게이트웨이
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1. 개요
게이트웨이는 서로 다른 네트워크를 연결하고 프로토콜 변환, 임피던스 정합, 속도 변환, 장애 격리, 신호 변환 등의 기능을 수행하는 장치이다. 네트워크 게이트웨이는 랜이나 무선 랜을 인터넷에 연결하는 상주 게이트웨이, 인터넷 공유기, IP 네트워크에서 서브넷 외부의 목적지를 가진 IP 패킷을 전송하는 역할 등을 수행하며, 기업 네트워크에서는 프록시 서버나 방화벽 역할도 한다. 게이트웨이는 프로토콜 변환기, 인터넷-궤도 게이트웨이, 클라우드 스토리지 게이트웨이, 사물 인터넷(IoT) 게이트웨이 등 다양한 형태로 사용된다.
네트워크 게이트웨이는 서로 다른 네트워크를 연결하는 관문 역할을 하며, 다양한 기능을 수행한다. 가장 흔한 예로 랜(LAN)이나 무선 랜을 인터넷이나 다른 원거리 통신망(WAN)에 연결하는 것을 들 수 있다. 가정에서는 흔히 공유기라고 불리는 상주 게이트웨이가 이러한 역할을 수행한다.
인터넷-궤도 게이트웨이(I2O)는 인터넷상의 컴퓨터 또는 장치를 지구 궤도를 도는 위성 또는 유인 우주선과 같은 컴퓨터 시스템에 연결한다.
2. 네트워크 게이트웨이
마이크로소프트 윈도우에서는 명령 프롬프트에서 `ipconfig` 명령어를 입력하여 기본 게이트웨이를 확인할 수 있다.
네트워크 게이트웨이는 다음과 같은 중요한 기능들을 수행한다.
인터넷 프로토콜(IP) 네트워크에서 특정 서브넷 외부로 데이터를 전송할 때는 네트워크 게이트웨이를 거치게 된다. 예를 들어, 사설 네트워크가 192.168.1.0의 기본 IPv4 주소를 사용하고 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 경우, 192.168.1.0–192.168.1.255 범위를 벗어나는 IP 주소로 향하는 데이터는 모두 네트워크 게이트웨이로 전송된다. IPv6 네트워크도 유사한 방식으로 작동한다. 이때 게이트웨이는 네트워크 주소 변환(NAT)을 수행할 수 있다.
2. 1. 프로토콜 변환
네트워크 게이트웨이는 서로 다른 네트워크 프로토콜 기술을 사용하는 네트워크를 상호 연결하기 위해 프로토콜 변환을 수행한다. 이러한 게이트웨이를 프로토콜 변환 게이트웨이 또는 매핑 게이트웨이라고 부른다.[7] 예를 들어, AppleTalk 패킷을 수신하여 전송 전에 TCP/IP 프로토콜로 변환할 수 있다.
게이트웨이는 OSI 참조 모델의 7개 계층 모두에서 기능하며, 주된 역할은 컴퓨터 네트워크 간의 프로토콜 변환이다.[7] 라우터는 유사한 프로토콜을 사용하는 네트워크 사이에서만 패킷을 전송, 수신, 중계하는 반면, 게이트웨이는 이보다 더 복잡한 기능을 수행한다. 예를 들어, 프로토콜 스택의 변환을 수행해야 할 수도 있다.[7]
일반적으로 하드웨어 형태로 구현되지만, 소프트웨어 또는 둘 다의 형태로 구현될 수도 있으며, 보통 라우터에 소프트웨어로 내장된다.[7] 게이트웨이는 라우터에 연결된 각 네트워크가 사용하는 프로토콜을 지원해야 한다.
2. 2. 기타 기능
네트워크 게이트웨이는 임피던스 정합, 속도 변환, 장애 격리, 신호 변환 등의 기능을 수행한다.[7] 이러한 기능을 통해 네트워크의 안정성과 효율성을 높인다. 프로토콜 변환 게이트웨이(매핑 게이트웨이)는 서로 다른 네트워크 프로토콜 기술을 가진 네트워크를 연결하기 위해 프로토콜 변환을 수행하기도 한다.[7]
2. 3. 기업 네트워크에서의 역할
기업 네트워크에서 네트워크 게이트웨이는 보통 프록시 서버 및 방화벽 역할도 함께 수행한다.[7] 많은 경우 게이트웨이는 패킷의 대상을 파악하는 라우터 또는 게이트웨이 안팎의 패킷 경로를 파악하는 스위치와 함께 구성된다.
