름

PC1 (10.0.0.1) → 브로드캐스트: "Who has 10.0.0.5?"
                        ↓
PC2 (10.0.0.5) → 유니캐스트 응답: "I am 10.0.0.5, MAC=BB:..."
                        ↓
PC1 ARP 캐시에 (10.0.0.5, BB:...) 저장 (TTL 약 4시간)

보안 위협 — ARP Spoofing: 공격자가 GARP 위조 발송 → 트래픽 중간 가로채기. 대응: Dynamic ARP Inspection (DAI) + DHCP Snooping 바인딩 테이블 + L3 ARP Inspection ACL.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

STP (Spanning Tree Protocol) — 802.1D · 루프 방지

🌳 STP의 역할

  • L2 토폴로지에 루프 = 브로드캐스트 스톰 (단 1~2초만에 NW 마비)
  • STP가 자동으로 한 포트를 Blocking → 논리적 트리 형성
  • 장애 시 Blocking 포트가 Forwarding으로 자동 전환

📜 BPDU (Bridge Protocol Data Unit)

  • 스위치끼리 매 2초마다 교환
  • Root Bridge ID, Path Cost, Sender ID 등 포함

🏆 Root Bridge 선출

  • 가장 낮은 Bridge ID 가 Root
  • Bridge ID = Priority (2B) + MAC (6B)
  • 기본 Priority 32768 → 운영자가 Root로 만들 SW의 Priority 낮춤
  • Root 선출은 자동, 운영자의 강제 지정 권장

🛤️ Path Cost

속도 Cost (Long)
10 Mbps 2,000,000
100 Mbps 200,000
1 Gbps 20,000
10 Gbps 2,000
100 Gbps 200
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

STP — Port Role · State · 수렴 시간

Port Role (역할)

역할 설명
Root Port (RP) Root로 가는 최단 경로 포트 (스위치당 1개)
Designated Port (DP) 한 세그먼트(케이블)당 1개의 Forwarding 포트
Blocked / Non-Designated 루프 방지를 위해 차단된 포트

Port State (802.1D 기준 — 느림)

%%{init: {'flowchart': {'nodeSpacing': 24, 'rankSpacing': 32, 'padding': 8, 'htmlLabels': true}, 'themeVariables': {'fontSize': '12px'}}}%% flowchart LR B["<b>Blocking</b><br/><span style='font-size:10px'>BPDU 수신만</span>"] -->|"20초<br/>Max Age"| L["<b>Listening</b><br/><span style='font-size:10px'>BPDU 송수신</span>"] L -->|"15초<br/>Fwd Delay"| LR["<b>Learning</b><br/><span style='font-size:10px'>MAC 학습</span>"] LR -->|"15초<br/>Fwd Delay"| F["<b>Forwarding</b><br/><span style='font-size:10px'>정상 통과</span>"] classDef blocked fill:#3d1f1f,stroke:#e17055,stroke-width:1.5px,color:#e6edf3,text-align:center; classDef listen fill:#2a1f3d,stroke:#6c5ce7,stroke-width:1.5px,color:#e6edf3,text-align:center; classDef learn fill:#1f2a3d,stroke:#4fa3ff,stroke-width:1.5px,color:#e6edf3,text-align:center; classDef forward fill:#1f3d2e,stroke:#00b894,stroke-width:2px,color:#e6edf3,text-align:center; class B blocked; class L listen; class LR learn; class F forward;

802.1D STP 수렴 = 30~50초 → 사용자 입장에선 "끊김". 그래서 등장한 것이 RSTP·MSTP.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial topology diagram illustration on dar…

STP 토폴로지 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

LACP (Link Aggregation) — 802.3ad

🔗 LACP 개념

  • 여러 물리 링크를 하나의 논리 링크로 묶음
  • 대역폭 = 멤버 합 (4개 × 10G = 40G)
  • 한 링크 장애 시 나머지로 계속 통신
  • 로드밸런싱 알고리즘 — Src/Dst MAC·IP·Port 해시

⚙️ 모드

  • Active — LACP 패킷 능동 송신
  • Passive — 상대가 Active일 때만 응답
  • On / Static — LACP 없이 정적 묶음 (권고 X)

🎯 LAG / Port-Channel / EtherChannel

벤더 명칭
표준 (IEEE) LAG (Link Aggregation Group)
Cisco Port-Channel / EtherChannel
Juniper AE (Aggregated Ethernet)
Linux Bonding mode=4 (802.3ad)

🎙️ TA의 결정

  • Active-Active 대역 확장 시 LACP 표준
  • 다중 스위치 LACP = MLAG / vPC / Stack (Cisco vPC·Arista MLAG·HPE IRF)
  • 단일 SW LAG → 멀티섀시 MLAG 로 진화
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

VLAN — 802.1Q 태깅

일반 Ethernet 프레임:
[ Dst MAC | Src MAC | Type=0x0800(IPv4) | Payload | FCS ]

VLAN 태그가 추가된 802.1Q 프레임:
[ Dst MAC | Src MAC | Type=0x8100(VLAN) | VLAN ID(12bit) + PCP(3bit) + DEI(1bit) | Type=0x0800 | Payload | FCS ]
                                          └────────────────── 4 bytes ──────────────────┘

🎯 VLAN ID 범위

  • 0 — 예약 (Priority 전용)
  • 1 — 기본 VLAN (Native, 운영 권고 X)
  • 2~1001 — 일반 사용
  • 1002~1005 — Token Ring/FDDI (구식 예약)
  • 1006~4094 — Extended VLAN
  • 4095 — 예약
  • 실용 = 약 4,000개

🚦 PCP (Priority Code Point)

  • 3bit = 0~7 우선순위
  • L2 QoS (CoS)
  • VoIP·영상은 보통 5~6

🚇 Trunk vs Access Port

포트 종류 특징
Access Port 단일 VLAN, 태그 제거하고 단말에 전달
Trunk Port 다중 VLAN, 태그 유지하고 다음 SW로 전달
Native VLAN Trunk 포트에서 태그 없이 전달되는 VLAN (기본 VLAN 1)
Voice VLAN IP 전화 전용 자동 할당 VLAN

⚠️ 보안 위험

  • VLAN Hopping — Double Tag로 우회 → 대응: Native VLAN을 사용 안 하는 ID로
  • Trunk Auto-Negotiation — 비활성, 명시적 Trunk만
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Cisco IOS CLI — VLAN·Trunk 실제 명령

! ── 액세스 SW: VLAN 10 (Sales) / VLAN 20 (Engineer) 생성 ──
Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)#  name SALES
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)#  name ENG
Switch(config-vlan)# exit

! ── 단말 포트 (Gi1/0/1) 를 VLAN 10 액세스 포트로 ──
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/1
Switch(config-if)#  switchport mode access
Switch(config-if)#  switchport access vlan 10
Switch(config-if)#  spanning-tree portfast
Switch(config-if)#  spanning-tree bpduguard enable
Switch(config-if)# exit

! ── 업링크 (Gi1/0/24) Trunk + Native VLAN 999 ──
Switch(config)# interface GigabitEthernet1/0/24
Switch(config-if)#  switchport mode trunk
Switch(config-if)#  switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)#  switchport trunk allowed vlan 10,20,30
Switch(config-if)#  switchport trunk native vlan 999
Switch(config-if)# end

! ── 확인 명령 ──
Switch# show vlan brief
Switch# show interface trunk
Switch# show interface GigabitEthernet1/0/1 switchport
Switch# show mac addres6-table dynamic vlan 10
Switch# write memory     ! startup-config 저장

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial terminal screenshot mockup on dark navy background — a wide retro green-on-black CRT-style PuTTY/iTerm window with a Cisco IOS XE prompt 'Switch(config)#' visible; window shows the configuration session creating VLAN 10 (name SALES) and VLAN 20 (name ENG), then descending into 'interface GigabitEthernet1/0/1' to set 'switchport mode access / switchport access vlan 10 / spanning-tree portfast / spanning-tree bpduguard enable', then into 'interface GigabitEthernet1/0/24' to set 'switchport mode trunk / switchport trunk encapsulation dot1q / switchport trunk allowed vlan 10,20,30 / switchport trunk native vlan 999', followed by a 'Switch# show vlan brief' output table with columns 'VLAN | Name | Status | Ports' filled with realistic values ('10 SALES active Gi1/0/1-12 / 20 ENG active Gi1/0/13-23 / 999 NATIVE-BLACKHOLE active —'), and a 'Switch# show interfaces trunk' snippet below showing Port Gi1/0/24, Mode on, Encapsulation 802.1q, Status trunking, Native vlan 999, Vlans allowed 10,20,30. Soft glow on the cursor, subtle scanlines, monospaced Consolas/Menlo font, a small terminal header bar reading 'ta@bastion: ~ — SSH 22 — Catalyst 9300-48P · IOS XE 17.9.4 (Cupertino)' (no vendor logo). A side post-it labeled '☑ portfast + bpduguard, Native VLAN 999 (VLAN Hopping 방어)'. Clean editorial mockup, teal #00b894 accents around the window frame, 16:9"

현장 팁: spanning-tree portfast + bpduguard enable 은 액세스 포트의 표준 세트. switchport trunk native vlan 999 로 Native VLAN 을 사용 안 하는 ID 로 옮겨 VLAN Hopping 방어.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial terminal screenshot mockup on dark n…

Cisco IOS CLI — VLAN·Trunk 실제 명령

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

L2 보안 — Port Security · DHCP Snooping · DAI

🔒 Port Security

  • 포트당 허용 MAC 수 제한 (보통 1~2)
  • 위반 시 Shutdown / Restrict / Protect
  • 무단 SW 연결 차단
  • Sticky MAC = 자동 학습 후 저장

