정보시스템 구축관리 — 네트워크·서버·DB 구축과 신기술

🎯 이 강의 학습 목표

4과목 정보시스템 구축관리의 첫 주요항목은 네트워크·소프트웨어·서버·데이터베이스를 「구축하고 멈추지 않게 운영하는」 지식을 묻습니다. 용어가 많지만 구분 기준 하나만 잡으면 대부분 정리됩니다.

• 네트워크 장비를 「몇 계층 정보까지 보고 판단하는가」로 나누고, 충돌 도메인·브로드캐스트 도메인 분리와 RIP·OSPF·BGP를 구분할 수 있다.
• SDN·NFV·5G·IoT 통신, 클라우드 서비스 모델·컨테이너·서버리스를 정의로 가를 수 있다.
• DAS·NAS·SAN, RAID 용량, MTBF·MTTR 가용성을 계산하고 NoSQL·CAP·DB 표준화 요소를 설명할 수 있다.

출제기준 위치: [4과목 정보시스템 구축관리 › 1. IT프로젝트 정보시스템 구축관리 › 1. 네트워크 구축 관리 · 2. SW 구축 관리 · 3. HW 구축 관리 · 4. DB 구축 관리]

💡 네트워크 장비와 라우팅 — 어느 계층까지 읽는가

장비 구분의 기준은 판단에 쓰는 정보의 계층입니다. 신호만 다시 만들면 1계층, MAC 주소를 읽으면 2계층, IP 주소를 읽으면 3계층, TCP·UDP 포트까지 보면 4계층, URL·쿠키 같은 HTTP 내용까지 보면 7계층 장비입니다.

장비	계층	판단 근거	도메인 분리
리피터·허브	1	신호 재생, 모든 포트로 전달	나누지 않음(허브 전체가 충돌 도메인 하나)
브리지·L2 스위치	2	MAC 주소 테이블	포트마다 충돌 도메인 분리, 브로드캐스트는 통과
라우터·L3 스위치	3	IP 주소·라우팅 테이블	브로드캐스트 도메인까지 분리
L4 / L7 스위치	4 / 7	포트 / URL·쿠키	서버 부하 분산(콘텐츠 기반은 L7)

스위치는 출발지 MAC으로 주소를 학습하고 목적지 MAC으로 전달합니다. 브로드캐스트를 끊는 것은 라우터이고, 스위치 안에서 브로드캐스트 범위를 논리적으로 나누려면 VLAN(IEEE 802.1Q)을 씁니다. 스위칭 방식은 프레임 전체를 받아 FCS까지 검사하는 Store-and-Forward, 목적지 주소만 읽고 바로 보내는 Cut-Through, 앞 64바이트까지만 확인하는 Fragment-Free 세 가지입니다. 스위치를 고리 모양으로 이으면 브로드캐스트 스톰이 생기므로 STP(IEEE 802.1D)가 일부 포트를 차단해 나무 구조를 만듭니다. 큰 망은 액세스·분배·코어 계층으로 나누고, 코어에 놓이는 고성능 L3 스위치를 백본 스위치라 부르며 전원·링크를 이중화합니다.

동적 라우팅 프로토콜은 세 가지를 짝으로 외웁니다. RIP는 거리 벡터(벨만-포드) 방식으로 홉 수만 세고 최대 15홉(16은 도달 불가)입니다. OSPF는 링크 상태 방식으로 각 라우터가 망 전체 지도를 갖고 다익스트라 알고리즘으로 링크 비용 합이 가장 작은 경로를 계산하며, 큰 망을 영역(Area)으로 나눕니다. 이 둘은 AS 내부(IGP)용이고, BGP는 AS 사이(EGP)에서 경로 벡터 방식으로 TCP 179번 포트 세션을 맺습니다. 직통이지만 느린 링크가 있으면 RIP는 홉 수가 적은 직통을, OSPF는 비용 합이 작은 우회 경로를 고른다는 점이 대표 함정입니다.

