네트워크 인프라 이해하기 · 제4부 · 배운 원리로 실제 망을 어떻게 설계할까
작은 사무실에 스위치와 AP를 따로 두면 무엇이 달라질까
포트가 모자라거나 무선이 닿지 않아 스위치와 AP를 추가했다면, 네트워크가 곧바로 더 많은 계층을 갖게 된 것일까요? 스위치와 AP가 여러 대여도, 전용 집계 계층 없이 하나의 Access 계층으로 LAN을 구성할 수 있습니다. 작은 사무실의 배치도에서 포트·전원·게이트웨이와 장애 후 남는 연결을 함께 확인합니다.
목차로 돌아가기스위치와 AP를 나누어도 접속 계층은 하나일 수 있다 ↑
Single-Tier 구성은 전용 Distribution·Core 없이 한 Access 계층이 현장의 LAN 접속을 맡는 방식입니다. AP나 인터넷 경계 장비가 추가됐다는 이유만으로 계층 수를 하나씩 늘려 세지는 않습니다.
업무 단말은 접속 스위치에, 무선 단말은 AP에 연결됩니다. AP의 유선 연결도 같은 접속 구성에 들어갑니다. 외부로 나가는 패킷은 별도의 게이트웨이와 방화벽을 거칠 수 있지만, 이때 외부 접속을 맡는 장비와 캠퍼스 블록들을 연결하는 Core는 역할이 다릅니다.
이 사례에서는 한 Access 스위치 A1이 단말과 AP를 연결하고, 장비 E1이 구간별 게이트웨이와 인터넷 경계를 맡습니다. 논리 역할과 실제 장비 이름을 나누면 “두 상자가 있으니 2계층”이라는 해석을 피할 수 있습니다. 계층을 구분할 때는 여러 Access 묶음을 모으는 별도의 집계 계층이 있는지 확인합니다.
Cisco의 작은 캠퍼스 참조 구성은 독립 스위치나 스택을 이용한 단일 계층 선택을 보여 줍니다. 이 구성처럼 하나의 접속 시스템으로 필요한 단말을 연결할 수 있다면 별도 집계 계층을 두지 않아도 됩니다. 다만 작은 사무실이라고 모두 같은 구성이 맞는 것은 아닙니다. 제품과 지원 기능은 실제 적용할 조합에서 다시 확인합니다.
이후 설계에서는 장비 수보다 연결된 단말의 요구를 계산합니다. 포트가 충분해도 AP에 전원을 주지 못할 수 있고, 전원이 충분해도 외부 경계 장비가 처리량을 제한할 수 있습니다. 단일 계층으로 구성하더라도 포트·전원·처리량은 각각 확인해야 하는 이유입니다.
PC와 AP는 A1에 연결하고, 게이트웨이는 E1에 둔 기본 구성입니다. 게이트웨이를 A1으로 옮기는 대안에서는 E1의 반환 경로도 함께 바뀝니다.
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포트 수와 PoE 전력 예산을 같은 배치도에서 계산한다 ↑
접속 설계에서는 물리 포트와 전력 예산을 따로 계산한 뒤 같은 단말 배치에 맞춥니다. 포트 수가 남는다는 사실만으로 모든 AP와 전화에 전원을 공급할 수 있는 것은 아닙니다.
업무 단말 24개, AP 4개, 전화 8개가 각각 별도 포트를 사용한다고 가정하면 필요한 접속 포트는 36개입니다. 48포트 장비라면 숫자상 12개가 남지만, 업링크가 어떤 포트를 사용하는지와 추가 단말을 연결할 위치까지 확인해야 합니다. 전화 뒤에 PC를 연결하면 이 가정 자체가 달라집니다.
전력은 AP 한 대에 30W, 전화 한 대에 7W를 배정하는 교육용 예산으로 계산하겠습니다. 4×30+8×7=176 W입니다. 이는 이 사례의 공급 측 계획값이며 실제 단말의 소비량이나 특정 Cisco 장비의 보장 수치가 아닙니다. 실제로는 협상 방식·등급·배선 손실과 단말 요구를 확인합니다.
장비의 총 전력 공급량에는 스위치 자체와 내부 구성품이 쓰는 부분도 있습니다. 그중 PoE에 사용할 수 있는 예산이 얼마인지, 전원 장치 하나를 잃었을 때 어떻게 줄어드는지 확인해야 합니다. 정상 예산만 충족하고 전원 장치 고장 때 AP의 전원이 끊긴다면 무선 업무의 중단 범위가 달라집니다.
전력 예산은 공급 장비 전체의 합계만 맞추어서는 부족합니다. AP 한 대가 요구하는 공급 조건을 해당 포트가 지원하는지도 확인해야 합니다. 전화기와 PC가 별도 포트를 쓰는 이번 사례를 전화기 뒤에 PC를 연결하는 배선에 적용하려면 필요한 포트 수부터 다시 계산해야 합니다. 상향 연결이 같은 포트 자원을 사용하는지도 장비의 실제 포트 구성을 보고 따로 셉니다. 보조 전원으로 전환한 뒤의 공급 한계도 확인합니다.
