[NETWORK] - VLAN 개념 및 동작 방식

📌 VLAN 개념

VLAN이란?

VLAN(Virtual Local Area Network)은 물리적으로 같은 네트워크에 있는 장치들을 논리적으로 분리하여 별도의 네트워크처럼 동작하도록 하는 기술입니다.

VLAN의 필요성

• 네트워크 분리: 하나의 물리적 네트워크에서 여러 개의 논리적 네트워크를 구성 가능
• 보안 강화: 서로 다른 VLAN 간의 트래픽이 격리되어 보안성이 향상됨
• 트래픽 감소: 브로드캐스트 트래픽을 VLAN 단위로 제한하여 네트워크 부하 감소
• 유연성 향상: 네트워크 재구성이 쉽고, 장비 변경 없이 논리적으로 그룹을 나눌 수 있음

📕 2. VLAN 동작 방식

VLAN 기본 개념

• VLAN은 스위치 포트 기반으로 설정되며, 동일한 VLAN ID를 가진 장치들만 통신할 수 있습니다.
• 서로 다른 VLAN 간의 통신은 라우터 또는 L3 스위치를 통해야 합니다.

VLAN 유형

VLAN 유형	설명
포트 기반 VLAN	특정 스위치 포트에 VLAN을 할당하는 방식
태그 기반 VLAN (802.1Q)	VLAN ID 태그를 추가하여 트래픽을 구분하는 방식
MAC 기반 VLAN	장치의 MAC 주소를 기준으로 VLAN을 할당하는 방식
프로토콜 기반 VLAN	IP 또는 특정 프로토콜(예: IPv4, IPv6)에 따라 VLAN을 구분

VLAN 동작 과정

1. VLAN 설정: 스위치에서 각 포트에 VLAN ID를 할당
2. 트래픽 태깅: VLAN 간 통신을 위해 802.1Q 태그 추가 (Trunk 포트 사용)
3. 트래픽 전달: 동일한 VLAN ID를 가진 장비끼리만 통신 가능
4. VLAN 간 통신: 라우터 또는 L3 스위치를 통해 VLAN 간 트래픽을 전달

스위치 포트 모드

스위치 포트는 VLAN 구성을 위해 서로 다른 모드로 설정됩니다.

포트 모드	설명
Access 모드	특정 VLAN에만 속하는 포트로, 일반적으로 단말 장치(PC, 프린터 등)에 연결됨. VLAN 태그가 없는 일반 이더넷 프레임을 사용
Trunk 모드	여러 VLAN의 트래픽을 전달할 수 있도록 VLAN 태깅(802.1Q)을 포함한 포트. 주로 스위치 간 연결에 사용
Dynamic Desirable 모드	Trunk 또는 Access 모드로 자동 협상. 적극적으로 Trunk를 협상하려고 시도
Dynamic Auto 모드	Trunk 협상을 수동으로 대기하는 모드. 상대 포트가 Trunk 모드를 요청할 경우 Trunk로 설정됨

Access 포트 설정 예제 (Cisco Switch)

Switch(config)# interface fa0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10

Trunk 포트 설정 예제 (Cisco Switch)

Switch(config)# interface fa0/24
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30

Dynamic 모드 설정 예제 (Cisco Switch)

Switch(config)# interface fa0/24
Switch(config-if)# switchport mode dynamic auto

🚀 Trunk 링크 및 Trunking 프로토콜

Trunk 링크

Trunk 링크는 여러 개의 VLAN 트래픽을 단일 물리적 링크를 통해 전달하는 방식입니다. 일반적으로 스위치 간 연결에 사용되며, VLAN 태깅(Tagging) 기술을 활용하여 여러 VLAN의 트래픽을 구분합니다.

Trunk 링크 특징

• 802.1Q 태그 기반: VLAN ID를 포함하여 패킷을 전송
• 여러 VLAN 지원: 한 개의 Trunk 링크를 통해 다수의 VLAN 트래픽을 전달 가능
• 스위치 간 연결: 서로 다른 VLAN에 속한 장치들이 통신할 수 있도록 중계 역할 수행

Trunking 프로토콜 (802.1Q vs ISL)

Trunking 프로토콜은 VLAN 태깅 방식을 정의하는 프로토콜로, 대표적인 두 가지 방식이 있습니다.

프로토콜	설명
802.1Q	IEEE 표준 트렁킹 프로토콜로, VLAN ID를 태그하여 패킷을 구분. Native VLAN을 설정하여 특정 VLAN의 트래픽을 태그 없이 전달 가능
ISL (Inter-Switch Link)	Cisco 독점 프로토콜로, VLAN 태깅을 포함한 프레임을 캡슐화하여 전송. 802.1Q 대비 오버헤드가 많고 비효율적이어서 현재는 거의 사용되지 않음

802.1Q Trunk 설정 예제 (Cisco Switch)

Switch(config)# interface fa0/24
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30

VLAN 설정 예시

VLAN 구성 예제

명령어 예제 (Cisco Switch)

# VLAN 생성
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name HR

# 포트 할당
Switch(config)# interface fa0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10

Switch(config)# interface fa0/2
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 20

VLAN 간 라우팅 (Inter-VLAN Routing)

• VLAN 간 통신을 위해 L3 스위치 또는 라우터가 필요합니다.

📕VLAN 장점 및 단점

장점	단점
네트워크 트래픽 감소	설정이 복잡할 수 있음
보안 강화	VLAN 간 라우팅이 필요
유연한 네트워크 구성	잘못된 설정 시 네트워크 문제 발생

👨🏻‍💻 결론

VLAN은 물리적으로 하나의 네트워크를 논리적으로 분리하여 보안성, 트래픽 효율성, 유연성을 향상시키는 중요한 기술입니다. VLAN을 활용하면 네트워크 성능을 개선하고, 보다 체계적으로 네트워크를 관리할 수 있습니다.