🛡️ DHCP Snooping

  • 신뢰(Trusted) = 진짜 DHCP 서버 포트만
  • 그 외 포트는 DHCP Server 응답 차단
  • 악성 DHCP 공격 방어
  • 바인딩 테이블 (MAC-IP-포트-VLAN) 생성

🔎 Dynamic ARP Inspection (DAI)

  • DHCP Snooping 바인딩 테이블 기반
  • 위조 ARP 차단 → ARP Spoofing 방어
  • MITM 방지

🚫 IP Source Guard

  • DHCP Snooping 바인딩과 다른 Src IP 차단
  • IP Spoofing 방어

🌪️ Storm Control

  • 브로드캐스트/멀티캐스트/유니캐스트 폭주 임계 초과 시 차단
  • L2 폭풍 방어

🚪 802.1X (Port-Based Auth)

  • 단말 인증 후 포트 개방
  • RADIUS 서버 + EAP
  • NAC의 기반

🎯 Private VLAN

  • 같은 VLAN 내 단말 간 격리
  • Isolated·Community·Promiscuous
  • 호스팅·DMZ에 유용

⚙️ MACsec (802.1AE)

  • L2 암호화 (AES-GCM)
  • 스위치 간 또는 호스트↔SW 암호화
  • 군·금융 일부 도입

PART E

L3 네트워크 — IP · CIDR · 라우팅의 세계

L3는 다른 네트워크를 잇는 약속. TA의 가장 큰 설계 결정이 여기 모인다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

IPv4 패킷 헤더 — 20 bytes

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Ver|IHL|   ToS   |          Total Length                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Identification        |Flags|     Fragment Offset     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     TTL       |    Protocol   |          Header Checksum      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                       Source IP Address                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Destination IP Address                     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Options (optional)                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
필드 의미
Version 4 또는 6
TTL 라우터 통과 시 -1, 0이면 폐기 (Loop 방지)
Protocol 상위 프로토콜 (1=ICMP, 6=TCP, 17=UDP, 47=GRE, 50=ESP)
Src/Dst IP 발신·목적지 IP (각 4 bytes = 32bit)
Total Length 최대 65535
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

IPv4 — 클래스풀 → CIDR / VLSM

옛 클래스풀 (참고)

클래스 범위 기본 마스크 호스트 수
A 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 /8 16,777,214
B 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 /16 65,534
C 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 /24 254
D 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 멀티캐스트
E 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 예약/실험

현재 = CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

  • 마스크를 /8 ~ /32 자유롭게 사용
  • 예: 10.0.0.0/22 = 4개 /24 = 1024 IP

VLSM (Variable Length Subnet Mask)

  • 같은 큰 블록 안에서 서브넷마다 다른 크기
  • 효율적 IP 분배 — /24·/26·/30 혼합 가능
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

사설 IP + 특수 주소 — RFC 1918 외

대역 표기 호스트 수 용도
10.0.0.0/8 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 16,777,216 대규모 사설
172.16.0.0/12 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 1,048,576 중규모 사설
192.168.0.0/16 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 65,536 소규모·가정
100.64.0.0/10 CGNAT 전용 4,194,304 통신사 CGNAT
169.254.0.0/16 Link-Local (APIPA) DHCP 실패 시
127.0.0.0/8 Loopback 자기 자신
224.0.0.0/4 Multicast D 클래스
255.255.255.255 Broadcast 한정 브로드캐스트

특수 주소 예시

주소 의미
0.0.0.0 Default Route, "모든 IP"
127.0.0.1 localhost
169.254.169.254 (클라우드) 메타데이터 서비스
224.0.0.5 OSPF AllSPFRouters
224.0.0.18 VRRP
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

서브넷 계산 — 분할 · 집약

표기 변환

CIDR 서브넷 마스크 호스트 (가용) 예시
/24 255.255.255.0 254 192.168.1.0/24
/25 255.255.255.128 126 /24 → 2개 분할
/26 255.255.255.192 62 /24 → 4개
/27 255.255.255.224 30 /24 → 8개
/28 255.255.255.240 14 DMZ 소규모
/29 255.255.255.248 6 P2P 링크
/30 255.255.255.252 2 P2P 라우터 간
/31 255.255.255.254 2 P2P (RFC 3021)
/32 255.255.255.255 1 Loopback·VIP

분할 예시

10.0.0.0/22 (1024 IP) → 4개 /24
  10.0.0.0/24
  10.0.1.0/24
  10.0.2.0/24
  10.0.3.0/24

10.0.0.0/24 → 4개 /26
  10.0.0.0/26   (0~63)
  10.0.0.64/26  (64~127)
  10.0.0.128/26 (128~191)
  10.0.0.192/26 (192~255)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

라우팅 기본 — Static vs Dynamic · 라우팅 테이블

🚦 Static Routing

  • 운영자가 수동으로 경로 입력
  • 변경 없는 소규모·DMZ·Default Route
  • 장점: 단순, 예측 가능, 보안적
  • 단점: 확장성 X, 장애 시 수동 변경

🤖 Dynamic Routing

  • 라우터끼리 자동으로 경로 교환
  • 대규모·다중 사이트
  • 장점: 자동 우회, 확장
  • 단점: 복잡, CPU 사용, 잘못된 설정 = 광역 사고

📋 Routing Table 구성

Destination  Next Hop      Interface  Metric  Protocol
10.0.0.0/24  Connected     eth0       0       Direct
10.0.1.0/24  10.0.0.254    eth0       1       Static
172.16.0.0/16 10.0.0.254   eth0       110     OSPF
0.0.0.0/0    10.0.0.254    eth0       1       Static (Default)

🏆 Longest Prefix Match

  • 가장 긴 prefix(좁은 범위) 가 우선
  • /24/16 보다 우선
  • Default 0.0.0.0/0 은 최후의 선택
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

라우팅 프로토콜 — Distance Vector vs Link State

분류 동작 원리 대표 현장 위상
Distance Vector 이웃에 자기 라우팅 테이블을 통째로 보냄, 홉 수 기반 RIP 소규모·교육용 (운영 거의 안 함)
Link State 전체 토폴로지 DB 공유, SPF (Dijkstra) 계산 OSPF · IS-IS 사실상 IGP 표준

IGP vs EGP

분류 범위 대표
IGP (Interior) AS 내부 — 사내·캠퍼스 OSPF · IS-IS (Link State 2종)
EGP (Exterior) AS 간 — ISP 간 라우팅 BGP-4 (Path Vector, 사실상 유일)

Administrative Distance (Cisco 기준)

프로토콜 AD 비고
Connected 0 직접 연결
Static 1 수동
eBGP 20 AS 간 외부 광고
OSPF 110 IGP 1순위
IS-IS 115 ISP·통신사
iBGP 200 AS 내부 동기화
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

OSPF — Open Shortest Path First (RFC 2328)

🎯 OSPF 특징

  • Link State 알고리즘
  • 전체 토폴로지 DB 공유 → 각자 SPF (Dijkstra) 계산
  • 빠른 수렴 (수초)
  • VLSM·CIDR 완벽 지원
  • 인증 (MD5·SHA)
  • AS 내부 표준 (IGP)

📦 패킷 종류

  1. Hello — 이웃 발견·유지
  2. DBD (DB Description) — DB 요약
  3. LSR (Link State Request)
  4. LSU (Link State Update) — LSA 운반
  5. LSAck — ACK

🏘️ Area 구조

  • Area 0 (Backbone) — 모든 Area 가 연결되어야 함
  • Area 1, 2, ... — Non-Backbone
  • ABR (Area Border Router) — Area 간 경계
  • ASBR (Autonomous System Border Router) — 외부 AS 연결

📜 LSA Type

Type 이름 광고 범위
1 Router LSA Area 내
2 Network LSA Area 내
3 Summary LSA Area 간
4 ASBR Summary Area 간
5 External LSA AS 전체
7 NSSA External NSSA Area
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial network topology illustration on dar…

OSPF Area 다이어그램 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

OSPF·BGP 콘솔 — Cisco IOS 실제 명령

! ────────── OSPF 설정 (Area 0 Backbone) ──────────
R1# configure terminal
R1(config)# router ospf 1
R1(config-router)#  router-id 1.1.1.1
R1(config-router)#  network 10.0.0.0  0.0.0.255  area 0
R1(config-router)#  network 10.0.1.0  0.0.0.255  area 0
R1(config-router)#  passive-interface default
R1(config-router)#  no passive-interface GigabitEthernet0/0
R1(config-router)#  auto-cost reference-bandwidth 100000
R1(config-router)# exit

! 확인
R1# show ip ospf neighbor
R1# show ip ospf interface brief
R1# show ip route ospf

! ────────── BGP 설정 (eBGP + iBGP) ──────────
R1(config)# router bgp 65001
R1(config-router)#  bgp router-id 1.1.1.1
R1(config-router)#  neighbor 1.1.1.2  remote-as 65002      ! eBGP (KT)
R1(config-router)#  neighbor 1.1.1.2  description "KT-Edge"
R1(config-router)#  neighbor 10.0.0.2 remote-as 65001      ! iBGP
R1(config-router)#  neighbor 10.0.0.2 update-source Loopback0
R1(config-router)#  addres6-family ipv4 unicast
R1(config-router-af)#   network 203.0.113.0 mask 255.255.255.0
R1(config-router-af)#   neighbor 1.1.1.2  route-map IN-FROM-KT in
R1(config-router-af)#   neighbor 1.1.1.2  route-map OUT-TO-KT  out
R1(config-router-af)#   maximum-paths 4                    ! ECMP
R1(config-router-af)# end

