[ ( 자습 ) 네트워크 ] 6. 스위치

허브 - 충돌 문제가 생긴다.

: CSMA / CD 로 어느 정도는 완화 가능하다.

하지만 근본적인 해결 방법이 필요함

 

➡️ 전달받은 신호를 수신지 호스트가 연결된 포트로만 보내기 = 호스트의 주소를 다룰 수 있어야 함

 AND 전이중 모드로 통신

➡️ 스위치

 

- MAC주소를 가진 호스트에만 프레임 전달

- 전이중 모드 통신을 지원한다.

 

+ 우리가 배우는 스위치는 2계층(=데이터 링크 계층)에서 사용하기 때문에 L2 스위치라고 한다.

   (2계층까지 커버한다)

 

⚫️ 주요 기능

 - 스위치의 MAC 주소 학습 기능

    = 어떤 Port에 어떤 MAC주소를 가진 Host와 연결되어 있는지 학습

 

 

    기능1. 전달받은 신호를 원하는 Port로만 보낸다.

         따라서, Collision Domain이 나누어지기 떄문에 충돌이 감소한다.

 

- MAC Address Table

Port 🔛 Host MAC 주소 에 대한 연관관계를 나타내는 정보들이 있다.

 

그럼 MAC Address Table은 어떻게 생성/관리되나?

3가지 방법이 있다.

 

우선 MAC 주소 학습은

프레임 내에 ' 송신지 MAC 주소 ' 필드를 바탕으로 이루어진다.

 

이런 경우에 송신지는 Table을 통해 알 수 있겠지만

목적지는 프레임을 보고 판단해야 한다.

 

1. 플러딩(Flooding)

 : 허브처럼 모든 포트로 프레임 전송

 

 

(모든 포트에 연결된) 호스트 B,C,D에서 프레임을 수신하여 목적지를 본다. 
➡️ B,D 에서는 프레임 폐기 / C는 스위치에 응답 프레임 전송

➡️ '송신지 MAC 주소' 필드로 호스트 C의 MAC주소 학습 후 테이블에 기록

 

 

 

스위치가 프레임을 받는다.

➡️ 이게 어디서 온 건지 본다.

➡️ 온 곳에 대한 Port : MAC 주소를 테이블에 채운다.

      하지만 수신지 MAC주소가 없다?

      ➡️ Flooding으로 수신지 후보가 될 수 있는 모든 호스트에 프레임을 다 보낸다.

      ➡️ 자기가 받을 주소였다고 하는 애가 응답을 보낸다.

      ➡️ 스위치가 응답 프레임을 받아서 Address Table에 추가

 

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2. 포워딩/필터링

 

수신지와 송신지에 대한 정보가 MAC 테이블에 다 있다면

Flooding을 하지 않고, 곧바로 수신지로 보낸다.

 

위에서는 A,C에 대한 정보가 채워져있고

B,C에 대한 정보가 비워져있다.

 

이 상황에서 A->C로 프레임을 전송

➡️ 스위치에서 B,D가 연결된 포트로는 보내지 않는다 = 필터링

➡️ C가 연결된 포트로 프레임을 곧바로 보낸다 = 포워딩

 

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3. 에이징

: MAC Address Table에 등록된 포트에서 일정 시간동안 프레임을 받지 못하면

  해당 항목은 삭제한다.  

 

 

 

 

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    기능 2. V(Vritual) LAN 

: 논리적으로 LAN을 분리하는 가상의 LAN을 사용할 수 있다.

 따라서 한 대의 스위치로 여러 가상 LAN을 만들 수 있다.

 

 = 불필요한 트래픽으로 인한 성능 저하를 방지할 수 있다.

 

 

한 대의 물리적 스위치라 해도

마치 여러 대의 스위치가 있듯이

호스트의 물리적 위치와 관계없이

 

따라서 이렇게 생긴 VLAN은 다른 네트워크로 간주되고,

브로드캐스트 도메인이 달라진다.

        

 

 

 

⚫️ VLAN의 종류

 

- 포트 based VLAN ( 정적 VLAN )

: 스위치의 포트가 VLAN을 결정한다.

 

특정 포트에 VLAN을 할당한 뒤, 해당 포트에 호스트를 연결하여 VLAN에 들어간다.

 

- MAC based VLAN ( 동적 VLAN )

: 사전에 설정된 MAC 주소에 따라 VLAN이 결정된다.

 

- 송수신하는 프레임 속 MAC 주소가 호스트가 속할 VLAN을 결정하는 방식

 

 

 

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(출처)

유튜브 한빛미디어 - 혼자 공부하는 네트워크