💡 네트워크·소프트웨어 신기술 — 정의로 가르기

SDN은 경로를 결정하는 제어 평면과 패킷을 넘기는 데이터 평면을 분리하고 중앙 컨트롤러가 소프트웨어로 망을 프로그래밍하는 구조로, 대표 인터페이스가 OpenFlow입니다. NFV는 방화벽·로드 밸런서 같은 네트워크 기능을 전용 장비 대신 범용 서버의 가상 머신·소프트웨어로 돌리는 것이며 ETSI가 표준화를 이끕니다. SDN은 「망을 어떻게 제어하느냐」, NFV는 「기능을 어디에서 돌리느냐」의 문제입니다.

5G(ITU IMT-2020)의 활용 시나리오는 초고속 대용량 eMBB, 초고신뢰·초저지연 URLLC, 대규모 사물 접속 mMTC입니다. Wi-Fi 세대는 Wi-Fi 4(802.11n)·5(802.11ac)·6(802.11ax)이고, Wi-Fi 7(802.11be)은 320MHz 채널과 여러 대역을 묶는 MLO가 특징입니다. 사물인터넷 통신은 거리와 전력으로 나눕니다. 근거리는 BLE·Zigbee(IEEE 802.15.4 기반 저전력 메시)·NFC(약 10cm, 13.56MHz)·UWB(정밀 위치), 수 km 이상을 아주 적은 전력으로 보내는 LPWAN에는 LoRaWAN과 NB-IoT가 있습니다. 블루투스에서 마스터 1대와 활성 슬레이브 최대 7대가 이루는 망이 피코넷, 피코넷끼리 이은 망이 스캐터넷입니다. 기반 시설 없이 이동 단말끼리 망을 이루면 MANET(애드혹), 노드가 서로 중계해 한 경로가 끊겨도 우회하면 메시 네트워크, 브로커를 두고 발행·구독으로 메시지를 주고받는 가벼운 IoT 프로토콜이 MQTT입니다.

소프트웨어 쪽에서는 NIST SP 800-145의 클라우드 정의가 기준입니다. 필수 특성은 주문형 셀프서비스·광대역 네트워크 접근·자원 풀링·신속한 탄력성·측정되는 서비스 다섯 가지이고, 배포 모델은 사설·커뮤니티·공용·하이브리드입니다.

서비스 모델	제공자가 관리	사용자가 관리
IaaS	서버·스토리지·네트워크	운영체제부터 애플리케이션·데이터까지
PaaS	인프라 + 운영체제·런타임·미들웨어	애플리케이션·데이터
SaaS	애플리케이션까지 전부	사용 설정과 데이터

컨테이너는 호스트 운영체제 커널을 공유하고 애플리케이션과 라이브러리만 격리하므로 운영체제를 통째로 올리는 가상 머신보다 가볍습니다. 기능별로 독립 배포 가능한 작은 서비스로 나누고 API로 잇는 구조가 MSA, 이벤트가 올 때만 함수를 실행하고 실행한 만큼 과금하는 방식이 서버리스(FaaS)입니다.

💡 서버·스토리지·DB 구축 — 멈추지 않게 설계하기

Secure OS는 커널에 보안 기능을 더해 관리자 권한을 빼앗겨도 정책 밖 접근을 막는 운영체제입니다. 핵심은 모든 접근을 검사하는 참조 모니터로, 항상 호출되고(우회 불가) 변조할 수 없으며 검증할 수 있을 만큼 작아야 합니다. 스토리지 연결은 서버에 직접 붙이는 DAS(블록), 일반 LAN으로 파일을 공유하는 NAS(NFS·SMB, 파일 단위), 파이버 채널·iSCSI 전용망으로 블록을 제공하는 SAN으로 나눕니다.