! 확인
R1# show ip bgp summary
R1# show ip bgp neighbors 1.1.1.2 advertised-routes
R1# show ip bgp 0.0.0.0/0
R1# show ip route bgp

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial terminal mockup on dark navy background — a wide green-on-black tmux/iTerm window split vertically with a Cisco IOS XR prompt 'RP/0/RSP0/CPU0:R1(config-router)#'; LEFT pane shows OSPFv2/v3 configuration on R1 ('router ospf 1 / router-id 1.1.1.1 / network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0 / passive-interface default / no passive-interface GigabitEthernet0/0/0 / auto-cost reference-bandwidth 100000') with syntax-highlighted keywords; RIGHT pane shows BGP-4 + MP-BGP configuration ('router bgp 65001 / bgp router-id 1.1.1.1 / neighbor 1.1.1.2 remote-as 4766 description \"KT-EDGE\" / neighbor 10.0.0.2 remote-as 65001 update-source Loopback0 / addres6-family ipv4 unicast / network 203.0.113.0/24 / maximum-paths 4'). At the bottom a stacked output: R1# show ip ospf neighbor table with rows 'Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface / 2.2.2.2 1 FULL/BDR 00:00:35 10.0.0.2 Gi0/0/0', and R1# show ip bgp summary table with rows 'Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd / 1.1.1.2 4 4766 1842 1851 47 0 0 02:14:01 Established 943125 / 10.0.0.2 4 65001 412 415 47 0 0 01:08:33 Established 27'. A small bottom-right inset shows R1# show ip route bgp summary 'B* 0.0.0.0/0 [20/0] via 1.1.1.2 (eBGP)'. Subtle scanlines, monospaced font, header bar 'ta@bastion → R1 — SSH 22 — Cisco ASR 9000 · IOS XR 7.10.2' (no vendor logo). Teal #00b894 frame accents, 16:9"

TA 팁: network 구문은 OSPF에서 광고 인터페이스 선택 (Wildcard Mask), BGP에서 광고할 prefix 지정 (Subnet Mask). 두 문법이 의미가 다름을 주의.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial terminal mockup on dark navy backgro…

OSPF·BGP 콘솔 — Cisco IOS 실제 명령

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

BGP — Border Gateway Protocol (RFC 4271)

🌐 BGP 정체

  • 인터넷을 잇는 사실상 유일한 EGP
  • Path Vector — 목적지까지의 AS 경로 전체 광고
  • TCP 179 포트 사용 (UDP X)
  • 신뢰성·정책 기반
  • 빠른 수렴 X, 안정성과 정책 우선

🏷️ AS (Autonomous System)

  • 통일된 라우팅 정책 도메인
  • AS 번호 16bit (~65535) / 32bit (확장)
  • 사설 AS = 64512~65534
  • 예: KT=4766, SKT=9318, AWS=16509, Cloudflare=13335

🤝 iBGP vs eBGP

구분 iBGP eBGP
대상 같은 AS 내 다른 AS 간
TTL 보통 multi-hop 사용 기본 1 (인접)
광고 정책 iBGP 받은 건 iBGP에 재광고 X 자유
Full Mesh 필요 → Route Reflector

🪞 Route Reflector·Confederation

  • RR — iBGP Full Mesh 회피, Reflector가 대신 광고
  • Confederation — AS 내부를 작은 sub-AS로 분할
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial AS topology illustration on dark nav…

BGP AS 토폴로지 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

ECMP · PBR — 경로 다중화·정책 라우팅

🔀 ECMP (Equal-Cost Multi-Path)

  • 동일 메트릭 경로 여러 개를 동시에 사용
  • L3 로드밸런싱
  • OSPF·BGP·EIGRP 모두 지원
  • 해시 기반 — Src/Dst IP·Port (Per-Flow)
  • Spine-Leaf의 핵심 (Leaf↔Spine 다중 경로)

🎙️ TA의 활용

  • Active-Active 대역 확장
  • 한 경로 장애 시 즉시 우회
  • 64개 경로까지 일반적 (벤더별 상한 다름)

🎛️ PBR (Policy-Based Routing)

  • 기본 라우팅 테이블을 무시하고 정책으로 경로 결정
  • 기준: 출발지 IP·포트·DSCP·시간·VLAN 등
  • 예: 백업 트래픽은 별도 회선으로

⚠️ PBR 주의

  • CPU 부하 ↑ (ASIC 지원 안 되면 느림)
  • 운영 복잡, 도면화 어려움
  • 꼭 필요한 곳에만 적용

🚦 VRF·MPLS와의 연결

  • L3 다중 테넌트 분리는 VRF·MPLS L3VPN 으로 확장 가능
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

라우팅 결정 매트릭스 — 언제 무엇을 쓸 것인가

규모·환경 권고 프로토콜 이유
지점 1~3개, 변경 없음 Static 단순·안정·예측 가능
단일 캠퍼스 (소규모) OSPF Single Area 자동 수렴·표준
다중 캠퍼스 OSPF Multi-Area 확장성·요약·트래픽 격리
Cisco 100% 환경 (중소) EIGRP 빠른 수렴·운영 편의
ISP·통신사 백본 IS-IS 안정성·확장성
인터넷 연결·멀티홈 BGP (eBGP) 유일한 EGP
DC 내부 (Spine-Leaf) BGP (iBGP/eBGP unnumbered) Cumulus·SONiC·EVPN 표준
클라우드 VPC↔온프레미스 BGP over IPSec/Direct Connect 표준 연결
WAN 광역 (지점↔본사) MPLS L3VPN (BGP) 또는 SD-WAN 통신사 의존도에 따라

현장 메모: 데이터센터 내부 라우팅도 BGP 로 통일하는 흐름이 강해지고 있음 (RFC 7938 BGP in DC). EVPN-VXLAN의 컨트롤 플레인도 MP-BGP.

PART F

L4 전송 — TCP · UDP · QUIC

신뢰의 약속(TCP)과 속도의 선택(UDP), 그리고 차세대(QUIC).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TCP · UDP — 두 가지 전송 약속

항목 TCP UDP
연결 Connection-Oriented Connectionless
신뢰성 보장 (재전송·Ack) X
순서 보장 X
흐름 제어 X
혼잡 제어 X
헤더 크기 20 B+ 8 B
속도 느림 빠름
용도 HTTP·SSH·DB·메일 DNS·DHCP·VoIP·게임·스트리밍

현장 결정 기준: 데이터 손실이 치명적 = TCP, 일부 손실 허용·실시간 = UDP.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TCP 3-Way Handshake — 연결 수립

📜 단계 설명

# 방향 플래그 의미
1 Client → Server SYN (Seq=x) "연결 요청"
2 Server → Client SYN+ACK (Seq=y, Ack=x+1) "수락"
3 Client → Server ACK (Seq=x+1, Ack=y+1) "시작"

3단계 완료 후 ESTABLISHED — 데이터 송수신 가능.

⚠️ SYN Flood 공격

  • 1단계 SYN 만 대량 송신, 3단계 ACK 안 보냄
  • 서버 백로그 큐 고갈로 정상 연결 거부
  • 대응: SYN Cookies, Anti-DDoS, 방화벽 SYN Proxy

🔑 외움 포인트

  • "악수 3번 = 연결 시작"
  • Seq·Ack 번호는 +1씩 증가 (페이로드 없는 제어 패킷)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TCP 3-Way Handshake — Sequence Diagram (시간 흐름)

%%{init: {"sequence": {"actorFontSize": 16, "messageFontSize": 15, "noteFontSize": 13, "actorMargin": 120, "boxMargin": 8, "boxTextMargin": 5, "noteMargin": 8, "messageMargin": 40, "mirrorActors": false}}}%% sequenceDiagram participant C as Client participant S as Server C->>S: 1) SYN (Seq=x) S->>C: 2) SYN+ACK (Seq=y, Ack=x+1) C->>S: 3) ACK (Seq=x+1, Ack=y+1) Note over C,S: ESTABLISHED — 데이터 송수신 가능

그림 읽는 법 — 위에서 아래로 시간이 흐른다. 화살표는 패킷 방향, 괄호 안은 Seq/Ack 번호. 3번째 ACK가 도착하는 순간 양쪽이 동시에 ESTABLISHED 상태로 진입한다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial sequence diagram illustration on dar…

TCP 3-Way Handshake (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TCP 4-Way Termination — 연결 종료

%%{init: {"sequence": {"actorFontSize": 13, "messageFontSize": 12, "noteFontSize": 11, "actorMargin": 60, "boxMargin": 4, "boxTextMargin": 3, "noteMargin": 4, "messageMargin": 26, "mirrorActors": false}}}%% sequenceDiagram participant C as Client participant S as Server C->>S: 1) FIN S->>C: 2) ACK Note over S: 종료 준비 S->>C: 3) FIN C->>S: 4) ACK Note over C: TIME_WAIT (2×MSL, ~60s)
단계 동작
1 Client → FIN (종료 요청)
2 Server → ACK (잘 받음, 처리 마저)
3 Server → FIN (이제 나도 종료)
4 Client → ACK + TIME_WAIT 대기

TIME_WAIT 의 함정 — 짧은 연결을 대량 발생시키면 클라이언트 측 TIME_WAIT가 쌓여 포트 고갈 발생. 대응: Connection Pool·Keep-Alive·tcp_tw_reuse.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Sliding Window · Congestion Control

🪟 Sliding Window

  • 송신측이 Ack 없이 보낼 수 있는 최대 바이트 = Window Size
  • 수신측이 Ack에 다음 Window 크기 알림 → Flow Control
  • BDP (Bandwidth-Delay Product) 기반 튜닝
  • 큰 RTT × 큰 BW = 윈도우 키워야 처리량 ↑ (tcp_window_scaling)

📈 Congestion Window (cwnd)

