루프백
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1. 개요
루프백은 통신에서 신호나 데이터를 전송자에게 다시 보내는 하드웨어 또는 소프트웨어 방식을 의미한다. 이는 물리적 연결 문제를 디버깅하고, 장치의 송수신 기능을 테스트하는 데 사용된다. 하드웨어 루프백은 수신 채널을 송신 채널에 물리적으로 연결하는 것이며, 소프트웨어 루프백은 모뎀 등에서 신호를 자체적으로 되돌리는 방식이다. 시리얼 인터페이스의 기능 테스트에도 활용되며, 가상 루프백 인터페이스는 TCP/IP 환경에서 동일 기기 내 애플리케이션 간 통신을 지원한다. 또한, MPLS, 네트워크 장비, 음성 처리 시스템 등 다양한 분야에서 활용된다.
통신 분야에서 루프백(loopback) 또는 루프(loop)는 수신된 신호나 데이터를 발신자에게 다시 전달하는 하드웨어 또는 소프트웨어 방식을 의미한다. 이는 주로 물리적인 연결 문제를 해결하거나 장비의 정상 작동 여부를 확인하는 데 사용된다.
시리얼 통신의 트랜시버는 그 기능을 시험하기 위해 루프백을 사용할 수 있다. 예를 들어, 장치의 송신 핀을 수신 핀에 직접 연결하면, 장치가 자신이 전송하는 신호를 그대로 수신하게 되어 정상 작동 여부를 확인할 수 있다. 이 루프 연결을 케이블의 먼 끝(원단)으로 옮기면 시험 범위에 케이블 자체의 상태까지 포함하게 된다. 만약 모뎀 링크를 사용한다면, 모뎀의 먼 끝으로 연결을 옮겨 테스트 범위를 더욱 확장할 수 있다. 이는 일반적인 문제 해결 기법 중 하나이며, 특정한 데이터 패턴을 전송하고 되돌아오는 신호에서 오류를 계산하는 특수한 테스트 장비와 함께 사용되는 경우가 많다(''비트 오류율 테스트'' 참조). 일부 장비는 이러한 루프백 기능을 내장하고 있기도 하다.
인터넷 프로토콜 스위트의 구현에는 가상 네트워크 인터페이스가 포함된다. 이 인터페이스는 같은 기기에서 작동하는 네트워크 애플리케이션 클라이언트와 서버가 서로 통신할 수 있도록 지원한다. 이 기능은 운영 체제의 네트워킹 소프트웨어 내에서 완전히 구현되며, 실제 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)로는 패킷을 보내지 않는다. 컴퓨터 프로그램이 루프백 IP 주소로 보내는 모든 트래픽은 마치 다른 장치로부터 수신된 것처럼 네트워크 소프트웨어 스택을 통해 즉시 다시 전달된다.
2. 통신
루프백 테스트는 많은 데이터 통신 장치에서 활용되는 방법이다. 특정 패턴(예: 모든 비트를 1로 설정)을 인터페이스를 통해 전송하도록 설정하고, 동일한 포트에서 이 신호가 제대로 수신되는지 감지하는 방식으로 이루어진다. 이러한 테스트는 모뎀이나 송수신기 내부에서 출력 신호를 자체 입력으로 연결하여 수행할 수 있다. 또한, 서로 다른 두 지점 사이의 회선을 테스트할 때도 사용된다. 한 지점에서 테스트 신호를 보내고 다른 지점의 네트워크 장치가 그 신호를 다시 원래 지점으로 되돌려 보내게 하여, 신호가 정상적으로 수신되면 해당 회선이 제대로 작동하고 있음을 확인할 수 있다.
루프백은 물리적인 장치(하드웨어 루프백) 또는 장비 설정(소프트웨어 루프백)을 통해 구현될 수 있다.
시리얼 통신용 트랜시버의 기능을 테스트하기 위해서도 루프백이 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치의 송신 핀과 수신 핀을 직접 연결하면 장치가 전송하는 데이터를 스스로 정확하게 수신하는지 확인할 수 있다. 이 연결 지점을 케이블의 다른 쪽 끝으로 확장하면 케이블 자체의 이상 유무도 테스트에 포함시킬 수 있다. 이는 문제 해결을 위한 일반적인 기법이며, 특정 패턴을 보내고 돌아오는 데이터의 오류율을 계산하는 특수한 테스트 장비(비트 오류율 테스트)와 함께 사용되기도 한다. 일부 장비에는 루프백 기능이 내장되어 있기도 하다.
간단한 시리얼 인터페이스 루프백 테스트로 "페이퍼클립 테스트"(paperclip test)가 있다. 이는 컴퓨터의 시리얼 포트를 식별하고 작동을 확인하는 데 사용된다. 터미널 에뮬레이터 프로그램을 이용하여 흐름 제어 기능을 끈 상태에서 문자를 시리얼 포트로 전송하고, 다시 동일한 문자가 수신되는지 확인하는 방식이다. 이를 위해 표준 RS-232 인터페이스의 D-서브미니어처 커넥터(DE-9 또는 DB-25)에서 2번 핀(수신)과 3번 핀(송신)을 페이퍼클립 등을 이용해 연결한다.
