📌3. 스위치
허브의 한계인 콜리전 도메인을 나눠줄 수 있는 장비
스위치는 후술할 브리지의 모든 기능을 포함한다.
- 포트별로 콜리전 도메인이 나눠져있다.
👉1번 포트에 연결된 PC와 2번 포트에 연결된 PC가 데이터를 주고받을 때, 3번 포트에 연결된 PC와 4번 포트에 연결된 PC도 서로 데이터를 주고받을 수 있다. - 각각의 포트에 연결된 PC가 독자적으로 10 Mbps, 100 Mbps 등의 속도를 가진다.
3.1 스위치 vs. 허브
- 스위치는 콜리전 도메인을 나눠준다.
- 에러 처리 능력이 우수하다.
- 허브는 가격이 저렴하다.
- 데이터 처리 속도가 스위치보다 빠르다.
👉스위치와의 성능 차이가 크지는 않다.
만약 위처럼 모든 PC가 서버하고만 통신을 하려고 할 경우
- 스위치를 사용해도 서버가 한 대 뿐이므로, 한 순간에 하나의 PC만 서버와 통신이 가능하다.
- 네트워크의 통신이 특정 한 곳으로만 향하는 경우에는 허브와 스위치의 속도차이가 없다.
- 콜리전 도메인 분할은 의미가 없어진다.
📌4. 브리지
콜리전 도메인을 나누는 원리
- 브리지는 통신할 때 해당 통신이 다리를 건너지 않아도 된다는 것을 알고, 다리를 통과시키지 않는다. (콜리전 도메인 분할)
👉브리지가 저장하고 있는 맥 주소 테이블을 참조하기 때문에 가능하다.
👉CSMA/CD특성 때문에 모든 PC들에게 데이터를 전달하는허브와의 차이점이다.
4.1 브리지의 기능
4.1.1 Learning
- 출발지의 맥 주소를 배운다.
- 자신의 포트에 연결된 PC A가 통신을 위해 프레임을 내보내면 PC A의 맥 주소를 읽어서 자신의
맥 주소 테이블에 저장한다. - 나중에 테이블을 참고하여 다리를 건너게 할지 말지 결정한다.
프레임을 보낼 때, 이더넷의 기본 성질에 의해 연결된 모든 장비가 해당 프레임을 받게 되고, 브리지도 이 프레임을 받아서 출발지의 맥 주소를 확인하고 저장한다.
4.1.2 Flooding
- 브리지는
브리지 테이블을 보고 해당 프레임이 다리를 건너가게 할지 결정한다. - 어떤 프레임의 목적지 주소가 브리지 테이블에 없는 경우
👉브리지를 건너게 할지 판단 불가
👉허브처럼 들어온 포트를 제외하고 모든 포트에 프레임을 보낸다.
👉브로드캐스트 방식일때도 플로딩을 한다.
4.1.3 Forwading
- 브리지가 목적지 맥 주소를
브리지 테이블에 가지고 있고, 목적지가 출발지와는 다른 세그먼트에 존재할 경우 발생한다. 포워딩은 오직 해당 포트쪽으로만 프레임을 전달한다.
4.1.4 Filtering
- 목적지의 맥 주소를
브리지 테이블에 가지고 있고, 출발지와 목적지가 같은 세그먼트에 존재할 경우에 발생한다. - 브리지를 건너지 않아도 통신이 가능하기 때문에, 해당 프레임이 브리지를 건너지 못하게 한다.
- 이 필터링 기능이 허브와는 달리
콜리전 도메인을 나눠준다.
4.1.5 Aging
브리지 테이블에 저장된 정보의 수명 타이머 (Default : 5분)- 저장 용량이 유한하기 때문에 잘 쓰이지 않는 정보는 삭제한다.
- 특정 맥 주소가 브리지 테이블에 저장된 순간부터 타이머가 작동한다.
- 5분이 지나도록 같은 맥 주소가 들어오지 않으면 정보를 삭제한다.
👉타이머가 만료되기 전에 같은 맥 주소가 들어오면 타이머를 리셋한다.
4.1.6 브리지에서의 프레임의 흐름
4.2 브리지와 스위치
- 스위치는 하드웨어가 프레임을 처리한다.
- 브리지는 소프트웨어가 프레임을 처리한다.
👉스위치가 훨씬 빠르다.
- 스위치는 서로 다른 속도를 연결할 수 있다.
- 지원하는 포트 수도 스위치가 훨씬 많다.
4.2.1 Store-and-forward
브리지의 프레임 처리 방법 (당연하게도 스위치도 가능하다)
- 들어오는 프레임을 모두 받아들인 후 처리를 시작한다.
- 프레임을 모두 수신한 후 이 프레임이 누락없이 들어온건지, 에러는 없는지, 출발지와 목적지 주소가 어디인지 파악해서 처리한다.
- 에러복구 : 에러 발견 시 해당 프레임을 버리고 재전송을 요구한다.
- 회선에 에러가 자주 발생하거나, 출발지와 목적지의 전송 매체가 다른 경우 사용한다.
4.2.2 Cut-through
스위치의 프레임 처리 방법
- 들어오는 프레임의 목적지 주소만을 확인하고 바로 전송처리를 시작한다.
👉프레임이 들어오기를 기다리지 않고 목적지 주소만을 본 후 바로 전송하기 때문에 처음 48비트만 보고 처리한다. - 처리 속도가 빠르지만, 에러 복구 능력이 없다.
4.2.3 Fragment-free
Store-and-forward 방식과 Cut-through 방식을 결합
- 전체 프레임이 다 들어올 때까지 기다리진 않지만, 처음 48비트가 아닌 512비트를 보고 처리한다.
👉에러 감지 능력이 생겼다.