RAID는 0(스트라이핑, 중복 없음), 1(미러링), 5(분산 패리티, 디스크 1개 고장 허용), 6(이중 패리티, 2개 고장 허용), 10(미러 쌍을 다시 스트라이핑)입니다. 디스크 n개일 때 사용 가능 용량은 RAID 5가 n−1개, RAID 6이 n−2개, RAID 1·10이 절반입니다. 가용성은 MTBF ÷ (MTBF + MTTR)이고, 직렬 구성은 가용성을 곱하고 병렬(이중화)은 「1 − 모두 고장 날 확률」로 계산합니다.

mtbf, mttr = 475, 25
print("단일:", mtbf / (mtbf + mttr))
web2 = 1 - (1 - 0.9) ** 2          # 가용성 0.9 웹 서버 2대 병렬
print("웹 이중화:", round(web2, 4), "→ DB(0.99)와 직렬:", round(web2 * 0.99, 4))

단일: 0.95
웹 이중화: 0.99 → DB(0.99)와 직렬: 0.9801

이중화 구성은 두 노드가 동시에 처리하는 Active-Active와, 대기 노드가 감시하다 넘겨받는 Active-Standby(Hot·Warm·Cold)로 나뉘며, 여러 서버를 하나처럼 묶고 하트비트로 생존을 확인하는 것이 클러스터링입니다.

DB 트렌드에서 NoSQL은 키-값·문서·컬럼 패밀리·그래프 네 유형이고, CAP 정리는 네트워크 분할이 생기면 일관성과 가용성 중 하나를 양보해야 한다는 내용입니다. 많은 NoSQL은 결국에는 일관성이 맞춰지는 BASE를 택합니다. 빅데이터는 3V(Volume·Velocity·Variety), 하둡은 HDFS와 MapReduce입니다. DBMS 필수 기능은 정의·조작·제어(무결성·보안·병행 제어·회복)이고, DB 표준화는 표준 단어(가입, 일자) → 표준 도메인(8자리 날짜 형식) → 표준 용어(가입일자 JOIN_DT) → 표준 코드(성별코드 1·2)로 짭니다.

⚠️ 시험에 나오는 함정

• 스위치와 브로드캐스트: 스위치는 충돌 도메인만 나눕니다. 브로드캐스트 도메인은 라우터나 VLAN이 나눕니다.
• 15홉 제한은 RIP의 특징이고, OSPF 설명에 섞여 나오면 오답입니다.
• NAS vs SAN: NAS는 LAN으로 파일, SAN은 전용망으로 블록입니다.
• RAID 0은 숫자가 작아도 보호 기능이 없습니다. 디스크 하나만 고장 나도 전체를 잃습니다.
• 직렬 구성은 장비를 더할수록 가용성이 떨어집니다. 단일 장애점(SPOF)이 전체를 결정합니다.
• 표준 용어 vs 표준 도메인: 이름이면 용어, 형식(타입·길이)이면 도메인입니다.

📝 핵심 요약 — 암기표

주제	한 줄 정리
장비 계층	1 리피터·허브 / 2 브리지·스위치 / 3 라우터 / 4·7 부하 분산
라우팅	RIP 거리 벡터·홉 15 / OSPF 링크 상태·다익스트라 / BGP AS 간·TCP 179
신기술	SDN 제어·데이터 분리 / NFV 기능 가상화 / 5G eMBB·URLLC·mMTC / LPWAN LoRaWAN·NB-IoT
클라우드	특성 5, IaaS·PaaS·SaaS, 사설·커뮤니티·공용·하이브리드
스토리지·RAID	DAS·NAS(파일)·SAN(블록), RAID 5 n−1 / 6 n−2 / 1·10 절반
가용성	MTBF/(MTBF+MTTR), 직렬 곱, 병렬 1−(고장 확률 곱)
DB	NoSQL 4유형, CAP·BASE, 표준 단어·도메인·용어·코드

이 주제의 자세한 이론과 실전문제 8문항은 필기+실기 과정 혜택 교재 「정보처리기사 필기 완전정복 50강」의 40·41강에서 다룹니다.