2. 4. 인터넷 연결 공유 (ICS)
마이크로소프트 윈도우에서 인터넷 연결 공유(ICS) 기능을 사용하면 컴퓨터가 게이트웨이 역할을 하여 인터넷과 내부 네트워크 간의 연결을 제공할 수 있다.[8][9] 이 시스템은 DHCP 서버로도 기능한다. DHCP는 네트워크상의 클라이언트가 IP 네트워크에 접속하기 위해 필요한 정보를 얻기 위한 프로토콜이다.
3. 인터넷-궤도 게이트웨이 (I2O)
3. 1. HERMES 프로젝트
에콰도르 민간 우주국에서 운영하는 HERMES 프로젝트는 2009년 6월 6일에 최초로 인터넷-궤도 게이트웨이(I2O)를 구현한 사례이다.[10][11] HERMES 프로젝트는 최대 22000km의 범위를 가지며 음성 및 데이터를 전송할 수 있다. 위성 운용을 위한 글로벌 교육 네트워크(GENSO)는 또 다른 유형의 I2O 게이트웨이이다.
3. 2. GENSO
위성 운용을 위한 글로벌 교육 네트워크(GENSO)는 또 다른 유형의 인터넷-궤도 게이트웨이이다.
4. 클라우드 스토리지 게이트웨이
클라우드 스토리지 게이트웨이는 서버 또는 네트워크 어플라이언스로, SOAP 또는 REST와 같은 클라우드 스토리지 API를 iSCSI, Fiber Channel과 같은 블록 기반 스토리지 프로토콜이나, NFS 또는 CIFS와 같은 파일 기반 인터페이스로 변환한다.[12][13] 이를 통해 기업은 애플리케이션을 퍼블릭 클라우드로 옮기지 않고도 프라이빗 클라우드 스토리지를 애플리케이션에 통합할 수 있게 해준다.[14]
4. 1. 데이터 보호
기업이 애플리케이션을 퍼블릭 클라우드로 이동하지 않고도 프라이빗 클라우드 스토리지를 애플리케이션에 통합하여 데이터 보호를 단순화할 수 있도록 클라우드 스토리지 게이트웨이가 돕는다.[14]5. 사물 인터넷 (IoT) 게이트웨이
사물 인터넷(IoT) 게이트웨이는 현장의 IoT 기기, 클라우드, 스마트폰과 같은 사용자 장비 간의 브리지(프로토콜 변환기) 역할을 한다.[15][16] 현장과 클라우드 간의 통신 링크를 제공하며, 오프라인 서비스와 현장 기기의 실시간 제어를 가능하게 한다.
5. 1. 프로토콜 변환 및 상호 운용성
사물 인터넷(IoT) 게이트웨이는 현장의 IoT 기기, 클라우드, 스마트폰과 같은 사용자 장비 간의 브리지(프로토콜 변환기) 역할을 한다. IoT 게이트웨이는 현장과 클라우드 간의 통신 링크를 제공하며, 오프라인 서비스와 현장 기기의 실시간 제어를 가능하게 한다.[15][16]사물 인터넷 생태계에서 지속 가능한 상호 운용성을 달성하기 위해,[17][18] 데이터 교환 프로토콜에 대한 두 가지 지배적인 아키텍처가 사용된다. 버스 기반 (DDS, REST, XMPP)과 브로커 기반 (AMQP, CoAP, MQTT, JMI)이다. 상호 운용 가능한 도메인 간의 정보 교환을 지원하는 프로토콜은 메시지 중심형(AMQP, MQTT, JMS, REST) 또는 데이터 중심형(DDS, CoAP, XMPP)으로 분류된다.[19][20] 상호 연결된 기기는 광범위한 CPU 자원을 필요로 하지 않는 경량 프로토콜을 사용하여 통신한다. C, Java, Python 및 일부 스크립트 언어는 IoT 애플리케이션 개발자가 선호하는 언어이다. IoT 노드는 프로토콜 변환, 데이터베이스 저장 또는 의사 결정(예: 충돌 처리)을 처리하기 위해 별도의 IoT 게이트웨이를 사용하며, 이는 기기의 낮은 지능을 보완하기 위한 것이다.
5. 2. 데이터 처리
사물 인터넷 (IoT) 게이트웨이는 현장의 IoT 기기, 클라우드, 스마트폰과 같은 사용자 장비 간의 브리지 (프로토콜 변환기) 역할을 한다.[15][16] IoT 노드는 프로토콜 변환, 데이터베이스 저장, 의사 결정 (예: 충돌 처리)을 처리하기 위해 별도의 IoT 게이트웨이를 사용하며, 이는 기기의 낮은 지능을 보완하기 위한 것이다.6. 기능
게이트웨이는 OSI 참조 모델의 모든 계층에서 기능하며, 주로 서로 다른 네트워크 프로토콜 기술을 가진 네트워크를 연결하기 위해 프로토콜 변환을 수행한다.[7] 예를 들어, 네트워크 게이트웨이는 사무실 또는 가정의 인트라넷을 인터넷에 연결할 수 있다.