  • 네트워크 혼잡에 따라 동적 조정
  • 송신 가능 = min(rwnd, cwnd)

🚦 혼잡 제어 알고리즘

알고리즘 등장 동작
Tahoe / Reno 1988~ Slow Start + AIMD
NewReno 1996 Fast Recovery 개선
CUBIC 2008 Linux 기본 (3차 함수)
BBR 2016 Google 개발, 대역폭·RTT 기반
BBRv3 2023 YouTube·QUIC 표준

🎙️ TA의 활용

  • 장거리·고대역 = BBR 권고
  • 단거리 LAN = CUBIC 충분
  • sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

UDP — 비연결·저지연 표준

🎯 UDP 헤더 (8 bytes)

[ Src Port | Dst Port | Length | Checksum ]
   2 B       2 B        2 B      2 B

📋 UDP 대표 용도

  • DNS (53) — 짧은 질의·응답
  • DHCP (67/68) — 부팅 시
  • NTP (123) — 시간 동기화
  • SNMP (161/162) — 모니터링
  • Syslog (514) — 로그
  • RADIUS (1812/1813)
  • VoIP / RTP (실시간 음성·영상)
  • 온라인 게임
  • VPN (IPSec ESP / WireGuard)

🎙️ TA의 운영 포인트

  • DNS UDP 응답 > 512B = TCP fallback (DNSSEC·큰 응답)
  • VoIP는 패킷 손실보단 지터(Jitter) 가 더 치명적 → QoS 최우선
  • UDP Flood 공격 다수 → 방화벽 Rate Limit
  • 일부 LB는 UDP를 잘 처리 못 함 (UDP 5-tuple 세션 분배)

🎮 QUIC = UDP 위의 신뢰성

  • HTTP/3의 기반
  • TCP의 신뢰성 + UDP의 자유
  • 0-RTT 핸드셰이크
  • 다음 슬라이드 참고
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

QUIC — Quick UDP Internet Connections (RFC 9000)

🚀 QUIC 특징

  • UDP 위에서 동작 (포트 443)
  • 자체적으로 신뢰성·재전송·암호화 (TLS 1.3 내장)
  • HTTP/3의 전송 계층
  • Google 개발 (2012) → IETF 표준 (2021)
  • 0-RTT / 1-RTT 핸드셰이크 (TCP+TLS는 2-3 RTT)
  • HoL (Head-of-Line) Blocking 없음 — 스트림 독립
  • 연결 마이그레이션 (Wi-Fi↔셀룰러 절체 시 연결 유지)

🎙️ TA의 고려

  • 방화벽이 UDP 443 차단하면 HTTP/3 불가 → HTTP/2로 폴백
  • L4 LB는 UDP 5-tuple 분배 잘 안 맞을 수 있음
  • CDN 표준 트래픽 점유율 30%+ (2026)
  • 운영자가 직접 만질 일은 적으나, 알아두면 트러블슈팅에 유리

🔮 차세대

  • HTTP/3 (RFC 9114) = QUIC + HTTP 의미론
  • MASQUE — QUIC 위의 프록시 (CONNECT-UDP)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

포트 분류 — Well-Known · Registered · Dynamic

분류 범위 용도
Well-Known 0~1023 OS·root 권한 필요, 표준 서비스
Registered 1024~49151 IANA 등록 응용
Dynamic / Ephemeral 49152~65535 클라이언트 임시 (Linux는 32768~60999)

자주 보는 포트 (Well-Known + 운영)

포트 프로토콜 서비스
20/21 TCP FTP (Data / Control)
22 TCP SSH
23 TCP Telnet (사용 금지)
25 TCP SMTP
53 TCP/UDP DNS
67/68 UDP DHCP (Server/Client)
80 TCP HTTP
110 TCP POP3
123 UDP NTP
143 TCP IMAP
161/162 UDP SNMP / SNMP Trap
389/636 TCP LDAP / LDAPS
포트 프로토콜 서비스
443 TCP/UDP HTTPS / HTTP/3
445 TCP SMB
514 UDP Syslog
587 TCP SMTP Submission
993 TCP IMAPS
1433 TCP MS SQL
1521 TCP Oracle DB
3306 TCP MySQL
3389 TCP RDP
5432 TCP PostgreSQL
5900 TCP VNC
8080 TCP HTTP Alt

PART G

L5~L7 응용 프로토콜 — DNS · HTTP · TLS · 그 외

사용자가 직접 만나는 모든 서비스는 여기서 산다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

DNS — Domain Name System (RFC 1034/1035)

🌳 DNS 계층

  • Root (.) — 13개 글로벌 서버군
  • TLD.com·.kr·.org·.net·.gov...
  • 2LDnaver.com·google.co.kr
  • Submail.naver.com

🛡️ DNS 서버 역할

역할 설명
Authoritative 특정 도메인의 정답 서버
Recursive Resolver 사용자 대신 끝까지 질의 (보통 ISP·8.8.8.8·1.1.1.1)
Forwarder 사내 → 외부 DNS로 위임
Caching 응답 임시 저장 (TTL)

📜 주요 레코드 타입

Type 용도
A 호스트명 → IPv4
AAAA 호스트명 → IPv6
CNAME 별칭 (다른 이름으로 redirect)
MX 메일 서버 (Priority)
TXT 임의 텍스트 (SPF·DKIM·도메인 인증)
SRV 서비스 위치 (예: _ldap._tcp.example.com)
NS 권한 네임서버
PTR 역방향 (IP → 이름)
SOA Zone 메타 정보
CAA 발급 가능한 CA 제한

🎙️ TA의 운영

  • TTL 관리 (전환 직전 짧게 설정)
  • 사내 / 외부 DNS 분리 (Split-Horizon)
  • DNSSEC·DoH·DoT 도입 검토
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

DHCP — Relay + Option (DORA 개요)

🔁 DORA 4단계 요약

# 단계 패킷
1 Discover 클라이언트 브로드캐스트 — "IP 줘"
2 Offer 서버 → 클라이언트 — "이 IP 어때?"
3 Request 클라이언트 → 서버 — "그걸로 줘"
4 ACK 서버 확정 + 옵션 전달

🔁 DHCP Relay

  • 클라이언트는 브로드캐스트로 DHCP 검색
  • 라우터는 브로드캐스트를 건너뜀
  • DHCP Relay (IP Helper) 가 다른 서브넷의 DHCP 서버로 유니캐스트 전달
  • L3 SW·라우터에 ip helper-address X.X.X.X

📦 DHCP Options

Option 용도
3 Default Gateway
6 DNS Server
15 Domain Name
42 NTP Server
43 벤더 옵션 (AP·IP폰 컨트롤러 IP)
60 벤더 클래스 식별
66/67 PXE 부팅 서버·파일
82 Relay Agent 정보 (위치·포트)

⚠️ 보안

  • DHCP Snooping 으로 악성 DHCP 차단
  • IP Source Guard 결합
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

DHCP DORA — 시간 흐름

%%{init: {"sequence": {"actorFontSize": 16, "messageFontSize": 15, "noteFontSize": 13, "actorMargin": 140, "boxMargin": 8, "boxTextMargin": 5, "noteMargin": 8, "messageMargin": 44, "mirrorActors": false}}}%% sequenceDiagram participant C as Client participant S as DHCP Server C->>S: 1) Discover (브로드캐스트) S->>C: 2) Offer (IP 제안) C->>S: 3) Request (해당 IP 선택) S->>C: 4) ACK (확정 + 옵션 전달) Note over C,S: Lease 만료 전 50% 시점에 Renew

그림 읽는 법 — Discover·Request는 브로드캐스트(클라이언트 IP 미보유 단계), Offer·ACK는 유니캐스트. 4번째 ACK 수신 즉시 클라이언트는 받은 IP·게이트웨이·DNS·기타 Option(43·82 등)을 적용한다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

HTTP — 1.1 · 2 · 3 진화

항목 HTTP/1.1 HTTP/2 HTTP/3
연도 1997 2015 2022
전송 계층 TCP TCP + TLS UDP (QUIC)
다중화 X (Pipelining 불완전) ⭕ (Stream) ⭕ (Stream)
헤더 압축 X HPACK QPACK
HoL Blocking 있음 TCP 레벨에 있음 없음
암호화 옵션 사실상 필수 (HTTPS) 필수 (TLS 1.3 내장)
Server Push X ⭕ (사실상 사용 X) (HTTP/3 X)
포트 80 / 443 443 443 (UDP)

🚀 HTTP/2 핵심

  • 바이너리 프로토콜
  • Stream 다중화 (한 TCP 연결에 여러 요청)
  • 헤더 압축으로 모바일 성능 ↑

🚀 HTTP/3 핵심

  • QUIC 기반 → 0-RTT 재연결
  • 모바일 환경 절체에 강함
  • 방화벽 UDP 443 차단 주의
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

HTTPS / TLS — 1.2 vs 1.3 핸드셰이크

TLS 1.2 — 2-RTT 핸드셰이크

순서 방향 메시지 내용
1 Client → Server ClientHello 지원 암호 스위트·랜덤
2 Server → Client ServerHello + 인증서 + Key Exchange 선택 암호·서버 공개키
3 Client → Server Key Exchange + ChangeCipherSpec + Finished 프리마스터 키·암호 전환
4 Server → Client ChangeCipherSpec + Finished 암호 전환 확인
C ↔ S Encrypted Application Data 본 통신 시작

🔐 TLS 1.3 (RFC 8446)

  • 1-RTT 핸드셰이크 (TLS 1.2의 절반)
  • 0-RTT 재연결 가능 (PSK)
  • 구식 약한 암호 제거 (RC4·SHA1·CBC)
  • AEAD 암호 스위트만: AES-GCM, ChaCha20-Poly1305
  • Perfect Forward Secrecy 필수

