허브의 충돌 문제 - CSMA/CD로 어느 정도 완화할 수 있었지만... 보다 근본적인 해결 방법이 있다. - 전달받은 신호를 수신지 호스트가 연결된 포트로만 내보내고, 전이중 모드로 통신하면 된다!
** 이를 위한 장비가 바로 스위치(switch - (2 계층에서 사용한다 하여)L2 스위치를 지칭한다 생각해.) - 허브와는 달리 특정 MAC 주소를 가진 호스트에만 프레임 전달 가능. - 전이중 모드 통신 지원 >> CSMA/ CD 프로토콜이 필요하지 않음.
스위치의 주요 기능
1. 스위치의 MAC 주소 학습 기능. >> 전달 받은 신호를 원하는 포트로만 내보냄. >> 포트별로 콜리전 도메인이 나누어지기에 충돌 위험이 감소.
자세히 ) 1. 스위치의 MAC 주소 학습 기능(MAC address learning) - 특정 포트와 해당 포트에 연결된 호스트의 MAC 주소와의 관계를 기억. - 원하는 호스트에만 프레임을 전달. - MAC주소 테이블(MAC address table) >> 스위치 포트와 연결된 호스트의 MAC 주소 간의 연관 관계를 나타내는 정보. - MAC 주소 학습 : 프레임 내 "송신지 MAC 주소" 필드를 바탕으로 이루어짐.
MAC 주소테이블을 어떻게 생성하고 관리할까? 3개의 용어를 학습해 보자.
플러딩
허브처럼 모든 포트로 프레임 전송. - 호스트 A가 호스트 C에게 프레임을 전송하면,
포워딩과 필터링
- 스위치는 호스트 B, D가 연결된 포트로는 내보내지 않도록 필터링(filtering)을 하고, - 호스트 C가 연결된 포트로 프레임을 포워딩(forwarding)함
에이징
- 만약 MAC 주소 테이블에 등록된 포트에서 일정 시간 동안 프레임을 받지 못하면 해당 항목은 삭제. - 일정 시간 동안 "송신지 MAC 주소"가 ab:cd:ac:cd:00:01인 프레임을 1번 포트에서 못 받으면 이 항목은 삭제.
참고 ) 브리지 - 브리지(bridge)는 데이터 링크 계층의 스위치와 유사한 장비 >> 네트워크 영역을 구획하여 콜리전 도메인을 나누거나 네트워크를 확장. >> 브리지는 앞서 설명한 스위치의 기능들도 제공. (MAC 주소를 학습, 포워딩, 필터링) - 다만 단일 장비로서의 브리지는 스위치에 비해 사용 빈도가 줄어드는 추세. - 일반적으로 스위치의 기능이 더 다양하고 성능도 우수하기 때문. But,브리지라는 용어는 여기저기서 사용됨. - 개념으로서의 브리지는 자주 사용된다! 그렇기 때문에 개념으로서는 알아둬.
2. 스위치의 VLAN 기능. >> 논리적으로 LAN을 분리하는 가상의 LAN, VLAN 구성 가능.
자세히 ) 2. 스위치의 VLAN 기능. - VLAN(Virtual LAN) - 한 대의 스위치로 가상의 LAN을 만드는 방법. >> 불필요한 트래픽(허브, 스위치의 플러딩)으로 인한 성능 저하 방지. * VLAN의 주요 의의 - "한대의 물리적 스위치라 해도", "마치 여러 대의 스위치가 있는 듯이", "호스트의 물리적 위치와 관계없이" 만드는 가상의 LAN. - VLAN은 사실상 다른 LAN : 서로 다른 네트워크로 간주, 브로드캐스트 도메인 달라짐.
** VLAN의 종류 2가지. 1.포트 기반 VLAN(port based VLAN) - 정적 VLAN - 스위치의 포트가 VLAN을 결정하는 방식. - 특정 포트에 VLAN을 할당한 뒤, 해당 포트에 호스트를 연결하여 VLAN에 참여. >> 호스트 A와 B는 VLAN2를 할당한 포트에 연결되어 있으므로 같은 LAN에 속한 셈. >> 호스트 C는 VLAN3에 속해 있으므로 호스트 A, B와는 다른 LAN에 속한 셈. 2. MAC 기반 VLAN(MAC based VLAN) - 동적 VLAN - 사전에 설정된 MAC 주소에 따라 VLAN이 결정. - 송수신하는 프레임 속 MAC 주소가 호스트가 속할 VLAN을 결정하는 방식.
