L3 Switch, L4 Load Balancer

L3 스위치

L3 스위치는 2계층(L2: MAC 기반 스위칭)과 3계층(L3: IP 기반 라우팅) 기능을 동시에 수행할 수 있는 고성능 네트워크 장비이다.

스위치처럼 동작하지만 라우터로도 동작한다.

주요기능

기능	설명
인터 VLAN 라우팅	서로 다른 VLAN 간 통신을 위한 라우팅 처리
정적/동적 라우팅 지원	RIP, OSPF 등 라우팅 프로토콜 지원 가능
MAC 기능 포워딩 + IP 기반 라우팅	L2 스위치처럼 MAC 주소 기반으로 빠르게 포워딩하면서 L3 라우팅도 지원
고속 처리 성능	ASIC 기반 하드웨어 가속으로 빠른 패킷 전달 가능

사용 예시

• 기업 내부 네트워크에서 VLAN을 나누고, 각 VLAN 간 통신을 위한 라우팅 용도
• 데이터 센터 내에서 서보 간 내부 라우팅을 고속으로 처리할 때

---

L4 로드 밸런서

L4 로드밸런서는 TCP/UDP 레벨에서의 트래픽 분산을 담당하는 로드밸런서이다. 즉 IP 주소와 포트 정보만 보고 어떤 서버로 트래픽을 보낼지 결정한다.

주요 기능

기능	설명
IP + PORT 기반 분산 처리	요청의 목적지 IP, 포트를 기반으로 로드밸런싱 수행
연결 추적	클라이언트-서버 간 세션을 추적하여 연결 유지
빠른 처리 속도	Application Layer를 보지 않기 때문에 속도가 빠름
Health Check	백엔드 서버의 상태 체크 후 가용한 서버만 사용

사용 예시

• TCP 기반의 HTTP, HTTPS, FTP, SMTP 요청 분산
• 클라우드 환경에서 NLB(Network Load Balancer)로 활용 (ex: AWS NLB)

---

L3 Switch, L4 Load Balancer 정리

항목	L3 Switch	L4 Load Balancer
처리 계층	3계층(IP)	4계층 (TCP/UDP)
주요 기능	VLAN 라우팅, 내부망 트래픽 처리	외부 요청을 서버에 분산
대상	내부 네트워크 구성 요소	애플리케이션/서비스 서버
분석 범위	IP 기반	IP + 포트 가반
트래픽 방향	양방향 (내부 통신)	단방향 (클라이언트 -> 서버) 중심

---

VLAN

VLAN은 물리적으로 같은 스위치에 연결되 있어도, 논리적으로 다른 네트워크처럼 분리하는 기술이다.

VLAN을 나누면, 같은 스위치에 연결되어 있어도 서로 통신이 되지 않는다.

VLAN 10 -> 개발팀 VLAN 20 -> 마케팅팀 두 팀의 컴퓨터가 같은 스위치에 연결되어 있어도 VLAN이 다르면 서로 핑(ping)도 안된다.

VLAN 간 통신을 하려면?

라우팅이 필요하다.

즉 VLAN 10 에서 VLAN 20 으로 데이터를 보내려면, IP 레벨에서 경로를 계산하고 패킷을 전달해야 하는데, 이걸 인터 VLAN 라우팅 (Inter-VLAN Routing) 이라고 한다.

graph TD

    PC_A["PC-A<br>192.168.10.2"]
    PC_B["PC-B<br>192.168.20.2"]
    L3SW["L3 Switch<br>(Inter-VLAN Routing)"]

    PC_A --> L3SW
    PC_B --> L3SW
    L3SW --> PC_B
    L3SW --> PC_A

L3 스위치가 필요한 이유

L2 스위치는 단순히 MAC 주소만 보고 프레임을 포워딩하는 반명 L3 스위치는 IP 주소를 보고 라우팅 테이블을 기반으로 경로를 계산해 줄 수있다.

용어	의미
VLAN	네트워크를 논리적으로 분리하여 보안 및 관리 형상
인터 VLAN 라우팅	VLAN 간 통신을 위한 IP 기반 라우팅 처리
L3 스위치	VLAN 간 라우팅을 수행할 수 있는 장비