LAN 및 VLAN이란 무엇입니까? 소개 가이드

LAN과 VLAN은 얼핏 보기에 유사해 보일 수 있습니다. LAN은 여러 기기 간의 통신을 가능하게 하는 다양한 네트워크 장치들의 모음이며, VLAN은 LAN의 기능을 더욱 확장시킨 개념이라고 할 수 있습니다.

기존의 LAN 환경은 네트워크 과부하를 유발할 수 있는 기능적인 제약이 있습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, LAN 내에서 서로 다른 워크스테이션들을 나누어 네트워크 부하와 혼잡을 줄이는 것이 필요합니다.

VLAN이 도입된 주요 이유는 바로 이러한 네트워크 분할을 용이하게 하기 위함입니다.

기능적으로는 유사하지만, LAN과 VLAN은 기술적인 측면과 특성에서 차이가 있습니다.

이 글에서는 각 용어에 대한 자세한 설명과 함께 유형, 작동 원리, 활용 방안을 알아보고, LAN과 VLAN을 명확히 구분하고자 합니다.

자, 함께 시작해 볼까요!

LAN이란 무엇일까요?

LAN(Local Area Network), 즉 근거리 통신망은 특정 지리적 범위 내에서 서로 통신하기 위해 연결된 컴퓨터들의 네트워크입니다. 이러한 범위는 사무실, 학교, 건물 등이 될 수 있습니다. LAN은 비교적 저렴한 네트워킹 장치와 케이블 연결을 사용하는 경제적인 네트워크 형태입니다.

LAN 환경에서는 소프트웨어 어플리케이션, 프린터, 카메라, 파일 등 다양한 정보와 리소스를 공유하여 업무 효율성을 높일 수 있습니다. 만약 로컬에서 사용할 수 없는 리소스가 있다면 원격으로 접근하여 활용할 수도 있습니다.

스위치 또는 여러 개의 스위치들은 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 기기 및 컴퓨터들을 연결합니다. 각 로컬 네트워크에는 다른 컴퓨터들과는 구별되는 고유한 사설 주소가 부여됩니다. LAN은 연결된 컴퓨터 수가 제한되어 있기 때문에 데이터 전송 속도가 더 빠릅니다.

일반적으로 네트워크 어댑터, 이더넷 케이블, 허브 등과 같은 하드웨어는 비용 효율적이어야 하고 연결 속도가 빨라야 합니다. LAN은 관리 및 설정이 비교적 간단하기 때문에 다양한 환경에서 폭넓게 사용됩니다.

LAN 네트워크 내의 원활한 통신을 위해 동축 케이블과 트위스트 페어 케이블이라는 두 가지 주요 매체가 사용됩니다. 이 두 매체 모두 전송 거리가 제한되어 있어 노이즈나 부정확성을 최소화할 수 있습니다. LAN의 데이터 전송 속도는 보통 4에서 16Mbps입니다.

최근에는 데이터 속도가 더욱 향상되어 100-1000Mbps 범위에 이릅니다. LAN에서의 전파 지연은 비교적 짧습니다. 작은 LAN은 두 대의 컴퓨터만을 연결할 수 있지만, 큰 LAN은 수천 대의 컴퓨터를 지원할 수도 있습니다.

대부분의 LAN은 유선 연결을 사용하지만, 무선 연결을 사용하는 경우도 있습니다. LAN은 내결함성이 더 높고 네트워크 혼잡도가 낮다는 장점이 있습니다.

VLAN이란 무엇일까요?

VLAN(Virtual Local Area Network), 즉 가상 근거리 통신망은 물리적인 LAN(Local Area Network)을 공유하면서 네트워크 트래픽을 분리하기 위해 서로 다른 네트워크 장치들을 논리적으로 그룹화한 것입니다. 이를 통해 각 그룹 간의 통신을 분리하고 네트워크 효율성을 높일 수 있습니다.

VLAN은 고급 스위치에서 구현할 수 있습니다. VLAN을 사용하면 서로 다른 네트워크들이 마치 동일한 LAN의 일부인 것처럼 작동할 수 있습니다. VLAN의 주요 장점은 네트워크 대기 시간을 줄이고, 네트워크 효율성을 향상시키며, 네트워크 리소스를 절약할 수 있다는 점입니다.

