MAC addresses
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IP address(128.119.40.136)
32-bit
네트워크 계층이 interface를 위한 주소
forwarding 에 사용 -
MAC(LAN/Physical/Ethernet) address(1A-2F-BB-76-09-AD)
48-bit(16진법은 4비트 => 4 * 12)
한 인터페이스에서 다른 물리적으로 연결된 인터페이스(서브넷, 같은 IP주소) 에서 프레임을 locally get 하는 기능
맥 주소는 IEEE에 의해 관리되며, 제조사는 맥주소의 portion을 구매
맥주소는 주민번호, IP주소는 우편번호 느낌
Ethernet
dominant wired LAN tech.
- Topology
Bus topology 가 90년대 중반까지 유행 => 모든 노드들이 같은 collision domain에 존재
collision Domain: 이더넷 방식의 LAN에서 한 매체를 공유하는 여러 단말들이 서로 경쟁하면서 충돌 발생시, 이것이 전파되어 영향을 미치는 영역
현재는 Switched topology 사용중
Ethernet frame structure(more)
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addresses : 6바이트 출발지, 목적지 맥 주소
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type: hihger layer protocol 을 가르킴 => Payload의 종류가 무엇이 오는지를 결정하는 2byte
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CRC: 수신측의 중복 확인 용도
다양한 이더넷 환경이 존재한다, 물리적 계층의 종류(동축, 광케이블 등)에 따라서 속도가 다름
Swithches
Link Layer Device, => Active Role 수행
- 이더넷 프레임들을 저장하고 목적지로 보냄
- 프레임의 맥주소를 확인하고 목적지로 보냄
- 보낼때 CSMA/CD를 사용하여 Collision 발생 방지
- self-learning을 통해 자신이 받은 프레임에 대한 정보를 스스로 학습하고 테이블에 저장
- plug and play: 장치에 연결하게 되면 스스로 자신을 인식,설치, 실행
A-to-A',B-to-B' 경로를 정해두고 동시에 전송하여 collisions 를 방지 = SWITCHING
(HUB였으면 A-A', B-B'로 동시에 프레임을 전송하면 A에서 출발하면 A빼고 모든 도메인으로 가고, B에서 출발하면 B빼고 모든 도메인으로 가서 collison 발생, 왜냐면 출발지/목적지에 대한 정보가 없는 상태에서 Pkt를 전달)
switches vs routers
둘다 store and forward, forwarding table을 갖고 있다는 공통점,
router는 네트워크 계층의 기기이고,Swtich 는 링크 계층
router는 IP주소를 계산할때 포워딩 테이블의 알고리즘을 활용하지만, Switch는 MAC주소, learning,flooding시 포워딩 테이블로부터 배움
VLANs
Virtual -> "가상", 존재하지 않지만, 존재하는 것처럼 기술하는 것!
VLANs란, LAN을 가상을 구축
why?
LAN = ARP Request가 닿는 모든 범위,(ARP request는 각 컴퓨터가 갖는 IP주소와 매칭되는 MAC 주소를 알아내는 프로토콜)
ARP Request는 연결된 네트워크 장비와 컴퓨터에 모두 전달, 이렇듯 송신자가 전달하는 메시지를 연결된 모든 컴퓨터가 전달받는 방식을 BroadCast라고 함.
만약 10대의 컴퓨터가 네트워크 장비에 연결되어있다고 가정하자,
각각의 컴퓨터는 모두 ARP Request를 날릴것이고, 이렇게되면 10번의 요청이 발생,
1000대라면? 1000번의 요청이 발생 => 즉 인터넷의 규모는 점점 커지는데 연결된 컴퓨터의 숫자가 많아질수록 BroadCast의 양이 많아지고, 네트워크의 대역폭이 이것으로 가득 차버림
그래서 해결책으로 여러개의 IP대역을 사용하고자, 각각의 IP대역을 사용하는 라우터를 추가 설치하게 되면, 비용과 번거로움이 추가 되는 작업.
이를 해결하는 방식이 바로 VLAN
VLAN?
이미지 출처: https://aws-hyoh.tistory.com/75
VLAN을 지원하는 네트워크 장비는 VLAN을 다수생성, 이를 통해 브로드캐스트 도메인을 나눌 수 있음.
(즉, 서로 영향을 미치지 않는 여러개의 논리적 LAN을 만드는 것)
네트워크 장비의 포트 각각에 원하는 VLAN을 설정, 하나의 물리적 스위치를 VLAN을 사용하여 다수의 LAN을 사용할 수 있게 하는 것.
사진에서의 VLAN 10 -> 10.10.10.x/24, VLAN 20 -> 10.10.20.x/24에 할당
스위치는 포트에 설정된 각각의 VLAN을 보고 트래픽 전달여부를 판단
그렇다면 PC끼리 통신을 하려면 Layer 3 이상의 장비인 라우터 혹은 L3 스위치를 통해 이동, 이를 Inter-VLAN-Routing이라고 함
Trunk(tagging)
스위치 사이 프레임 전달에 하나의 물리적 연결인 포트를 공유, VLAN Trunking 된 스위치 사이에 여러 VLAN에서 나온 프레임들을 이를 통해 전달.
=> 하나의 포트에서 다수의 VLAN이 통과하여 포트를 절약
MPLS
인터넷에서 대량의 트래픽 처리를 빠르게 하기 위한 방안
데이터의 목적지 IP주소 대신 Label이라고 하는 패킷에 더해진 식별자를 확인
즉 기존의 라우터 동작 방식에 새로운 Lable 정보를 광고 및 학습하는 동작 방식이라 정의할 수 있음.
IP routing 같은 경우 목적지 주소가 같으면 같은 경로로 갈 수 밖에 없지만, MPLS는 대상 경로를 출발지나 목적지 기반으로 정할 수 있음(traffic Enginnering)
Datacenter Networks
elements
- Border Routers: 데이터 센터 외부와의 연결을ㄷ ㅏㅁ당
- Tier-1 switches, Tier-2 switches, Top of Rack Switch로 범위를 분류