따라서 배치도에는 포트 번호, 단말 용도, 예상 전력과 중요도를 함께 적습니다. 예산이 부족할 때 어떤 단말의 전원이 유지되는지 제품 정책과 시험으로 확인합니다. AP 위치와 전원을 공급하는 스위치·회로를 함께 적어 두면, 전원 장애 때 어느 구역의 무선 사용자가 끊기는지도 알 수 있습니다.
포트 수와 전력 예산을 실제 연결 위치에 적으면 계산의 뜻이 분명해집니다. 아래에서는 PC·AP·전화를 A1의 별도 포트에 연결하고, AP와 전화에 공급할 PoE 예산을 같은 그림에서 계산했습니다.
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같은 단말 배치를 포트 수와 전력으로 각각 계산했습니다. 남는 포트가 있어도 AP와 전화기에 전력을 충분히 공급할 수 있는지는 따로 확인해야 합니다.
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VLAN별 게이트웨이와 정책은 어느 장비에 둘까 ↑
작은 현장에서도 게이트웨이의 위치는 명시해야 합니다. 스위치가 VLAN을 나누는 일과 서로 다른 VLAN으로 패킷을 전달하는 일은 같은 기능이 아닙니다.
업무 VLAN10의 PC-A가 방문자 VLAN30의 주소와 다른 서브넷에 있다고 판단하면 자기 게이트웨이를 첫 전달 대상으로 선택합니다. A1이 L2 접속만 맡는 구성에서는 프레임이 E1의 해당 VLAN 인터페이스까지 갑니다. 어느 포트가 그 VLAN을 전달하는지 허용 목록과 연결 방식을 맞춰야 합니다.
게이트웨이를 A1의 SVI로 옮기는 대안도 있습니다. 그러면 VLAN 사이의 전달이 A1에서 일어나므로 E1만의 정책이 그 통신을 보지 못할 수 있습니다. 이때 중요한 변화는 A1에서 라우팅을 켰다는 사실뿐 아니라, VLAN 간 패킷이 더는 E1의 정책을 거치지 않을 수 있다는 점입니다.
두 대안의 비교에서는 같은 PC-A와 같은 목적지를 사용합니다. 게이트웨이 주소, 다음 홉, 통신이 지나는 ACL이나 방화벽을 표시하고 요청·응답을 따라갑니다. VLAN 간 경로가 생겼다는 사실과 그 경로에서 업무·방문자 분리 목적이 유지된다는 사실을 각각 확인합니다.
게이트웨이를 A1으로 옮겼다면 E1에도 업무 서브넷으로 돌아올 경로가 필요합니다. A1이 외부로 보낼 기본 경로만 설정해서는 응답 경로가 완성되지 않습니다. 단말에서 시작한 요청이 어느 주소로 나가고 어느 장비를 거쳐 돌아오는지 방향을 바꿔 한 번 더 따라가야 합니다.
이 구성에서는 게이트웨이를 E1이 맡습니다. A1에서 라우팅하는 대안은 이후 L2/L3 경계를 정하는 글에서 자세히 비교합니다. 스위치를 추가하는 데 그치지 않고 게이트웨이까지 옮긴다면 주소·경로·정책을 함께 검토해야 합니다.
스택 구성원 하나가 멈춰도 모든 단말이 살아남는 것은 아니다 ↑
스택의 이중화 기능은 고장 난 구성원에 직접 연결된 단말까지 다른 포트로 옮겨 주지 않습니다. 어떤 제어 기능과 경로가 남는지, 어떤 물리 연결이 사라지는지를 구분해야 합니다.
A1과 A2를 하나의 스택으로 구성하고 업링크를 나누었다고 가정하겠습니다. A1에만 연결된 PC-A는 A1이 꺼지면 자신의 물리 접속을 잃습니다. A2가 계속 동작하고 스택의 관리 주소가 응답하더라도 PC-A의 업무는 멈출 수 있습니다.
스택의 제어 역할 전환, 구성원 사이의 연결, 업링크 분산과 전력 공유는 각각 확인할 기능입니다. 상태 유지나 무중단 전환 기능은 제품마다 지원 범위가 다릅니다. 소프트웨어 판과 지원 토폴로지, 장애 종류를 함께 지정해야 결과를 해석할 수 있습니다.
전원을 나누었다고 믿을 때도 실제 공급 회로를 추적합니다. 두 전원 장치가 같은 회로를 공유하면 회로 장애에는 함께 영향을 받습니다. 스택 전체의 설정 오류나 공통 소프트웨어 결함처럼 물리 분리만으로 해결되지 않는 원인도 남습니다.
스택 구성원 사이의 연결이 끊기는 경우도 구성원 한 대의 전원이 꺼지는 경우와 나누어 시험합니다. 남은 구성원이 어떻게 동작하는지는 해당 플랫폼과 연결 방식에 따라 확인해야 합니다. 평소 하나의 관리 화면으로 보이던 스택도 연결이 끊어지면 제어와 패킷 전달 방식이 달라질 수 있으므로, 해당 장애를 따로 시험합니다.