⚠️ TLS 운영 함정

  • 인증서 만료 알람 — Let's Encrypt 90일·EV 1년
  • 약한 암호 비활성 — TLS 1.0/1.1 폐기 (2020+)
  • 와일드카드 vs SAN 인증서
  • HSTS·HPKP·CT (Certificate Transparency)
  • TLS Offload — LB가 복호화, 내부는 평문 (관제 편의 vs 보안)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

이메일 — SMTP · POP3 · IMAP

📨 SMTP (송신)

  • 포트 25 — Server↔Server
  • 포트 587 — Submission (Client→Server, AUTH 필수)
  • 포트 465 — SMTPS (TLS implicit)
  • 인증·암호화: STARTTLS

🛡️ 메일 보안 3종

  • SPF — 허용 발신 IP 목록 (TXT 레코드)
  • DKIM — 발신 도메인의 디지털 서명
  • DMARC — SPF/DKIM 실패 시 처리 정책

📥 POP3 (수신 — 다운로드)

  • 포트 110 (TLS = 995)
  • 서버에서 다운로드 후 보통 삭제
  • 단말 1대 기준 (모바일 시대에 부적합)
  • 단순·가벼움

📨 IMAP (수신 — 서버 보관)

  • 포트 143 (TLS = 993)
  • 서버에 그대로 보관 → 다중 단말 동기화
  • 폴더·플래그 서버 관리
  • 현재 표준 (Gmail·M365·Yahoo)

🎙️ TA의 결정

  • 사내 메일 = M365·Google Workspace·HCL Domino·메일플러그
  • 수신 = IMAPS·POP3S, 송신 = SMTP Submission
  • DMARC 정책 (none → quarantine → reject)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

파일 전송 — FTP · SFTP · FTPS · NFS · SMB

프로토콜 포트 보안 특징
FTP 20/21 평문 구식, 보안 위협
FTPS 21·990 TLS FTP + TLS (Explicit/Implicit)
SFTP 22 (SSH) SSH FTP 대체 표준
TFTP 69 (UDP) 없음 부팅·이미지 전송
SCP 22 (SSH) SSH 단순 복사
rsync 873 / SSH SSH 증분 동기화
NFS v3/v4/v4.1/pNFS 2049 Kerberos 옵션 Linux 파일 공유 표준
SMB / CIFS 445 NTLM/Kerberos Windows 파일 공유 표준
WebDAV 80/443 (HTTP) TLS 웹 기반
S3 API 443 (HTTP) TLS 오브젝트 스토리지 표준

현장 표준: 운영자 작업 = SFTP, Linux 파일 공유 = NFS, Windows 파일 공유 = SMB, 오브젝트 = S3 API.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

SSH — Secure Shell (RFC 4251)

🔑 SSH 동작

  • 포트 22
  • 키 교환 (Diffie-Hellman) + 호스트 인증 + 사용자 인증
  • 채널 다중화 (한 연결에 여러 세션)
  • 흐름: TCP 연결 → 키 교환 → 인증 → 채널

🔐 인증 방식

  • Password — 약함, brute force 위험
  • PubKey (Key-Based)표준
  • Certificate-Based — Bastion / CA 서명 키
  • MFA (2FA) — Google Authenticator·FIDO2

🚇 포트 포워딩

  • Local Forward (-L) — 클라 포트 → 원격 서비스
  • Remote Forward (-R) — 원격 포트 → 클라 서비스
  • Dynamic (-D) — SOCKS5 프록시
  • 운영자가 Bastion → 내부 자원 접근 시 표준

🎙️ TA의 표준

  • root 직접 로그인 금지
  • 키 기반만 허용 (PasswordAuthentication no)
  • Bastion·점프 호스트 도입
  • 세션 기록 (Teleport·Strongdm·자체 PAM)
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

운영 프로토콜 — SNMP · NTP · Syslog · LDAP

📊 SNMP

버전 보안 비고
v1 Community String (평문) 폐기
v2c Community String 여전히 흔함
v3 인증 + 암호화 (USM) 권고
  • 포트 161 (Get/Set) · 162 (Trap)
  • MIB·OID 트리 구조
  • NMS (Zabbix·PRTG·SolarWinds) 의 기본

⏰ NTP (Network Time Protocol)

  • 포트 123 (UDP)
  • Stratum 0 (원자시계) → 1 → 2 → ...
  • 모든 보안·감사 로그의 전제
  • chrony / ntpd

📜 Syslog

  • 포트 514 (UDP) / 6514 (TLS)
  • Facility (kern·auth·mail·local0~7)
  • Severity (0 Emergency ~ 7 Debug)
  • SIEM 입력의 기본 형식
  • rsyslog·syslog-ng

📂 LDAP / AD

  • 포트 389 (LDAP) / 636 (LDAPS)
  • 디렉터리 서비스 — 사용자·그룹·자산
  • Active Directory = LDAP + Kerberos + DNS + GPO
  • 사내 인증 통합의 표준
  • 응용 SSO·이메일·VPN·SSH 인증의 백엔드

PART H

네트워크 장비 — Hub부터 WAF까지

계층별로 살펴본 장비들을 한 번에 정리.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

L1·L2 장비 — Hub · Bridge · L2 Switch

🔌 Hub (L1)

  • 단순 전기 신호 증폭·재전송
  • 모든 포트로 플러딩 = 공유 매체
  • 충돌 도메인 1개
  • 현재는 박물관 — 사용 X

🔁 Repeater (L1)

  • 신호 재생·증폭
  • 동선·광 거리 연장
  • Media Converter = 동선↔광 변환

🌉 Bridge (L2)

  • 초기 L2 분할 장비
  • 충돌 도메인 분리
  • 현대엔 Switch에 흡수됨

🎚️ L2 Switch

  • 포트마다 충돌 도메인 분리
  • MAC 학습/플러딩/포워딩
  • VLAN·STP·LACP 지원
  • 종류:
  • Unmanaged — 가정·소규모, 설정 불가
  • Managed — 기업용, VLAN·STP 등 모두 가능
  • Smart / Lite-Managed — 중간

📚 Stackable Switch

  • 여러 대를 하나의 논리 SW
  • 통합 관리·LACP 가능
  • Cisco StackWise, Aruba Stack, HPE IRF

🏗️ Modular / Chassis SW

  • 라인카드·SF·전원 모듈러
  • 데이터센터 코어급
  • Cisco Nexus 9500·Catalyst 9600, Juniper QFX·EX, Arista 7500
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial side-by-side comparison illustration…

L2 vs L3 스위치 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

L3 Switch vs Router — 언제 무엇을 쓸 것인가

항목 L3 Switch Router
주 용도 LAN 내부 VLAN 간 라우팅 LAN↔WAN, AS↔AS
포트 종류 대부분 Ethernet (Cu/Fiber) Ethernet + Serial + WAN 인터페이스
포트 밀도 24~96+ 포트 보통 4~16 포트
하드웨어 ASIC 라우팅도 ASIC → 와이어 스피드 CPU 또는 NPU 처리 (느릴 수 있음)
기능 깊이 기본 OSPF/BGP·정책 풍부: NAT·VPN·MPLS·QoS·BGP 정책
NAT·VPN·MPLS 제한적 표준
단가 상대적으로 저렴 비쌈
예시 Cisco Catalyst 9300·9500, Arista 7050 Cisco ASR·ISR, Juniper MX·SRX

현장 결정: LAN/DC 내부 라우팅 = L3 Switch, WAN/Edge/복잡한 NAT·VPN = Router. 두 역할이 점차 겹치는 추세 (Universal Routers).

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

보안 장비 — FW · NGFW · WAF · IPS · VPN · Anti-DDoS

🧱 Firewall · NGFW · UTM

종류 동작
Stateless FW 패킷 단위, 세션 인식 X (구식)
Stateful FW 세션 추적, 표준
NGFW 응용 인식 (App-ID)·IPS·URL 필터링
UTM FW + AV + IPS + URL + Mail 통합 (중소)

🛡️ WAF (Web App Firewall)

  • HTTP 페이로드 검사
  • OWASP Top 10 대응 (SQLi·XSS·CSRF)
  • 시그니처 + 행위 분석
  • F5 ASM·Imperva·Cloudflare·Akamai·Wapples (국산)

🚨 IPS / IDS

  • IPS = 인라인 차단
  • IDS = 미러링 탐지만
  • 시그니처·이상행위·머신러닝
  • McAfee·Trellix·SecureSky (국산: 펜타시큐리티·시큐브)

🔒 VPN Gateway

  • IPSec (Site-to-Site·Client)
  • SSL VPN (Pulse·Cisco AnyConnect·Fortinet·Penta-VPN)
  • WireGuard·OpenVPN (오픈소스)

🛡️ Anti-DDoS

  • L3/L4 볼륨 + L7 응용 공격 방어
  • Arbor (NETSCOUT)·Radware·Cloudflare·Akamai
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

LB / ADC — L4 vs L7 한 줄, 본문은 Session 5

LB = L4(5-Tuple로 IP/Port 분배) · L7(URL/Cookie/Header 분배), ADC = LB + SSL 종단 + WAF + Caching. 보안 장비(WAF·NGFW) 바로 옆 — 트래픽의 마지막 분기점이다.

