네트워크 강의 18강

스위치가 몇 대일 때는 아무렇게나 연결해도 됩니다. 하지만 수십·수백 대 규모가 되면 계층 구조로 설계해야 관리·확장·장애 대응이 쉬워집니다. 이 표준 설계가 시스코가 정립한 3계층 구조입니다.

3계층의 역할

• 액세스(Access) — 사용자·단말이 직접 꽂히는 말단 스위치. PC·전화·AP 연결, PoE 급전, 포트 보안·VLAN 할당.
• 디스트리뷰션(Distribution) — 여러 액세스 스위치를 모으고(집선), VLAN 간 라우팅·정책(ACL)·QoS를 적용. '정책의 층'.
• 코어(Core) — 전체의 중심. 정책 판단은 최소화하고 오직 고속으로 트래픽을 전달만 합니다. '속도의 층'.

단말 → 액세스 → 디스트리뷰션 → 코어 순으로 위로 모입니다. 계층을 나누면 장애 범위가 좁아지고(한 액세스가 죽어도 전체 영향 없음), 확장 시 해당 계층만 늘리면 됩니다.

왜 이렇게 나눌까 — 모듈화

각 계층이 정해진 역할만 맡으면, 문제를 그 계층에서 격리해 진단하고, 한 계층을 업그레이드해도 다른 계층에 영향이 적습니다. 케이블·경로를 이중화해 한 링크가 끊겨도 우회합니다.

소규모는 단순화

작은 사무실에 3계층은 과합니다. 코어와 디스트리뷰션을 합쳐 2계층(Collapsed Core)으로 단순화합니다: 단말 → 액세스 → 코어(겸 디스트리뷰션).

예제 1) "왜 그냥 스위치를 줄줄이 잇지 않고 계층을 나누나?"
해설) 줄줄이(체인) 연결은 한 곳이 끊기면 그 뒤가 전부 마비되고, 트래픽이 한 경로에 몰립니다. 계층 구조는 경로를 이중화하고 부하를 분산해, 장애·병목에 강합니다. 규모가 클수록 차이가 큽니다.

예제 2) "직원 20명 사무실인데 3계층으로 설계해야 하나?"
해설) 아닙니다. 과설계입니다. 액세스 스위치 1~2대 + 코어 겸용(L3) 1대의 2계층(Collapsed Core)이면 충분합니다. 규모에 맞는 단순함이 오히려 관리에 유리합니다.

예제 3) "부서가 계속 늘어난다. 어느 계층을 늘려야 하나?"
해설) 사용자 포트가 부족하면 액세스 스위치를 추가하고 디스트리뷰션에 물립니다. 코어·디스트리뷰션은 건드릴 필요가 없습니다. 이렇게 계층별 독립 확장이 3계층의 장점입니다.

예제 4) "액세스 스위치가 죽으면 어디까지 영향을 받나?"
해설) 그 스위치에 물린 단말들만 끊기고, 다른 액세스·상위 계층은 정상입니다. 이것이 장애 격리의 힘입니다. 반대로 코어가 죽으면 전체가 영향을 받으므로 코어는 반드시 이중화(두 대)합니다.

예제 5) "요즘 데이터센터는 3계층 대신 다른 구조를 쓴다던데?"
해설) 서버 간(east-west) 트래픽이 많은 데이터센터는 리프-스파인(Leaf-Spine) 2계층을 씁니다. 모든 리프가 모든 스파인에 연결돼 어느 서버 간에도 경로 수가 일정하고 대역폭이 큽니다. 사무실 캠퍼스는 3계층, 데이터센터는 리프-스파인이 정석입니다.

정리

• 대규모는 액세스 → 디스트리뷰션 → 코어 3계층으로 설계.
• 액세스=연결, 디스트리뷰션=정책, 코어=고속 전달로 역할 분리.
• 계층 분리로 장애 격리·이중화·독립 확장을 얻는다.
• 소규모는 2계층(Collapsed Core), 데이터센터는 리프-스파인.