네트워크 종류·토폴로지와 SDN

1. Ethernet: LAN에서 널리 사용하는 링크 기술

Ethernet(이더넷)은 IEEE 802.3 계열 표준에 기반한 네트워크 기술이다. 주로 근거리 네트워크에서 장치가 프레임(frame)을 주고받는 방법과 매체 접근, MAC(Media Access Control) 처리, 물리 계층 전송 방식을 정의한다.

Ethernet을 단순히 “LAN의 다른 이름”이라고 보면 안 된다.

• LAN은 네트워크의 범위와 구성에 가까운 개념이다.
• Ethernet은 그 LAN을 실제로 구현할 때 사용할 수 있는 링크 기술이다.

LAN은 Ethernet으로 만들 수 있지만, 무선 LAN처럼 IEEE 802.11 계열 기술을 사용할 수도 있다. 반대로 Ethernet 기술은 오늘날 데이터센터, 액세스망 등 다양한 환경으로 확장되어 사용되므로 “Ethernet = 오직 작은 사무실 LAN”으로 한정해서도 안 된다.

Ethernet의 기본 동작

Ethernet에서 통신 장치는 데이터를 Ethernet 프레임으로 전송한다. 프레임에는 출발지와 목적지를 식별하기 위한 MAC 주소 같은 링크 계층 정보가 포함된다.

현대적인 유선 LAN에서는 보통 각 단말이 스위치의 포트에 연결된다. 스위치는 수신한 프레임의 목적지 MAC 주소를 보고 어느 포트로 전달할지 결정한다. 이때 스위치는 학습한 MAC 주소와 포트의 대응 관계를 이용한다. MAC 주소 학습과 스위칭의 상세 동작은 네트워크 장비 이론에서 더 자세히 다룬다.

CSMA/CD를 언제 적용하는가

Ethernet을 공부할 때 자주 등장하는 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)는 공유 매체를 여러 장치가 함께 사용하던 반이중(half-duplex) Ethernet에서 충돌을 처리하기 위한 접근 방식이다.

핵심 흐름은 다음과 같다.

1. 장치는 매체가 사용 중인지 확인한다.
2. 비어 있으면 전송을 시작한다.
3. 동시에 여러 장치가 전송해 충돌이 발생하면 충돌을 감지한다.
4. 전송을 중단하고 일정한 대기 절차 후 다시 시도한다.

그러나 스위치를 사용하는 현대적인 전이중(full-duplex) Ethernet 링크에서는 송신과 수신 경로가 분리되어 일반적인 충돌이 발생하지 않으므로 CSMA/CD가 동작에 필요하지 않는다. 따라서 다음 두 문장은 구분해야 한다.

• “CSMA/CD는 Ethernet 표준의 공유 매체·반이중 동작과 관련된다.” → 맞다.
• “현재 모든 Ethernet 통신은 항상 CSMA/CD로 충돌을 감지한다.” → 틀리다.

이 차이는 오래된 허브 기반 Ethernet과 현대적인 스위치 기반 Ethernet을 구분할 때 중요하다.

2. 기본 네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는 장치가 연결되는 형태를 말한다.

현대 LAN은 대체로 Switch 중심의 Star 또는 계층형 Tree 구조를 사용한다. 시험에서는 형태별 연결 방식과 단일 장애 지점을 구분한다.

3. SDN의 기본 개념

SDN(Software-Defined Networking)은 제어 기능과 실제 패킷 전달 기능을 논리적으로 분리하여 중앙의 Controller가 정책을 관리하도록 하는 구조다.

• Control Plane: 경로·정책을 결정한다.
• Data Plane: 결정된 규칙에 따라 패킷을 전달한다.
• 장점: 정책 자동화와 일관된 관리가 쉽다.
• 주의점: Controller 장애·권한 탈취·잘못된 정책 배포가 넓은 범위에 영향을 줄 수 있다.

시험에서는 세부 API나 Controller 제품보다 제어 평면과 전달 평면의 분리를 기억한다.

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4. 비교표로 정리하는 핵심 차이