📚 본문은 Session 5 PART F · G 로 이동 — 본 회차는 L1~L7 어휘 정리가 목표라 LB는 위치만 표시. 다음 항목은 모두 Session 5 로드 밸런싱 Part 에서 전개:

  • L4 vs L7 결정 트리 · SSL Termination·Bridging·Passthrough — s5 ## L4 vs L7
  • 분배 알고리즘 8종 (RR·WRR·Least Conn·IP/URL Hash …) — s5 ## L4 LB 알고리즘
  • 헬스 체크 Active/Passive · /health 설계 — s5 ## 헬스 체크
  • Session Persistence (Cookie Insert·Source IP …) — s5 ## Session Persistence
  • 솔루션 카탈로그 F5·Citrix·A10·HAProxy·NGINX·KEMP·Radware·K8s Ingress — s5 ## LB 솔루션 비교
  • GSLB 사이트 간 분산·DR Failover — s5 ## GSLB

PART I

토폴로지 — Star · Mesh · 3-Tier · Spine-Leaf

토폴로지는 곧 가용성·확장성·비용을 결정한다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

기본 토폴로지 — Bus · Ring · Star · Mesh · Tree · Hybrid

🚌 Bus

  • 단일 케이블에 모든 노드
  • 1980s 이더넷 초기
  • 현재 사용 X
  • 단일 장애 = 전체 마비

💍 Ring

  • 노드를 원형으로 연결
  • Token Ring·FDDI·SONET
  • 레거시·통신사 백본 잔존
  • 자동 우회 (Dual Ring)

⭐ Star

  • 중앙 허브·스위치
  • LAN의 표준
  • 단순·관리 용이
  • 중앙 SW 장애 = 전체 마비 → 이중화

🕸️ Mesh

  • Full Mesh = 모든 노드 직접
  • Partial Mesh = 핵심 노드만
  • WAN·캐리어·고가용
  • N(N-1)/2 회선 = 비싸짐

🌳 Tree

  • 계층적 (Star × 다중)
  • 3-Tier 의 기반
  • 캠퍼스 표준

🎨 Hybrid

  • 여러 토폴로지 조합
  • 현실의 거의 모든 NW
  • 코어 = Mesh, 액세스 = Star
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

기본 토폴로지 6종 — 형태 비교

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial network topology illustration on dark navy #0f1722 background showing six classic LAN topology shapes arranged in a clean 3x2 grid. Each cell contains one topology with a small English title above it: 'BUS' — a single horizontal cable with 4 nodes hanging off it; 'RING' — 5 nodes connected in a circular loop with directional arrows; 'STAR' — one central hub with 5 spoke nodes radiating outward; 'MESH' — 5 nodes all directly interconnected (full mesh); 'TREE' — a hierarchical 3-level tree with one root, 2 mid-tier, 4 leaf nodes; 'HYBRID' — a small mesh core connected to multiple star clusters. Nodes are small white circles or rounded squares, links are thin teal #00b894 or purple #6c5ce7 lines. Each cell separated by faint white grid lines. Clean editorial illustration style, monospaced English labels only, teal and purple accents, 16:9. CRITICAL: All visible text MUST be in English ONLY (no Korean characters). Each label appears EXACTLY ONCE — no duplicates. No mirrored or reversed text."

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

3-Tier 아키텍처 — Core · Aggregation · Access

🏛️ Core

  • 백본 라우팅
  • 초고속·이중화
  • 단일 도메인 통합

🎚️ Aggregation

  • VLAN 종단·L3 경계
  • 정책 적용 (ACL·QoS)
  • L2/L3 경계

🔌 Access

  • 사용자·서버 직결
  • PoE·VoIP 지원
  • VLAN 할당

🎯 3-Tier 사용 위상

  • 현장 표준: 캠퍼스 LAN·엔터프라이즈 빌딩 (사용자 → 액세스 → 어그리게이션 → 코어)
  • 트래픽 패턴: North-South 중심 (사용자 ↔ 서버·인터넷)
  • 한계: 데이터센터 East-West 트래픽 폭증 → Spine-Leaf로 대체
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

3-Tier 아키텍처 — Tier 배치 일러스트

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial 3-tier enterprise network architecture illustration on dark navy #0f1722 background. Three horizontal tiers stacked top-to-bottom with clean spacing. Top tier labeled 'CORE' contains 2 large rounded square nodes (Core SW 1, Core SW 2) drawn in purple #6c5ce7 with thicker borders. Middle tier labeled 'AGGREGATION' (also 'DISTRIBUTION') contains 4 medium rounded nodes (Agg SW 1~4) in teal #00b894. Bottom tier labeled 'ACCESS' contains 6 smaller nodes (Access SW with small PC and phone icons hanging below). Each Core node connects to all Aggregation nodes (full mesh between tier 1 and 2) with thin teal lines; each Aggregation node connects to 2-3 Access nodes with thinner lines. Subtle horizontal dividers separate the tiers. Small annotations on the right: 'North-South traffic dominant', 'L3 boundary at Aggregation', 'PoE / VoIP at Access'. Clean editorial illustration style, monospaced English labels only, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9. CRITICAL: All visible text MUST be in English ONLY (no Korean characters). Each label appears EXACTLY ONCE — no duplicates. No mirrored or reversed text."

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

3-Tier 토폴로지 — Core · Aggregation · Access 연결 도식

flowchart TD Core1[Core SW 1] Core2[Core SW 2] Agg1[Aggregation SW 1] Agg2[Aggregation SW 2] Agg3[Aggregation SW 3] Agg4[Aggregation SW 4] Acc1[Access SW] Acc2[Access SW] Acc3[Access SW] Acc4[Access SW] Core1 --- Agg1 Core1 --- Agg2 Core1 --- Agg3 Core1 --- Agg4 Core2 --- Agg1 Core2 --- Agg2 Core2 --- Agg3 Core2 --- Agg4 Agg1 --- Acc1 Agg1 --- Acc2 Agg2 --- Acc1 Agg2 --- Acc2 Agg3 --- Acc3 Agg3 --- Acc4 Agg4 --- Acc3 Agg4 --- Acc4
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Spine-Leaf (Clos) — 현대 데이터센터 표준

🎯 핵심 특성

  • 모든 Leaf가 모든 Spine과 연결 (Full Mesh)
  • 동등 비용 경로 (ECMP)
  • East-West 트래픽 최적화 (서버 ↔ 서버)
  • 스케일 아웃 — Spine·Leaf 추가만으로 확장
  • STP 없음 → BGP·EVPN-VXLAN 사용

🎙️ TA의 운영

  • Underlay = BGP unnumbered (RFC 7938)
  • Overlay = VXLAN-EVPN (테넌트 격리)
  • Spine은 라우팅만, Leaf가 액세스
  • 50% 트래픽이 East-West인 현대 DC에 최적
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Spine-Leaf (Clos) — Full Mesh 패브릭 일러스트

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial Spine-Leaf (Clos) data center fabric illustration on dark navy #0f1722 background. Two horizontal tiers: top row labeled 'SPINE' contains 4 large rounded square nodes (Spine 1~4) in purple #6c5ce7; bottom row labeled 'LEAF (ToR)' contains 6 rounded square nodes (Leaf 1~6) in teal #00b894 with small server rack icons hanging below each leaf. EVERY leaf is connected to EVERY spine with thin teal lines (full bipartite mesh — 4 spines × 6 leaves = 24 links visible), demonstrating ECMP. Small server icons (3 per leaf) labeled with tiny 'SRV' text show the workload layer. Annotations on the right side: 'ECMP equal-cost paths', 'East-West optimized', 'BGP unnumbered Underlay', 'VXLAN-EVPN Overlay'. Bottom-right corner: tiny comparison icon 'No STP'. Clean editorial illustration style, monospaced English labels only, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9. CRITICAL: All visible text MUST be in English ONLY (no Korean characters). Each label appears EXACTLY ONCE — no duplicates. No mirrored or reversed text."

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Spine-Leaf 토폴로지 — Full Mesh 연결 도식

flowchart TD S1[Spine 1] S2[Spine 2] S3[Spine 3] S4[Spine 4] L1[Leaf 1<br/>ToR] L2[Leaf 2<br/>ToR] L3[Leaf 3<br/>ToR] L4[Leaf 4<br/>ToR] L5[Leaf 5<br/>ToR] L6[Leaf 6<br/>ToR] S1 --- L1 S1 --- L2 S1 --- L3 S1 --- L4 S1 --- L5 S1 --- L6 S2 --- L1 S2 --- L2 S2 --- L3 S2 --- L4 S2 --- L5 S2 --- L6 S3 --- L1 S3 --- L2 S3 --- L3 S3 --- L4 S3 --- L5 S3 --- L6 S4 --- L1 S4 --- L2 S4 --- L3 S4 --- L4 S4 --- L5 S4 --- L6
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial side-by-side topology comparison ill…

3-Tier vs Spine-Leaf (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

WAN 토폴로지 — Hub-and-Spoke · Full-Mesh · SD-WAN

🛞 Hub-and-Spoke

  • 본사 = Hub, 지점 = Spoke
  • 모든 지점 → 본사 경유
  • 단순·저렴·관리 용이
  • 본사 회선 병목·SPOF

🕸️ Full-Mesh

  • 모든 지점 간 직접 연결
  • 지연 최소·이중화 ↑
  • 회선 수 = N(N-1)/2 = 매우 비쌈
  • 소수 핵심 지점만 적용

🌐 Partial-Mesh

  • 일부만 직결 (트래픽 많은 곳)
  • Hub-and-Spoke + 선별적 직결
  • 현실 표준

🌍 SD-WAN

  • 컨트롤러가 정책 자동 적용
  • 다중 통신사 자동 절체·로드밸런싱
  • 응용 인지 라우팅
  • 클라우드 우회 (Local Internet Breakout)

🏢 DMVPN (Cisco)