VLAN은 네트워크 관리, 확장성 및 보안을 지원하는 데 유용하게 사용됩니다. 또한 트래픽 흐름을 효율적으로 관리하는 데도 활용될 수 있습니다. VLAN의 주요 특징 중 하나는 LAN 세그먼트를 필요에 따라 축소하거나 확장할 수 있다는 점입니다.

브로드캐스트 도메인을 분할하면 더 큰 대역폭을 확보할 수 있습니다. 결과적으로 VLAN은 기업 내 서브네트워크를 위해 여러 스위치를 구매해야 하는 부담을 줄여줍니다. VLAN 구현에는 스위치가 사용되며, 각 포트는 특정 가상 LAN에 할당됩니다.

VLAN 내의 포트는 브로드캐스트를 할당할 수 있습니다. 브로드캐스트 범위를 각 포트로 제한하고, 하나의 포트에서 여러 브로드캐스트를 구축함으로써 연결의 보안을 강화할 수도 있습니다.

VLAN은 필요에 따라 포트를 전환할 수 있어 유연성이 높습니다. 또한 비용을 절감하고 서브네트워크를 분리하기 위해 값비싼 스위치를 추가로 구매할 필요가 없습니다. VLAN은 네트워크 세그먼트에 IP 주소를 할당하는 체계를 지정하는 계층적 네트워크를 구현합니다.

VLAN 범위:

주요 VLAN 범위는 다음과 같습니다:

• VLAN 0-4095: 예약된 VLAN으로, 사용하거나 볼 수 없습니다.
• VLAN 1: 기본 스위치로, 삭제하거나 편집할 수는 없지만 사용할 수 있습니다.
• VLAN 2-1001: 생성, 편집 및 삭제가 가능한 일반 VLAN 범위입니다.
• VLAN 1002-1005: FDDI 및 토큰 링에 사용되는 CISCO 기본값으로, 삭제할 수 없습니다.
• VLAN 1006-4094: 확장된 범위의 가상 LAN입니다.

VLAN의 주요 활용 목적은 다음과 같습니다:

• 특정 엔드포인트가 처리하거나 볼 수 있는 트래픽을 줄여 장치의 성능을 개선합니다.
• VLAN은 장치 간의 접근 제어를 강화하여 네트워크 보안을 향상시킵니다. 예를 들어, 네트워크 팀은 IoT 장치나 네트워크 장비에 대한 특정 관리 접근을 특정 VLAN으로 제한할 수 있습니다.
• VLAN은 관리자가 비기술적인 기준으로도 장치를 그룹화하여 관리를 용이하게 합니다. 예를 들어, 관리자는 모든 회계 관련 장치를 동일한 VLAN에 배치하고, 인적 자원 관련 컴퓨터는 다른 VLAN에 배치할 수 있습니다.

LAN 대 VLAN: 유형

LAN의 종류

LAN에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

#1. 유선 LAN

유선 LAN은 이더넷 케이블과 스위치를 사용하여 서버, IoT 장치, 그리고 엔드포인트를 기업 네트워크에 연결합니다. 소규모 기업에서는 일반적으로 유선 LAN에 여러 이더넷 포트가 있는 단일 관리되지 않는 LAN 스위치가 사용되어 모든 장치를 연결합니다.

하지만 규모가 큰 LAN 환경에서는 수천 대의 장치를 연결해야 할 수도 있으며, 이때는 네트워크가 원활하게 작동하도록 추가적인 소프트웨어, 하드웨어 및 구성 단계가 필요합니다.

#2. 무선 LAN

무선 LAN은 무선 스펙트럼을 사용하여 IEEE 802.11 표준에 따라 네트워크와 최종 장치 간에 데이터를 전송합니다. 무선 LAN은 비용 절감과 높은 유연성 때문에 유선 LAN보다 더 많이 선호됩니다.

