데이터 링크 계층 장비 - 스위치

스위치

• 2계층에서 사용한다 하여 L2 스위치라고도 부름
• 허브처럼 여러 포트에 호스트를 연결할 수 있음
• MAC 주소를 학습해 특정 MAC 주소를 가진 호스트에만 프레임을 전달함
• 전이중 통신 지원
• 이더넷 네트워크 구성 시 자주 사용됨

 

MAC 주소 학습

  - 특정 포트와 해당 포트에 연결된 호스트의 MAC 주소와의 관계를 기억

 

MAC 주소 테이블

  - MAC 주소 학습을 위해 포트와 연결된 호스트의 MAC 주소 간의 연관 관계를 메모리에 표 형태로 기억한 것

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스위치의 기능

1. 플러딩

2. 필터링/포워딩

3. 에이징

 

 

플러딩 (flooding)

처음 통신할 때 호스트의 MAC 주소를 알지 못해서 허브처럼 송신지 포트를 제외한 모든 포트로 프레임을 전송하는 것

 

ex) 호스트 A 에서 호스트 B로 처음 프레임 전송할 때

  1. 스위치가 호스트 A가 보낸 프레임을 수신함

  - 프레임의 송신지 MAC 주소를 참고하여, MAC 주소 테이블에 호스트 A의 MAC 주소와 연결된 포트를 저장함 

 

  2. 호스트 B는 프레임을 받으면 스위치로 응답 프레임을 전송

  - 프레임의 송신지 MAC 주소를 참고하여 MAC 주소 테이블에 기록함

 

  3. 그 외 호스트들은 자신과 관련 없는 프레임이므로 이를 폐기함

 

 

필터링 (filtering)

  - 전달받은 프레임을 보낼 곳과 안 보낼 곳을 결정하는 기능

 

 

포워딩 (forwarding)

  - 프레임이 전송될 포트에 프레임을 보내는 것

 

 

에이징 (aging)

  - MAC 주소 테이블에 등록된 특정 포트에서 일정 시간 동안 프레임을 받지 못하면 해당 항목 삭제하는 기능

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VLAN (Virtual LAN)

  - 메시지를 송수신할 일이 적거나 브로드캐스트 메시지를 받을 필요가 없는 호스트들을 분리하기 위해 가상의 LAN을 만드는 방법

  - VLAN 구성 시, 한 대의 스위치를 여러 대의 스위치가 있는 것처럼 논리적인 단위로 LAN 구획 가능

  - 서로 다른 VLAN에 속한 호스트 끼리 통신한다면 네트워크 계층 이상 장비가 필요함

  - 어떤 VLAN에 속하는지 식별하기 위해 확장된 이더넷 프레임(802.1Q) 사용함

  - 802.1Q 프레임에 VLAN 태그가 있음

 

 

포트 기반 VLAN

  - 특정 포트에 VLAN을 할당한 뒤, 호스트를 연결하여 VLAN에 포함시킴

 

VLAN 트렁킹(VLAN Trunking)

  - 한 대의 스위치만으로 포트 기반 VLAN을 나누면 포트 수가 부족할 수 있음 

  - 두 대 이상의 VLAN 스위치를 연결하여 확장하는 방식

  - 스위치 간의 통신을 위한 특별한 포트인 트렁크 포트에 VLAN 스위치를 서로 연결함

  - 트렁크 포트를 태그 포트라고도 하며, 트렁크 포트가 아닌 하나의 VLAN이 할당된 일반 포트는 액세스 포트라고도 함

 

 

 

MAC 기반 VLAN

  - 사전에 설정된 MAC 주소에 따라 VLAN이 결정됨

 

 

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브리지 (brigde)

  - 네트워크 영역을 구획하여 콜리전 도메인을 나누거나 네트워크를 확장시켜주는 장비

  - 스위치 처럼 MAC 주소 학습, 포워딩, 필터링 가능함

  - 사용 빈도가 줄어드는 추세 => 최근 스위치 기능이 브리지 기능을 포괄하고, 더 다양하며 성능 면에서도 더 우수해서

 

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참고 서적 : 혼자 공부하는 네트워크