'후티와 떠나는 네트워크 여행' - 6장. 랜 스위칭 설정(6.1 : 스위치 기본 동작 방식)

6.1장. 스위치 기본 동작 방식

 

학습목표

- 스위치의 전송 방식에 대해 알 수 있다.

- 스위치의 기능에 대해 알 수 있다.

 

 

랜(LAN) 스위칭(Switching)에서 스위치(L2 Switch) 장비의 전송방식에는 크게 두 가지 방식이 있습니다.

 

- Cut-Through : 수신된 프레임의 헤더 부분만 검사한 후 바로 전송하는 방식

- Store and Foward : 수신된 프레임의 전체를 내부 버퍼에 저장했다가 전송하는 방식

- Fragment Free(modified cut-through) : 수신된 프레임의 앞 64 바이트만을 읽어 에러를 처리하고 전송하는 방식
       

이 있는데 Cut-Throug방식은 전송되는 프레임 전체가 수신되기 전에 헤더 내의 목적지 주소만을 보고서 곧바로 해당되는 출력포트에 전송하는 방식으로 속도는 빠르나 데이터 전송 신뢰도가 낮으며 이와는 반대로 Store and Forwarding방식은 프레임 전체를 내부 버퍼에 잠시 저장했다가(버퍼링) 전송하는 방식으로 속도는 느리나 데이터 전송 신뢰도는 높습니다.

 

이 두가지 외에 속도가 빠른 Cut-Through방식을 시스코사에서 개선시킨 것이 세 번째인 Fragment Free방식으로 프레임의 64바이트의  정보에서 대부분의 에러 프레임을 판별할 수 있다는 생각에서 나온 방식으로 앞선 두 가지 방식의 장점을 가져왔다고 보면 됩니다.

 

[ 그림 6-1. 스위치 장비의 기능 ] - 후티(출처)

 

 

현재 스위치의 기능을 보면 그림 6-1에서와 같이 호스트 A -> C로 프레임을 전송한다고 가정하고 연결되어진 스위치가 목적지 호스트인 C에 대해 학습이 이루어져있지 않다면 스위치는 Flooding(플러딩)을 통해 호스트 C에게 프레임을 전달합니다. 플러딩이란 스위치가 주소를 학습(Learning)하여 맥 테이블(MAC - Address - Table)에 저장하게 되는데 위에서처럼 목적지 주소가 학습되어 있지 않아 알 수 없는 경우 입력된 E0 포트를 제외한 나머지 모든 포트(E1, E2, E3)로 프레임을 전송하게 되는데 이러한 프레임을 받은 호스트 B, C, D는 각각 목적지 주소와 자신의 주소를 비교하여 자신에게 온 프레임이면 수신하게 되고 아닐 경우 프레임을 버리게 됩니다.

플러딩은 주소를 알 수 없는 경우 외에도 목적지 주소가 브로드캐스트, 멀티캐스트인 경우에도 플러딩을 통해 프레임을 전달합니다.

 

이렇게 한 번 전송이 이루어지면 스위치의 맥 테이블에서 호스트 C의 주소를 학습 후 저장하게 되는데 이 때 호스트 A -> C로 프레임이 전송된다면 학습된 호스트 C가 있는 E2 포트로만 프레임을 전송하게 되고 나머지 세그먼트(Segment)인 E1, E3 포트로는 프레임을 전송하지 않게 되는데 이러한 것을 Filtering(필터링)이라 하고 스위치 장비가 Collision Domain(충돌 영역)을 분리하게 하는 것입니다.

Forwarding(포워딩)은 프레임 전송을 나타내며 Filtering(필터링)은 출발지와 목적지가 같은 세그먼트인 경우 다른 세그먼트로 프레임을 보내지 못하도록 하는 것입니다.

 

스위치의 맥 테이블은 Aging Time에 의해 일정 시간이 지나면 삭제되며 관리자에 의해서 정적(수동)으로 저장을 한 경우라도 스위치의 전원이 차단되면 정보가 사라지게 됩니다.

 

앞으로 랜 스위칭에서 배우게 될 VLAN, VTP, STP 등의 부가적인 기능들이 있으니 강좌를 이어가도록 하겠습니다.

 

정리하기

스위치의 동작 방식

스위치의 기능

- 후티