[IT엔지니어를 위한 네트워크 입문] 4장. 스위치

스위치

- 여러 단말이 한꺼번에 통신할 수 있어 통신하기 위해 기다리거나 충돌 때문에 대기하는 문제가 해결되고 네트워크 전체의 통신 효율성이 향상됨

 

1. 플러딩 (Flooding)

- 모든 포트로 패킷 전달 == like 허브

 

2. 어드레스 러닝 (Addtress Learning)

- MAC 주소 테이블(포트 - MAC주소)을 만들고 유지하는 과정

 

3. 포워딩/필터링 (Forwarding/Filtering)

- MAC 테이블과 비교해 맞는 정보가 있으면 매치되는 해당 포트로 패킷을 포워딩함

 

 

VLAN

- 물리적 배치와 상관없이 LAN을 논리적으로 분할, 구성하는 기술

- 3계층 장비를 통해 통신함 

- Port 기반, MAC 기반의 VLAN이 있음

포트 기반의 VLAN : 스위치를 논리적으로 분할해 사용하는 것이 목적

 

- VLAN 태그 기능을 활용하여 여러 개의 포트를 하나로 묶어 여러 개의 VLAN을 함께 전송할 수 있게 해줌

 

 

STP (Spanning Tree Protocol)

- 네트워크를 스위치 하나로 구성하면 그 스위치에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 장애가 발생함

따라서, 두 대이상의 스위치로 디자인하는데 네트워크를 따라 계속 전송되는 네트워크 루프가 발생할 수 있다 

 

- 브로드캐스트 스톰(Storm)?

루프 구조로 네트워크가 연결된 상태에서 단말에서 브로드캐스트를 발생시키면 스위치는 이 패킷을 패킷이 유입된 포트를 제외한 모든 포트로 플러딩함

플러딩된 패킷은 다른 스위치로도 보내지고 이 패킷을 받은 스위치는 패킷이 유입된 포트를 제외한 모든 포트로 다시 플러딩함. 2계층 헤더에는 3계층의 TTL 매커니즘이 없어 루프가 발생하면 패킷이 죽지 않고 계속 살아남아 패킷 하나가 전체 네트워크 대역폭을 차지할 수 있음

 

1. 네트워크에 접속된 단말의 속도가 느려짐

2. 네트워크 접속 속도가 느려짐

3. 모든 LED들이 동시에 빠른 속도로 깜빡임

4. MAC 러닝 중복 발생

 

루프를 자동 감지해 포트를 차단하고 장애 때문에 우회로가 없을 때 차단된 포트를 스위치 스스로 다시 풀어주는 스패닝 트리 프로토콜이 개발됨

 

BPDU로 루프를 확인하고 문제가 있는 곳으로 트래픽이 흐르지 않도록 차단함

 

 

 

향상된 STP (RSTP, MST)

- 토폴로지 변경이 일어난 스위치 자신이 모든 네트워크에 토폴로지 변경을 직접 전파할 수 있음

- CST : VLAN 개수와 상관없이 스패닝 트리 한 개만 동작

- PVST : VLAN마다 다른 스패닝 트리 프로세스가 동작하여 VLAN마다 별도의 경로와 트리를 만들 수 있음. 모든 VLAN마다 별도의 스패닝 트리를 유지해야 하므로 MST가 개발됨