게이트웨이(Gateway)는 서로 다른 구조를 지닌 네트워크간을 연결하는데 사용하는 장비로서, OSI 참조모델의 7계층인 어플리케이션 층에서 변환을 한다. 다시 말해 완전히 다른 프로토콜을 지니고 있는 네트워크간을 프로토콜 변환과정을 거쳐 통신이 가능하게 하는 장비이다. 예를 들면 IBM의 SNA(System Network Architecture)로 구성된 네트워크와 X.25를 사용하는 네트워크간을 상호 접속하여 통신이 가능하도록 할 때 필요한 장비이다.
최근에는 라우터와 스위치의 기능 발달로 인하여 게이트웨이 기능을 라우터와 스위치에 포함시킨 제품도 출시되고 있어서, 게이트웨이의 역할을 라우터와 스위치가 상당수 대신하고 있기도 하다. ([그림 9.1] 참조)
[그림 9.1]
9.2 스위치
9.2.1 스위치의 등장배경
본서의 2.1.1과 5장에서 설명한 바와 같이 기존 LAN 환경에서는 주어진 대역폭을 공유하는 개념이기 때문에 원초적인 문제를 가지고 있다. 이러한 공유 LAN에서는 점점 늘어나는 스테이션과 멀티미디어 데이터 사용이 확대되면서 데이터 사이즈가 크게 증가하고, 이로 인해 다양한 패킷형식이 등장함으로써, 이를 지원하기에는 허브와 라우터로서는 한계에 이르게 되었다. (5장의 [그림 5.3]과 [그림 5.4]관련 사항을 참조)
스위칭(Switching) 기술은 이러한 문제점을 데디케이트(Dedicated) LAN과 레이어 3 스위칭, 가상랜 등의 다양한 기술들이 등장하면서, 공유 LAN의 한계를 극복하고 있다.(스위치의 등장배경을 이해하기 위해, 2.1.1과 5장의 내용을 한번 더 확인해주기 바란다.)
이러한 정보시스템 환경의 변화에 발맞추어 칼파나(KALPANA)사에서 처음 LAN 스위치를 선보인 이후로, 오늘에 이르기까지 스위치 기술은 괄목할만한 성장을 이루었다. 이후 수많은 스위치 회사들이 등장하였으나, 칼파나가 시스코사에 인수되는 등 지금은 대다수의 업체가 주요 데이터네트워크 업체나 통신장비 업체로 흡수되었다.
9.2.2 스위치의 기능
공유 LAN의 세그먼트를 분할함으로써 하나의 LAN에 접속되는 스테이션을 적정수로 줄이고, LAN의 트래픽을 개별 세그먼트내로 한정시켜, 전체 네트워크의 대역폭에 영양을 미치지 않도록 하는 기능을 수행하는 스위치는 기본적으로 레이어 2 장비이다.
따라서 데이터링크계층의 주소(예를 들면 MAC address)를 보고 중계를 결정하므로, 브리지와 같은 브로드캐스트 문제를 그대로 가지고 있는 반면, 라우터처럼 네트워크계층의 정보를 분석하고, 이를 기반으로 중계하기 전에 패킷을 수정하는 등의 처리 부하를 가지고 있지 않다. 따라서 스위치가 라우터에 비해 처리속도가 빠르다. 즉, 허브를 멀티포트 리피터로 볼 수 있었던 것처럼, 스위치는 다수의 포트를 지닌 브리지로 볼 수도 있다.
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[그림 9.2]
초기 스위치는 이러한 개념에서 [그림 9.2]의 ‘포트 스위치’처럼 단순히 각 포트마다 동일한 대역폭을 할당해 주는 기능만을 수행하였다. 이것은 한 허브내의 모든 포트가 대역폭을 공유해야 하는 한계를 극복하는 수준에만 머무른 수준이다. 즉, 모든 스위치 포트가 연결된 백플레인(Back-plan)이라고 부르는, 일종의 버스를 공유하는 형식이기에 스위치 전체에 걸리는 데이터 트래픽에 대한 한계를 뛰어 넘을 수는 없다. 또한 모든 포트가 동일한 구조를 가져야 함으로, 다양한 LAN 환경을 수용할 수 없었다.
이런 문제를 해결하기 위해, 최근에는 ‘Non blocking 스위치 백플레인’을 이용하는 스위치와 가상랜 기능을 지원하고, 레이어 3 및 4를 지원하는 등 다양한 기능을 내장한 스위치들이 등장하고 있다. 특히 과거 라우터를 이용하여 LAN 세그먼트들을 라우팅 해주던 기능도 스위치에서 지원하게 되었다.
요즘 많이 거론되는 레이어 3 스위치 기능은 레이어 3에 해당하는 수많은 기능들 중 하나를 지원하면 모두 레이어 3 스위치에 해당한다. 레이어 3를 IP 라우팅 기능과 동일 시 하는 경향이 있는데 이것은 잘못된 생각이다. IP 라우팅은 레이어 3라는 큰 틀의 한 부분일 뿐인 것이다. 이 부분에 대해서는 9.2.5에서 좀더 다루어 보도록 하겠다.