  • 동적 Mesh — Hub로 시작, Spoke 간 직접 연결 동적 생성
  • 회선 절감 + Mesh 효과

📜 MPLS L3VPN

  • 통신사가 L3 분리 제공
  • KT VPN·SKB VPN·LG U+ VPN
  • 안정적이지만 비쌈
  • VRF + MP-BGP 기반

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial WAN topology comparison illustration on dark navy background — three side-by-side network diagrams in panels labeled 'Hub-and-Spoke', 'Partial Mesh', and 'Full Mesh'. Left 'Hub-and-Spoke': a central building icon 'HQ Seoul (Hub)' connected by solid teal lines to 5 surrounding nodes labeled 'Branch Busan', 'Branch Daegu', 'Branch Gwangju', 'Branch Daejeon', 'DR Site Cheonan' — every spoke routes through the hub; small tag 'MPLS L3VPN · KT/LG U+'. Middle 'Partial Mesh': same HQ + 4 branches + 1 DR site, with HQ-to-all-spokes plus selective direct links between high-traffic branches (HQ↔DR, HQ↔Busan↔Daegu) drawn with dashed purple lines, label 'DMVPN · selective direct'. Right 'Full Mesh': all 6 sites fully interconnected, every node-to-node line drawn in thin teal, with annotation 'Links = N(N-1)/2 = 15' and tag 'SD-WAN overlay · multi-carrier'. Each node rendered as a small clean isometric building icon (HQ taller, DR with a shield icon, branches small) with monospaced English labels and IP-cloud icons in the link space ('MPLS', 'Internet', 'LTE/5G'). Clean technical editorial style, thin connection lines with small bandwidth/latency tags, teal #00b894 and purple #6c5ce7 accents, 16:9"

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial WAN topology comparison illustration…

WAN 토폴로지 — Hub-and-Spoke · Full-Mesh · SD-WAN

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

토폴로지 비교 매트릭스 — 장단점·비용·확장성

토폴로지 비용 가용성 확장성 관리 적합 환경
Star 낮음 중간 중간 쉬움 LAN 액세스
Mesh (Full) 매우 높음 최고 낮음 어려움 코어·핵심 P2P
Mesh (Partial) 중간 높음 중간 중간 캠퍼스 코어
Tree 중간 중간 중간 중간 캠퍼스
3-Tier 중간~높음 높음 중간 중간 전통 엔터프라이즈
Spine-Leaf 중간 높음 최고 중간 현대 DC·AI 클러스터
Hub-and-Spoke 저렴 낮음 낮음 쉬움 WAN 다지점
SD-WAN 중간 높음 높음 중간 WAN 글로벌
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Out-of-Band (OOB) 관리 — 별도 NW로 장비 관리

🎯 OOB 개념

  • 운영 트래픽과 물리적으로 분리된 관리망
  • 평시·장애 시 모두 항상 접근 가능
  • 운영 NW가 죽어도 장비 관리 가능

🔌 OOB 구성요소

  • 각 장비의 관리 포트 (MGMT)
  • iLO·iDRAC·BMC (서버)
  • Console Server (RS-232·Serial-over-IP)
  • KVM-over-IP
  • 별도 PDU·UPS

🌐 OOB 토폴로지

  • 별도 관리 VLAN + 관리 SW
  • 별도 라우터 + 별도 회선 (LTE 등) 백업
  • 관리망용 작은 SW를 ToR과 별도로 배치
  • Bastion / Jump Host 를 통한 접근

🎙️ TA의 표준

  • 운영망 / 관리망 / DMZ 3망 분리
  • 모든 관리는 OOB 통해서만
  • 비밀번호·키·인증서 별도 관리
  • 점프호스트 세션 기록 도입

PART J

TA의 네트워크 결정 · 산출물 · 정리

7계층·100+ 프로토콜·수십 가지 장비를 결정의 언어로 옮긴다.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial data center network reference archit…

데이터센터 NW 구성도 (삽화)

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TA가 네트워크 설계에서 결정해야 할 10가지

1️⃣ ~ 5️⃣

  1. 물리 매체 — Cat 6a / 광 (SR/LR/ER) / DAC
  2. 장비 벤더 표준 — Cisco·Juniper·Arista·국산
  3. 토폴로지 — 3-Tier · Spine-Leaf · Hybrid
  4. L2 도메인 범위 — VLAN 설계·STP 영역
  5. L3 라우팅 프로토콜 — Static·OSPF·BGP·IS-IS

6️⃣ ~ 🔟

  1. 이중화 패턴 — VRRP·MLAG·ECMP
  2. IP 주소 체계 — CIDR·VLSM·사설 IP 대역 선정
  3. MTU 정책 — 1500 / Jumbo 9000
  4. 관리망 분리 — OOB·Bastion·3망 분리
  5. WAN 연결 방식 — MPLS L3VPN·SD-WAN·인터넷 VPN

모든 결정은 산출물에 정량적으로 기록 — 단가·EOL·라이센스·유지보수 비용까지 BOM에 명시.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

TA의 네트워크 산출물 — 6종 표준

산출물 형식 핵심 내용 작성 시점
논리 구성도 Visio·draw.io L2/L3 토폴로지·VLAN·라우팅 영역 초기 설계
물리 구성도 Visio·CAD 랙 배치·케이블 경로·포트 매핑 시공 직전
VLAN 표 Excel VLAN ID·이름·서브넷·게이트웨이·사용처 설계 + 운영 갱신
IP 할당표 Excel·NetBox·IPAM 호스트·VIP·DHCP 범위·예약 설계 + 매 변경
라우팅 표 Excel·Markdown OSPF Area·BGP Peer·MED·LOCAL_PREF 설계 + 트러블슈팅 시
포트 매핑표 Excel·NetBox 장비 포트 ↔ 단말·서버·VLAN 시공 + 운영

추가 보조 산출물

  • 방화벽 정책표 — Src/Dst/Port/Action/Justification
  • 케이블 라벨링 표준 — 양 끝 라벨·도면 ID
  • 점검 체크리스트 — 일/주/월/분기
  • 변경관리 (CR) — 변경 영향·롤백 절차
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

결정 의사결정 트리 — 케이블·라우팅·토폴로지

🧵 케이블 선택 트리

거리 < 5m, 25G+
  → DAC (저렴·저전력)
거리 < 30m, 25/40G
  → Cat 8 또는 SFP28 DAC
거리 < 100m, 1G/10G
  → Cat 6a
거리 100m~500m, 10/40/100G
  → MM (OM4) + SR
거리 > 500m, 100G+
  → SM + LR
거리 > 10km
  → SM + ER/ZR 또는 통신사 회선

🛤️ 라우팅 선택 트리

지점 1~3개·변경 없음
  → Static
단일 캠퍼스·동일 벤더
  → OSPF Single Area
다중 캠퍼스
  → OSPF Multi-Area
Cisco 단일·중소
  → EIGRP (선택)
인터넷 연결·멀티 ISP
  → BGP (필수)
DC 내부 Spine-Leaf
  → BGP (RFC 7938)
ISP·캐리어 백본
  → IS-IS
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Linux 네트워크 CLI — ip · ss · tcpdump · dig

# ────────── ip 명령 (iproute2 — net-tools 대체) ──────────
$ ip -br addr                                # 인터페이스 + IP 요약
$ ip addr add 10.0.0.10/24 dev eth0          # IP 추가
$ ip link set eth0 mtu 9000                  # Jumbo MTU
$ ip link set eth0 up                        # 인터페이스 UP
$ ip route                                   # 라우팅 테이블
$ ip route add 192.168.1.0/24 via 10.0.0.1   # Static Route 추가
$ ip route add default via 10.0.0.254
$ ip neigh                                   # ARP 테이블 (ip neighbour)
$ ip -s link show eth0                       # 인터페이스 통계

# ────────── ss — netstat 대체 ──────────
$ ss -tnp        # TCP LISTEN+ESTABLISHED + 프로세스
$ ss -tan state established
$ ss -s          # 요약 (TCP/UDP/Total)

# ────────── tcpdump — 패킷 캡처 ──────────
$ sudo tcpdump -i eth0 -nn  host 10.0.0.5 and port 443
$ sudo tcpdump -i any -nn   'tcp[tcpflags] & (tcp-syn|tcp-rst) != 0'
$ sudo tcpdump -i eth0 -w /tmp/capture.pcap  port 53
$ sudo tcpdump -r /tmp/capture.pcap -nn -A | less

# ────────── DNS·TLS·HTTP 디버그 ──────────
$ dig +short A   www.example.com  @8.8.8.8
$ dig +trace     www.example.com           # 루트→TLD→권한 추적
$ openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com </dev/null
$ curl -v -o /dev/null  https://example.com
$ mtr -rwbzc 100  8.8.8.8                  # ping + traceroute + 통계