2. 1. 하드웨어 루프백
하드웨어 루프는 수신기 채널을 송신기 채널에 물리적으로 연결하는 간단한 장치이다. X.21과 같은 네트워크 종단 커넥터의 경우, 커넥터에서 핀을 단순히 함께 연결하여 수행하는 것이 일반적이다. 송신 커넥터와 수신 커넥터가 별도로 있는 광섬유나 동축 케이블과 같은 매체는 해당 매체의 단일 가닥을 사용하여 간단하게 루프를 구성할 수 있다.
2. 2. 소프트웨어 루프백
모뎀은 상대 모뎀 또는 로컬 터미널로부터 수신한 신호를 다시 보내도록 설정할 수 있는데, 이를 소프트웨어 루프 또는 루프백이라고 한다.
3. 시리얼 인터페이스
"페이퍼클립 테스트"(paperclip test)라고 불리는 간단한 시리얼 인터페이스 루프백 테스트는 컴퓨터의 시리얼 포트를 식별하고 작동 상태를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 이 테스트는 터미널 에뮬레이터 프로그램을 이용하여 흐름 제어 기능을 끈 상태에서 문자를 시리얼 포트로 보내고, 보낸 문자가 그대로 다시 수신되는지를 확인하는 방식으로 진행된다. 이를 위해 표준 RS-232 인터페이스에서 흔히 사용되는 D-서브미니어처 DE-9 또는 DB-25 커넥터의 핀 2와 핀 3(각각 송신 핀과 수신 핀에 해당)을 클립과 같은 전도체로 서로 연결(단락)시킨다.
4. 가상 루프백 인터페이스 (TCP/IP)
유닉스 계열 시스템에서는 일반적으로 이 루프백 인터페이스를 'lo' 또는 'lo0'이라고 명명한다.
다양한 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF) 표준에서는 이 목적을 위해 특정 주소들을 예약하고 있다. IPv4 주소의 경우, CIDR 표기법으로 `127.0.0.0/8` 블록이 예약되어 있으며, 이 중 `127.0.0.1` 주소가 가장 일반적으로 사용된다. IPv6 주소의 경우에는 `::1` 주소가 예약되어 있다. 일반적으로 이러한 루프백 주소들은 호스트 이름 `localhost` 또는 'loopback'에 매핑된다.
4. 1. MPLS
127.0.0.0/8 네트워크 주소는 일반적으로 라우팅되지 않는 루프백 주소로 사용되지만, 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS)의 트레이스루트 오류 감지에서는 예외적으로 활용될 수 있다. 이는 루프백 주소가 가지는 '라우팅 불가능'이라는 특성을 이용하여, 오류가 발생한 패킷이 최종 사용자에게 전달되는 것을 방지하는 편리한 수단을 제공하기 때문이다.
4. 2. 마션 패킷 (Martian Packets)
송신 또는 수신 주소가 루프백 주소로 설정된 IP 데이터그램은 해당 컴퓨터 시스템 외부로 전송되거나 라우팅 장치에 의해 전달되어서는 안 된다. 또한, 네트워크 인터페이스에서 수신된 패킷의 목적지 주소가 루프백 주소일 경우, 해당 패킷은 폐기되어야 한다. 이러한 종류의 패킷을 Martian packet|마션 패킷eng이라고 부른다.[1][2] 마션 패킷은 다른 비정상적인 패킷처럼 악의적인 목적으로 사용될 수 있으며, 이러한 문제를 방지하기 위해 bogon filtering|보곤 필터링eng 기술을 적용할 수 있다.[1][2]
5. 네트워크 장비
일부 네트워크 장비에서는 관리 목적으로 사용되는 가상 인터페이스를 '루프백'이라고 부른다. 이는 일반적인 의미의 루프백 인터페이스와는 다른데, 장치 스스로 통신(송수신)하는 데 사용되지 않기 때문이다.
이러한 가상 인터페이스에는 네트워크상의 관리 장비에서 접근할 수 있는 주소가 할당되지만, 장치의 실제 물리적 인터페이스에는 할당되지 않는다. 또한, 장비에서 발생하는 알람(경고)과 같은 관리 데이터 패킷에도 이 루프백 주소가 사용된다. 이 인터페이스를 사용하는 애플리케이션은 트래픽이 통과하는 물리 인터페이스의 주소가 아닌, 가상 인터페이스에 할당된 주소를 사용하여 트래픽을 주고받는다는 특징이 있다.
이런 종류의 루프백 인터페이스는 라우팅 프로토콜의 작동에 자주 활용된다. 그 이유는 실제 물리 인터페이스와 달리, 물리적인 포트에 장애가 발생해도 다운되지 않는 유용한 특성을 가지고 있기 때문이다.
6. 기타 응용 프로그램
명명된 파이프(named pipeeng)는 파일 시스템 단계에서 루프백으로 간주될 수 있다.
오픈 사운드 시스템(OSS), 알사(ALSA), 펄스오디오(PulseAudio)와 같은 오디오 시스템은 애플리케이션의 음성 출력을 테스트 목적으로 녹음하기 위한 루프백 모듈을 제공한다. 물리적 루프백과 달리, 이는 이중 아날로그/디지털 변환 과정이 없으며, 하드웨어 오작동으로 인한 중단 위험이 없다는 장점이 있다.
참조
[1]
웹사이트
The Jargon File
http://www.catb.org/[...]
2004-06-23
[2]
웹사이트
The Jargon File
http://www.catb.org/[...]
2017-08-08
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