VLAN의 유형

VLAN에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

#1. 포트 기반 또는 정적 VLAN

네트워크 엔지니어는 네트워크 스위치의 포트를 단일 VLAN에 할당하여 정적 VLAN을 생성합니다. 이러한 포트는 할당된 VLAN 내의 장치하고만 통신할 수 있습니다. 포트에 할당된 VLAN은 실시간으로 또는 네트워크 자동화를 통해 수동으로 변경할 수 있으므로, 포트 기반 VLAN이 완전히 정적인 것은 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

#2. 사용자 기반 또는 동적 VLAN

네트워크 엔지니어는 트래픽을 생성하는 장치나 트래픽 유형에 따라 트래픽을 VLAN에 동적으로 할당하여 이러한 유형의 VLAN을 구성합니다. 장치 ID는 보안 인증서나 사용 중인 네트워크 프로토콜에 표시된 내용을 기반으로 하며, 이를 통해 포트가 VLAN에 할당됩니다.

하나의 포트는 여러 개의 동적 VLAN과 연결될 수 있습니다. 포트를 통해 연결된 장치나 사용 중인 기존 장치가 변경되면 해당 포트에 할당된 VLAN도 변경될 수 있습니다.

LAN 대 VLAN: 작동 원리

LAN의 작동 원리

LAN은 작동을 위해 몇 가지 필수 구성 요소가 필요합니다.

• 네트워크 인터페이스: 네트워크 인터페이스에는 데이터를 보내고 받는 엔드포인트 역할을 하는 전자 및 컴퓨터 장치가 포함됩니다.
• 상호 연결: 정보 또는 데이터가 한 장소에서 다른 장소로 이동할 수 있도록 합니다. 네트워크 미디어와 NIC가 상호 연결의 핵심 요소입니다. 네트워크 미디어(무선 매체 및 케이블)는 신호를 전송하는 데 사용되며, 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 정보를 LAN을 통해 전송하기 쉬운 형식으로 변환하는 역할을 합니다.
• 네트워크 장치: 네트워크 장치는 스위치, 허브, 라우터 등이 있습니다. 이러한 장치들은 여러 개의 LAN 세그먼트 또는 인터페이스 장치를 연결하는 데 사용됩니다. 스위치와 허브는 레이어 2 장치인 반면, 라우터는 네트워크 레이어 3에서 작동합니다.
• 프로토콜: 프로토콜은 근거리 통신망을 통해 여러 데이터를 전송하는 방식을 제어합니다. 프로토콜에는 ARP, DHCP, IP 등이 있습니다.

VLAN의 작동 원리

이미지 출처: 액티브리치

VLAN은 네트워크 스위치에서 VLAN ID를 통해 인식됩니다. 스위치의 각 포트에는 하나 이상의 VLAN ID가 할당되어 있습니다. 다른 포트가 할당되지 않은 경우에는 VLAN 기본값이 적용됩니다. 모든 VLAN은 해당 VLAN ID로 구성된 스위치 포트에 연결된 호스트에 대한 데이터 링크 액세스를 제공합니다.

그 다음, VLAN ID는 VLAN 태그로 변환됩니다. VLAN 태그는 VLAN으로 전송되는 각 이더넷 프레임의 데이터 헤더에 포함된 12비트 필드입니다. 태그 길이가 12비트이므로 스위칭 도메인에 최대 4096개의 VLAN을 정의할 수 있습니다. VLAN 태그는 IEEE 802.1Q 표준에 정의되어 있습니다.

이미 연결된 호스트에서 이더넷 프레임을 가져오면 VLAN 태그가 없습니다. 이때 스위치는 VLAN 태그를 추가합니다. 포트 기반 VLAN에서 스위치는 포트의 VLAN ID와 관련된 태그를 입력합니다. 반면, 사용자 기반 VLAN에서는 트래픽을 생성하는 장치의 ID나 트래픽 유형과 관련된 태그를 입력합니다.

이후 스위치는 태그가 지정된 프레임을 목적지로 전달하며, VLAN이 연결된 포트로만 전달합니다. 알 수 없는 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 트래픽은 해당 VLAN의 모든 포트로 전달됩니다. 프레임이 대상 스위치 포트에 도착하면 프레임이 대상 장치로 전송되기 전에 VLAN 태그가 제거됩니다.

LAN 대 VLAN: 장단점

LAN의 장점

• LAN은 저렴한 전송 매체를 사용합니다.
• 장치와 미디어의 물리적인 연결을 단순화합니다.
• 높은 데이터 전송 속도를 제공합니다.
• 다양한 장치 간의 상호 연결을 원활하게 합니다.
• LAN은 확장성이 높고 유연합니다.
• LAN은 파일 잠금 기능을 지원합니다.
• 데이터에 대한 무단 액세스를 방지하는 보안 시스템을 구축할 수 있습니다.