🎨 이미지 프롬프트: "Editorial Linux terminal mockup on dark navy background — a wide tmux-style terminal split into 4 panes on a RHEL 9.4 / Ubuntu 24.04 LTS host; TOP-LEFT pane runs [root@ta-jump01 ~]# ip -br addr showing rows 'lo UNKNOWN 127.0.0.1/8 ::1/128 / eth0 UP 10.0.0.10/24 fe80::250:56ff:feaa:bb01/64 / eth1 UP 10.255.0.10/24 (OOB) / bond0 UP 10.0.100.10/24 (mode=802.3ad)' followed by # ip link set eth0 mtu 9000 and # ip -s link show eth0 with RX/TX byte counters and 0 errors/drops; TOP-RIGHT pane runs [root@ta-jump01 ~]# ip route showing 'default via 10.0.0.254 dev eth0 proto static metric 100 / 10.0.0.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 10.0.0.10 / 10.0.1.0/24 via 10.0.0.254 dev eth0 proto ospf metric 110 / 192.168.1.0/24 via 10.0.0.254 dev eth0 proto static' and below # ss -tnlp showing 'LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 sshd / LISTEN 0 511 :443 nginx / ESTAB 0 0 10.0.0.10:51234 203.0.113.5:443'; BOTTOM-LEFT pane runs [root@ta-jump01 ~]# tcpdump -i eth0 -nn -vv 'tcp port 443 and tcp[tcpflags] & (tcp-syn|tcp-ack) != 0' with several live packet capture lines streaming '14:02:11.123456 IP 10.0.0.10.51234 > 203.0.113.5.443: Flags [S], seq 1842..., win 64240, options [mss 1460,sackOK,TS val..., wscale 7], length 0 / 14:02:11.135789 IP 203.0.113.5.443 > 10.0.0.10.51234: Flags [S.], seq 9281..., ack 1843..., win 65535 / 14:02:11.135999 IP 10.0.0.10.51234 > 203.0.113.5.443: Flags [.], ack 1, win 502 / Flags [P.] length 517 (TLS ClientHello)'; BOTTOM-RIGHT pane runs [root@ta-jump01 ~]# dig +short A www.example.com @8.8.8.8 returning '93.184.215.14' then # dig +trace www.example.com (truncated root→TLD→authoritative chain), then # curl -v --resolve www.example.com:443:93.184.215.14 https://www.example.com showing TLS 1.3 handshake details (' SSL connection using TLSv1.3 / ALPN: server accepted h2 / * issuer: C=US; O=DigiCert Inc... / > GET / HTTP/2 / < HTTP/2 200'). Monospaced Source Code Pro font, soft glow on the tmux status bar showing hostname '[ta-jump01] · CPU 0.42 · 4 panes · Bastion · OOB 10.255.0.10', subtle scanlines. Teal #00b894 prompt accents on each # symbol, 16:9"

현장 표준: ifconfig·netstat·route·arp·nslookup 은 모두 deprecated. RHEL 9·Ubuntu 24.04 기본 이미지에는 빠져 있음 → ip·ss·dig·mtr 4종 세트를 외워야 함.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

🎨 Editorial Linux terminal mockup on dark navy b…

Linux 네트워크 CLI — ip · ss · tcpdump · dig

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

트러블슈팅 체크리스트 — Bottom-up 7단계

단계 점검 항목 명령·도구
L1 케이블·SFP·Link LED 물리 점검·ethtool eth0
L2 MAC 학습·VLAN·STP 상태 show mac addres6-table·show spanning-tree
L3 IP·게이트웨이·라우팅 ip addr·ip route·show ip route
L3 도달성 ping·traceroute·mtr
L4 포트 LISTEN·TCP 상태 netstat -an·ss -tnp
L5~L7 DNS·TLS·응용 dig·nslookup·openssl s_client·curl -v
패킷 실제 트래픽 tcpdump·wireshark·tshark

기본 원칙: Bottom-up 으로 격리 → 각 계층에서 정상 동작 확인 → 한 계층씩 위로. 상위에서 시작하면 시간 낭비.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

세션 4 핵심 키워드 — 암기 카탈로그

🟢 OSI / TCP/IP

  • 7 Layer / 4 Layer
  • 캡슐화·디캡슐화
  • Frame·Packet·Segment·Data
  • L1=Hub, L2=Switch, L3=Router, L4=FW/L4 LB, L7=WAF

🟢 L1 물리

  • Cat 5e·6·6a·7·8
  • SM (9/125)·MM (50/125·OM3/4/5)
  • LC·SC·MTP/MPO
  • SFP·SFP+·SFP28·QSFP+·QSFP28·QSFP-DD·OSFP
  • SR (100m)·LR (10km)·ER (40km)·ZR (80km)

🟢 WiFi

  • 802.11 a/b/g/n/ac/ax/be
  • 2.4·5·6 GHz · 20~320 MHz
  • WPA3·EAP-TLS·802.1X

🟢 L2

  • Ethernet·MAC OUI·ARP
  • STP·BPDU Guard·Root Guard
  • LACP·LAG·EtherChannel
  • LLDP·CDP·LLDP-MED
  • VLAN 802.1Q·Trunk·Native·Voice
  • Port Security·DHCP Snooping·DAI

🟢 L3

  • IPv4·TTL·Protocol
  • RFC 1918 사설 IP
  • CIDR·VLSM·Longest Prefix
  • ICMP·Ping·Traceroute
  • OSPF·BGP
  • iBGP·eBGP
  • AS_PATH·LOCAL_PREF
  • ECMP·PBR

🟢 L4

  • TCP·UDP·QUIC
  • 3-Way·4-Way·TIME_WAIT
  • Sliding Window·cwnd
  • CUBIC·BBR
  • Well-Known 포트

🟢 L5~L7

  • DNS (A·CNAME·MX·TXT·SRV·NS)
  • DHCP DORA·Option 43/60/82
  • HTTP/1.1·2·3·TLS 1.2/1.3
  • SMTP·POP3·IMAP·SPF·DKIM·DMARC
  • FTP/SFTP·NFS·SMB·S3
  • SSH·Bastion
  • SNMP·NTP·Syslog·LDAP/AD

🟢 장비·토폴로지

  • Hub·Bridge·L2/L3 SW·Router·LB·WAF·FW
  • Fixed·Modular·Stackable·ToR/EoR
  • 3-Tier·Spine-Leaf·Hub-Spoke·SD-WAN
  • OOB 관리
IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

Q&A — 세션 4 자주 묻는 질문

❓ Q1. Cat 6와 6a 중 어느 것?

신규 = Cat 6a. Cat 6는 10G가 55m까지만 보장. 데이터센터·신축 표준은 Cat 6a.

❓ Q2. OSPF와 BGP 중 어느 것?

AS 내부 = OSPF, AS 간(인터넷) = BGP. DC 내부도 BGP로 통일하는 추세 (RFC 7938).

❓ Q3. TCP CUBIC과 BBR 중 어느 것?

LAN·단거리 = CUBIC 충분. WAN·고대역·장거리 = BBR 권고.

❓ Q4. HTTP/3로 바꿔야 하나?

자동 협상되므로 강제 전환 불필요. CDN 사용 시 자동 적용. 사내는 HTTP/2가 표준.

❓ Q5. VLAN은 몇 개까지?

802.1Q = 4094개. 데이터센터 멀티 테넌트는 VXLAN(24bit·1600만) 같은 Overlay 로 확장.

❓ Q6. WiFi 7 도입 시점?

2026년 단말 보급 시작. AP는 미리, 단말은 자연 교체 권고.

❓ Q7. 관리망 분리는 꼭?

공공·금융 사실상 의무. 일반 기업도 보안 표준상 권고. OOB + Bastion 조합.

IT 인프라 아키텍처 설계·Session 4 · 네트워크 기초 · OSI L1~L7 + 장비·토폴로지

마무리 — 7계층, 한 권의 통일

네트워크는 7개 계층의 약속, 100여 개의 프로토콜, 수십 가지 장비의 종합 예술.

TA는 이 약속을 도면 · 표 · 결정 매트릭스 · 산출물로 풀어낸다.

🏆 오늘의 성취

  • OSI 7 / TCP/IP 4 계층 — 완전한 어휘 확보
  • L1 케이블·광·모듈·WiFi — 매체 결정 가능
  • L2 Ethernet·VLAN·STP·LACP — 스위칭 이해
  • L3 IP·CIDR·OSPF·BGP — 라우팅 결정 가능
  • L4 TCP/UDP/QUIC — 전송 성능 진단 가능
  • L5~L7 DNS·HTTP·TLS·SSH·SNMP — 응용 운영 가능
  • 장비·토폴로지 — BOM·도면 설계 가능

🧰 가져갈 산출물 카탈로그

  • TA의 NW 결정 10가지
  • 표준 산출물 6종 (논리·물리 구성도·VLAN·IP·라우팅·포트)
  • 케이블·라우팅·토폴로지 결정 트리
  • Bottom-up 트러블슈팅 7단계 체크리스트
  • 핵심 키워드 카탈로그 (시험·면접·산출물 공용)

💡 자기 학습 과제

  • VLAN 표·IP 할당표 양식 한 번씩 작성해보기
  • 사내 NW 도면을 OSI 7 계층 기준으로 분해해보기
  • tcpdump·ip route·show interface trunk 명령 익혀 두기
1 / 108

목차 — Session 4

키보드 단축키 (뷰어)

네비게이션

다음 슬라이드 Space
이전 슬라이드 PgUp
처음 / 끝Home End
목차M

화면

전체화면F
테마 전환D
글자 크게 / 작게+ -
원래 크기 (100%)=
도움말 (열기/닫기)H ?
닫기 (모든 오버레이)Esc
강의 종료 (메인으로)Q

키보드 단축키 (강사)

네비게이션

다음 슬라이드 Space
이전 슬라이드 PgUp
처음 / 끝Home End
목차 (Menu)M
전체화면F

화면

테마 전환D
도움말 (열기/닫기)H ?
닫기 (모든 오버레이)Esc
툴바 펼치기 / 접기[ ]
강의 종료 (메인으로)Q

화면 확대

글자 크게 / 작게+ -
원래 크기 (100%)=
돋보기 (마우스 따라 2× 확대)V

발표자 도구 (PPT 호환)

화이트 화면W ,
블랙 화면B .
레이저 포인터L
펜 모드 ON/OFFP
펜 색상1 2 3 4
펜 자국 지우기 (현재 슬라이드)E
펜 — 마지막 스트로크 취소 (Undo)Z
펜 — 다시 (Redo)R
⏰ 쉬는시간 타이머T
📱 노트뷰 QR (휴대폰 동기화)N

PDF / 종료

PDF 저장 (슬라이드)Ctrl+P
강의 종료 (메인으로)Q X