Network - Switch

FromCloud·2023년 6월 25일

network switch

Network

목록 보기

6/8

Switch

스위치는 OSI 7Layer의 2계층 장비중 대표적인 장비중 하나이다 2계층의 주소인 MAC주소를 기반으로 동작을한다

Switch의 역할

네트워크 중간에서 패킷을 받아 필요한 곳에만 보내주는 네트워크의 중재자 역할
아무 설정 없이 네트워크에 연결해도 MAC 주소를 기반으로 패킷을 전달하는 기본동작 수행 가능
기본 동작외의 기능
- 논리적으로 네트워크를 분리하는 vLAN 기능
- 네트워크의 루프를 방지하는 스패닝 트리 프로토콜(STP)

Switch의 동작

스위치는 네트워크에서 통신을 중재하는 장비이다 이전에 스위치가 없던 오래던 네트워크에서 패킷을 전송할때에는 서로 경합되어 네트워크의 성능저하가 컸다 이런점을 보완하여 패킷을 동시에 여러 장비가 서로 간섭 없이 통신하도록 도와주는 장비이가 바로 스위치 입니다
여러 단말이 한꺼번에 통신할 수 있어 기다리거나 충돌때문에 대기하는 문제가 해결, 네트워크 전체의 통신 효율성 향상

스위치의 핵심 역할

누가 어느 위치에 있는지 파악하고 실제 통신이 시작되면 자신이 알고있는 패킷을 정확히 전송하는 것
스위치는 MAC Address를 이해하고 단말이 위치한 인터페이스를 매핑한 MAC 주소 테이블을 가지고 있어 가능하다

이런식으로 수행하기 위해선 MAC 주소와 포트가 매핑된 MAC 주소 테이블이 필요하다
테이블이 없는 도착지 주소를 가진 패킷이 스위치로 들어오면 전체 포트로 패킷 전송(브로드캐스트)
테이블에 해당주소가 있으면 매핑된 특정 주소로만 패킷을 전송, 다른 포트로 전송을 하지 않음(유니캐스트)

스위치의 동작방식
1. 플러딩 (Flooding)
2. 어드레스 러닝 (Address Learning)
3. 포워딩/필터링 (Forwarding/Filtering)

1. 플러딩 (Flooding)

스위치는 부팅을 하게되면 네트워크 관련 정보가 아무 것도 없다 이때 네트워크 통신을 중재하는 자신의 역할을 하지 못하고 허브처럼 동작을 하게 됨 (허브는 패킷이 들어온 포트를 제외하고 모든 포트로 패킷을 전달)

플러딩: 스위치가 허브와 같이 모든 포트로 패킷을 흘리는 동작 방식

스위치는 패킷이 들어오면 도착지 MAC 주소를 확인하고 자신이 가지고 있는 MAC 주소 테이블에서 해당 MAC 주소가 있는지 확인
MAC주소 테이블에 매칭되는 목적지 MAC 주소 정보가 없으면 모든 포트에 같은 내용의 패킷을 전송
스위치는 LAN 에서 동작, 자신이 정보를 갖고있지 않아도 어딘가 장비가 있다고 가정하고 이와같은 작업을 수행

-> 이러한 플러딩 동작은 스위치의 정상적인 동작인 동작이지만 제 기능을 하지 못한다는 뜻이다

2. 어드레스 러닝 (Address Learning)

스위치가 패킷의 도착지 MAC 주소를 확인하여 원하는 포트로 포워딩하는 스위치의 동작을 정상적으로 수행하려면 MAC 주소 테이블을 만들고 유지해야한다

MAC 주소 테이블: 어느 포트에 어떤 장비가 연결되어있는지에 대한 임시 테이블

어드레스 러닝(Address Learning): MAC 주소테이블을 만들고 유지하는 과정

패킷의 출발지 MAC 주소 정보를 이용하여, 패킷이 특정 포트로 들어오면 스위치에는 해당 패킷의 출발지 MAC 주소와 포트번호를 MAC주소 테이블에 기록
예를 들어 1번 포트에서 들어온 패킷 출발지 MAC 주소가 AA라면 1번 포트에 AA MAC 주소를 가진 장비가 연결되어있다로 추론하여 주소 정보를 습득
어드레스러닝은 출발지의 MAC 주소 정보를 사용하여 브로드캐스트나 멀티캐스트에 대한 MAC 주소를 학습 할 수 없다 (두가지 모두 목적지 MAC 주소 필드에서만 사용하기 때문)