다음 22강 「SW 개발 보안과 보안 약점」에서는 이렇게 구축한 시스템의 소프트웨어를 처음부터 안전하게 만드는 제도와, 설계·구현 단계에서 없애야 할 보안 약점을 정리합니다.

📋 확인 문제

1. 8포트 L2 스위치 한 대에 PC 8대를 하나씩 연결했다(VLAN 미설정). 이 망의 충돌 도메인 수와 브로드캐스트 도메인 수는?
   ① 1개, 1개 ② 8개, 8개 ③ 8개, 1개 ④ 1개, 8개
2. 가용성이 0.9인 웹 서버 2대를 병렬로 이중화하고, 이 웹 계층을 가용성 0.99인 DB 서버 1대와 직렬로 연결했다. 전체 가용성은?
   ① 0.9801 ② 0.8019 ③ 0.8910 ④ 0.9999
3. 4TB 디스크 6개로 RAID 6을 구성했을 때 사용 가능한 용량은?
   ① 24TB ② 20TB ③ 12TB ④ 16TB
4. 통신사가 방화벽·로드 밸런서 전용 장비를 걷어 내고, 같은 기능을 범용 x86 서버 위의 가상 머신으로 돌리기로 했다. 이 기술은?
   ① SDN ② NFV ③ VLAN ④ STP
5. DB 표준화에서 「가입」「일자」 같은 단어를 조합해 만든 컬럼명 「가입일자(JOIN_DT)」에 해당하는 표준 요소는?
   ① 표준 단어 ② 표준 도메인 ③ 표준 용어 ④ 표준 코드

✅ 정답과 해설

1. 정답 ③ — 스위치는 포트마다 충돌 도메인을 나누므로 8개입니다. 그러나 브로드캐스트는 모든 포트로 내보내므로 브로드캐스트 도메인은 하나입니다. ①은 허브일 때, ②는 포트마다 라우터 인터페이스나 VLAN을 둘 때의 답입니다.
2. 정답 ① — 병렬 웹 계층은 1 − (0.1 × 0.1) = 0.99이고, DB와 직렬이므로 0.99 × 0.99 = 0.9801입니다. ②는 웹 서버 2대를 직렬로 곱한 값(0.9 × 0.9 × 0.99), ③은 이중화를 빼먹은 값(0.9 × 0.99)입니다.
3. 정답 ④ — RAID 6은 이중 패리티라 디스크 2개 분량을 쓰므로 (6 − 2) × 4TB = 16TB입니다. 24TB는 RAID 0, 20TB는 RAID 5, 12TB는 RAID 10의 용량입니다.
4. 정답 ② — 네트워크 기능을 범용 서버 소프트웨어로 옮기는 것이 NFV입니다. SDN은 제어 평면을 분리해 중앙에서 망을 제어하는 기술이고, VLAN은 스위치의 논리적 분할, STP는 루프 방지 프로토콜입니다.
5. 정답 ③ — 표준 단어를 조합하고 도메인을 붙인 컬럼명이 표준 용어입니다. 「가입」「일자」 각각은 표준 단어, 8자리 날짜 형식은 표준 도메인, 코드값과 의미 목록은 표준 코드입니다.

📚 참고 자료

• 한국산업인력공단 큐넷, 정보처리기사 출제기준(2027.1.1~2029.12.31)
• RFC 2453 — RIP Version 2 · RFC 2328 — OSPF Version 2 · RFC 4271 — BGP-4
• ETSI — Network Functions Virtualisation
• ITU-R M.2083 — IMT Vision (IMT-2020)
• NIST SP 800-145 — The NIST Definition of Cloud Computing
• Patterson·Gibson·Katz, A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)
• 행정안전부 — 공공데이터 품질관리·공통표준