하드웨어로서의 게이트웨이는 프로토콜 변환기, 임피던스 정합기, 통신 속도 변환기, 장애 격리 장치 외에 필요에 따라 시스템의 호환성을 유지하기 위한 신호 변환기를 탑재한다. 또한 서로의 네트워크 간에 상호 수용 가능한 관리 절차(Administrative Distance, 관리 거리)의 확립을 요구한다. 전용 기기 외에 게이트웨이 역할을 하도록 설정된 컴퓨터일 수도 있다.
기업 네트워크에서 네트워크 게이트웨이는 일반적으로 프록시 서버 및 방화벽 역할도 한다.[7] 마이크로소프트 윈도우에서 인터넷 연결 공유 기능을 사용하면 컴퓨터가 인터넷과 내부 네트워크 간의 연결을 제공하여 게이트웨이 역할을 할 수 있다.[8][9]
6. 1. 라우터와의 비교
라우터는 비슷한 프로토콜을 사용하는 네트워크 간에만 패킷을 전송, 수신, 중계하는 반면, 게이트웨이는 특정 프로토콜 형식(예: AppleTalk)의 패킷을 수신하여 전송 전에 다른 프로토콜(예: TCP/IP)로 변환할 수 있다.[7] 게이트웨이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 둘 다의 형태로 구현될 수 있지만, 일반적으로 라우터에 소프트웨어로 내장된다.[7] 게이트웨이는 라우터에 연결된 각 네트워크가 사용하는 프로토콜을 지원해야 하며, 브리지, 스위치, (게이트웨이 기능이 없는) 라우터보다 느리다.[7]6. 2. IP 네트워크에서의 동작
인터넷 프로토콜(IP) 네트워크에서, 설정된 서브넷 범위를 벗어나는 IP 주소로 데이터가 전송될 때, 이 데이터는 네트워크 게이트웨이로 보내진다.[7] 예를 들어, 어떤 사설 네트워크가 192.168.1.0의 기본 IPv4 주소를 가지고 있고 서브넷 마스크가 255.255.255.0이라면, 192.168.1.0-192.168.1.255 범위를 벗어나는 IP 주소로 지정된 모든 데이터는 네트워크 게이트웨이로 전송된다. IPv6 네트워크도 비슷한 방식으로 작동한다. 이때 게이트웨이는 다른 네트워크로 IP 패킷을 전달하면서 네트워크 주소 변환(NAT)을 수행할 수도 있다.[7]7. 이용
네트워크 게이트웨이는 서로 다른 네트워크를 연결하여 통신할 수 있도록 하는 장치이다. 프로토콜 변환, 임피던스 정합, 속도 변환, 장애 격리, 신호 변환 등의 기능을 수행한다. 예를 들어, 사무실이나 가정의 인트라넷을 인터넷에 연결할 때 네트워크 게이트웨이가 사용된다. 사용자가 웹 페이지를 요청하면, 요청은 사무실/가정 네트워크에서 인터넷으로, 그리고 인터넷에서 웹 페이지를 제공하는 컴퓨터로 연결하는 두 개의 게이트웨이를 거친다.[7]
인터넷 프로토콜(IP) 네트워크에서, 특정 서브넷 외부로 향하는 IP 패킷은 네트워크 게이트웨이로 전송된다. 예를 들어, 사설 네트워크가 192.168.1.0의 기본 IPv4 주소를 가지고 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 경우, 192.168.1.0–192.168.1.255 범위를 벗어나는 IP 주소로 지정된 데이터는 네트워크 게이트웨이로 전송된다. IPv6 네트워크도 유사하게 작동한다. 게이트웨이는 IP 패킷을 다른 네트워크로 전달하면서 네트워크 주소 변환을 수행할 수 있다.[7]
기업 네트워크에서 네트워크 게이트웨이는 프록시 서버 및 방화벽 역할을 동시에 수행하기도 한다.[7]
8. 예시
가정에서 흔히 쓰이는 인터넷 공유기는 랜이나 무선 랜을 인터넷이나 다른 원거리 통신망에 연결하는 게이트웨이의 대표적인 예시이다.[7] 마이크로소프트 윈도우에서는 인터넷 연결 공유 기능을 사용하여 컴퓨터가 게이트웨이 역할을 할 수 있다.[8][9]
VoIP(음성 over IP) 게이트웨이는 IP 전화망 제어 장치의 제어에 의해 공중 교환 전화망이나 다른 IP 전화망 등의 다른 망 간의 정보 송수신 및 프로토콜 변환을 수행하는 장치이다.
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