L4 스위치란?

많은 네트워크 관리자들이 L2, L3 스위치에 대해서는 잘 알고 있지만, L4 스위치에 대해서는 개념이 명확하지 않거나 활용 방법을 접할 기회가 적은 경우가 많습니다. 하지만 L4 스위치는 실제로 데이터센터, IDC, 클라우드 기반의 트래픽 제어에 핵심적으로 사용되고 있으며, 고가용성과 보안, 성능 향상 측면에서 매우 중요한 역할을 담당합니다.

L4 스위치란?

L4 스위치는 네트워크 4계층(전송 계층) 정보를 분석하여 트래픽을 제어하는 고급 스위치입니다. 일반적인 L2 스위치가 MAC 주소 기반, L3 스위치가 IP 주소 기반의 라우팅을 수행한다면, L4 스위치는 TCP/UDP 포트 번호, 세션 정보, 애플리케이션 계층 프로토콜 등을 분석하여 더 정교한 트래픽 분산 및 보안 제어를 수행합니다.

L4 스위치는 흔히 "로드밸런서 기능이 있는 스위치" 또는 "애플리케이션 인식 스위치"라고도 불리며, 대표적으로 A10, F5, Cisco Catalyst 고급 모델 등에 L4 기능이 포함됩니다.

L3 vs L4 스위치 비교

아래 표는 L3 스위치와 L4 스위치의 주요 차이점을 비교한 것입니다.

항목	L3 스위치	L4 스위치
분석 계층	3계층 (IP 주소)	4계층 (TCP/UDP 포트)
트래픽 제어	라우팅 및 ACL 기반	세션 기반 트래픽 분산
로드밸런싱	기본적으로 없음	웹 서버, DB 분산 지원
보안 제어	IP 필터링, VLAN 제한	애플리케이션 레벨 필터링
주 사용처	사무실, 부서별 망 분리	데이터센터, 서버팜, 클라우드

실무 활용 예시

다음은 L4 스위치를 실무에서 활용하는 주요 예시입니다.

1) 웹 서버 로드밸런싱

L4 스위치는 HTTP 또는 HTTPS 요청의 TCP 포트를 기준으로 트래픽을 분석하고, 요청을 여러 대의 웹 서버로 분산시킬 수 있습니다. 이를 통해 특정 서버에 과부하가 발생하는 것을 막고, 서비스의 안정성을 확보합니다.

2) 방화벽과 연계한 보안 제어

TCP/UDP 포트를 기준으로 필터링을 설정할 수 있기 때문에, 웹 애플리케이션 방화벽(WAF)이나 IPS 장비와 연동하여 80, 443 포트 외의 접근을 제한하는 세밀한 정책 설정이 가능합니다.

3) 세션 기반 연결 제어

단순한 IP 기반이 아닌 사용자 세션(Session) 정보를 바탕으로 트래픽을 제어하여, 세션 지속성을 유지하면서 트래픽을 효율적으로 분산합니다. 이는 금융권, 쇼핑몰 등 트랜잭션이 중요한 서비스에서 자주 사용됩니다.

Cisco 장비에서 포트 기반 필터링 예시

L4 스위치에서 TCP 포트를 기준으로 특정 트래픽만 허용하는 예시입니다.

Switch# configure terminal
Switch(config)# access-list 101 permit tcp any any eq 80
Switch(config)# access-list 101 permit tcp any any eq 443
Switch(config)# interface vlan 30
Switch(config-if)# ip access-group 101 in

이 설정은 VLAN 30으로 들어오는 트래픽 중 TCP 80번과 443번 포트만 허용하고 나머지는 차단하는 예시입니다. 실무에서는 여기에 추가적인 조건(IP, 시간, 세션 등)을 더해 더욱 정교한 정책을 설정할 수 있습니다.

 

L4 스위치는 L2, L3 스위치보다 훨씬 더 높은 수준의 트래픽 제어 기능을 제공하며, 특히 대규모 서비스 환경이나 민감한 트래픽 제어가 필요한 곳에서 필수적인 역할을 수행합니다.

단순한 스위칭 기능을 넘어서, 사용자 세션 인식, 포트 기반 보안 제어, 로드밸런싱까지 가능하다는 점에서 L4 스위치에 대한 이해는 실무 네트워크 설계에서 매우 중요한 요소가 됩니다.

앞으로는 L2/L3 스위치와 함께 L4 스위치까지 고려한 네트워크 구조 설계를 해보시는 것을 권장드립니다.