시험 결과에는 “스택 정상”만 적지 말고, 고장 난 구성원에 붙은 단말, 다른 구성원에 붙은 단말, AP 전원, 외부 경로와 관리 접속의 상태를 각각 적습니다. 그래야 허용 중단이 다른 단말을 어느 장비에 배치해야 할지도 다시 판단할 수 있습니다.
한 Access 묶음의 한계는 거리·용량·정비 요구에서 찾는다 ↑
단일 계층을 벗어날 이유는 포트 숫자만이 아닙니다. 단말의 위치, 필요한 집계 용량, 구역별 정비 요구를 현재 구성으로 처리할 수 있는지 확인합니다.
새 공간까지 배선을 늘릴 때는 매체와 장비가 지원하는 거리, 배선 경로와 전원을 먼저 확인합니다. 멀리 떨어진 장비를 하나의 관리 시스템처럼 묶을 수 있다는 이유만으로 물리 제약이 사라지지는 않습니다. 설치 위치가 분리되면 현장 접근과 교체 시간도 달라집니다.
여러 접속 묶음의 트래픽이 같은 상향 경로로 모이면, 이들을 연결할 집계 구성을 검토합니다. 각 묶음이 어떤 트래픽을 보내는지, 동시에 얼마나 겹치는지, 한 묶음의 장애가 다른 묶음에 어디까지 영향을 주어도 되는지 정합니다. 이때 Distribution이라는 역할을 검토할 이유가 생깁니다.
정비 요구가 달라지는 경우도 있습니다. 한 구역만 업데이트하고 다른 구역은 계속 운영해야 한다면 공통 제어와 변경 단위가 그 요구를 허용하는지 봅니다. 장비가 고장 나는 경우뿐 아니라 우리가 계획한 변경이 어느 단말까지 영향을 주는지도 설계 조건입니다.
여유 포트가 남았는데도 확장이 어려울 수 있습니다. 새 AP에 필요한 전력이나 상향 수요, 설치 위치의 배선 길이가 먼저 제약이 될 수 있기 때문입니다. 포트 수와 전력, 상향 용량, 물리 배치를 별도의 항목으로 남겨 어느 조건이 구조 변경을 요구하는지 확인합니다.
작은 현장의 접속 역할을 정했다면, 장비가 늘거나 지사·클라우드와 연결될 때도 주소가 겹치지 않도록 사설 주소 계획을 세워야 합니다. 그다음에는 상향 용량을 정상과 장애 상태에서 계산합니다. 주소를 나누는 기준과 실제 트래픽을 함께 알아야 지금 구성으로 충분한지, 집계 장비를 추가해야 할지 판단하기 쉬워집니다.
이 글의 용어 사전 ↑
이 글의 뜻과 영어 참고 표기는 전체 용어 사전에서 함께 볼 수 있습니다.
- L2/L3 경계Layer 2 / Layer 3 boundary
- Single-Tiersingle-tier design
- Two-Tiertwo-tier design
- PCPC
- VLANVLAN
- 방화벽firewall
- Network Accessnetwork access
- Core Networkcore network
- Distributiondistribution layer
- 단말endpoint
- 게이트웨이gateway
- LANLAN
- 패킷packet
- PoEPower over Ethernet
- L2Layer 2
- Next Hopnext hop
- 라우팅routing
- ACLACL
- 스위치 스택switch stack
- SVISVI
- 스위치switch
- 장비 포트device port
- APwireless access point
작성 범위와 참고 문서
기술 원리는 아래 공식 문서를 참고했습니다. 별도로 표시한 장비 배치와 포트 수, 전력 값은 설명을 위한 예시입니다. 실제 현장에서 측정한 결과나 제품의 보장 성능과는 구분해 주세요.
- Campus LAN and Wireless LAN Solution Design Guide — 캠퍼스 계층 역할과 설계 형태의 기본 근거. 계층을 나누는 원리를 참고했습니다. 현재 제품의 성능과 지원 조합은 해당 제품 문서에서 확인해야 합니다.
- Cloud Campus LAN Design Guide — 캠퍼스 역할과 배치 비교의 보조 근거. 본문의 사례에 특정 관리 제품이 반드시 필요한 것은 아닙니다.
- Cisco Catalyst 9300 Series Switches — StackWise Architecture — 논리 스택과 물리 구성원의 구분. 본문의 포트·전력 값은 장비 실측이나 제품 사양이 아님.
- High Availability Campus Network Design — Routed Access Layer — 게이트웨이를 Access에 두는 L3 경계와 전통적 L2 Access의 구분. 장비 성능 수치는 인용하지 않았습니다.
- RFC 1812 — Requirements for IP Version 4 Routers — IPv4 라우터의 목적지 경로 선택·TTL 처리·다음 홉 전달 원리.
- Campus Network for High Availability Design Guide — 캠퍼스 장애 경로·복구·설계 검증의 참고. 본문의 장애 상황은 원리를 설명하기 위해 가정한 것입니다.
실제 망에 적용할 때는 사용하는 장비·소프트웨어의 지원 조건을 확인하고, 현장에서 필요한 동작을 시험해 보세요.