LAN의 단점

• LAN은 네트워크에서 사용되는 모든 메인프레임에 메모리 공간을 필요로 합니다. 이는 사용자 프로그램에 사용 가능한 공간을 줄일 수 있습니다.
• LAN은 컴퓨터 작동에 어려움을 더할 수 있습니다. 사용자는 네트워크 명령을 이해하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, LAN의 권한과 설치에는 규제 및 기술적 전문성이 필요합니다.
• 일부 응용 프로그램은 제공된 네트워크 환경에서 제대로 실행되지 않을 수 있습니다.

VLAN의 장점

• VLAN은 브로드캐스트 관련 주요 문제를 해결합니다.
• 브로드캐스트 도메인의 크기를 줄여줍니다.
• VLAN을 사용하면 추가적인 보안 계층을 설정할 수 있습니다.
• 장치를 원활하고 쉽게 관리할 수 있도록 도와줍니다.
• 위치 대신 기능에 따라 장치를 그룹화할 수 있습니다.
• VLAN은 연결된 장치들을 그룹으로 만들어 동일한 네트워크에 있는 것처럼 작동하게 할 수 있습니다.
• 프로젝트 팀, 기능, 또는 부서에 따라 네트워크를 논리적으로 분할할 수 있습니다.
• 네트워크를 지리적으로 구성할 수 있습니다.
• 더 높은 성능을 얻을 수 있습니다.

VLAN의 단점

• 패킷이 한 VLAN에서 다른 VLAN으로 유출될 수 있습니다.
• 삽입된 패킷으로 인해 사이버 공격이 발생할 수 있습니다.
• 대규모 네트워크에서 워크로드를 관리하려면 추가 라우터가 필요합니다.
• 상호 운용성 문제가 발생할 수 있습니다.
• VLAN은 네트워크 트래픽을 다른 VLAN으로 전달할 수 없습니다.

LAN 대 VLAN: 활용 분야

LAN의 활용 분야

• LAN은 데이터 공유, 인쇄, 인터넷, 스캐너 등 다양한 리소스를 공유할 수 있기 때문에 사무실, 병원, 학교 등에서 널리 사용됩니다.
• LAN은 사용자가 집에서 인터넷에 접속하는 데 도움을 줍니다.
• 제조 산업에서는 기계들의 다양한 활동을 조정하기 위해 LAN을 활용합니다.
• 고속 LAN은 느린 네트워크들을 서로 연결하는 데 사용됩니다.

VLAN의 활용 분야

• VLAN은 LAN에서 많은 트래픽이 발생할 때 특히 유용합니다.
• 네트워크에 200개 이상의 장치가 연결되어 있는 경우 VLAN이 효과적입니다.
• 사용자 그룹에 높은 수준의 보안이 필요한 경우 VLAN이 필수적입니다.
• 다양한 브로드캐스트로 인해 장치 속도가 느려지는 경우 VLAN이 이상적인 선택입니다.
• VLAN은 단일 스위치를 여러 개의 스위치처럼 활용하는 데 사용됩니다.

LAN 대 VLAN: 주요 차이점

LAN 설정은 초기 비용이 많이 드는 반면, VLAN 설정은 더 지능적인 전략을 통해 네트워크를 관리할 수 있게 해줍니다.

두 용어 사이에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 이를 표 형식으로 자세히 살펴보겠습니다.

결론

VLAN(Virtual Local Area Network)은 LAN(Local Area Network)의 확장 개념으로, LAN의 기능을 여러 개의 논리적인 브로드캐스트 도메인으로 분할하여 네트워크의 효율성을 높입니다. 이러한 분할은 단일 브리지 또는 스위치 내에서 여러 개의 논리적인 LAN을 생성하여 관리의 편의성, 보안 및 성능을 향상시키면서 비용과 트래픽을 줄여줍니다.

결론적으로, 가상 LAN은 사용 중인 모든 네트워크 장치의 보안을 강화하고 관리 및 문제 해결을 용이하게 합니다.

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