네트워크 L2 스위치 개념과 기능(2)

토폴로지

구성도

다음과 같은 기본적인 구성이 있습니다. 하나의 스위치에 4대의 pc가 연결이 되어있습니다.

그렇다면 스위치는 어떻게 pc간의 통신을 이루어지게 하는지 알아보겠습니다.

 

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1. Flooding

pc1이 pc3으로 데이터를 보낸다고 가정하면 pc1의 데이터가 스위치를 거쳐 pc3으로 가야합니다. 이 때 스위치는 먼저 Mac adreess table을 확인을 합니다. table에 pc3에 해당하는 Mac 주소가 있는지 확인하는 것입니다.

MAC address table

 

그런데 현재는 스위치에 Mac 주소가 비어 있는 것을 알 수 있습니다. 이럴 경우에는 스위치가 같은 네트워크에 있는 모든 장비로 브로드캐스팅을 합니다. 그리고 데이터를 받은 pc들은 자신의 Mac 주소가 맞으면 응답하고 맞지 않으면 데이터를 버립니다. 이렇게 스위치가 목적지를 찾기위해 브로드캐스팅 하는 것을 flooding 이라고 합니다.

 

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2. Learning

pc1에서 pc3으로 핑을 보내 보겠습니다.

ping

 

그리고 다시 switch에서 Mac address table을 확인해보겠습니다.

Learning

 

Mac-address-table에 pc1과 pc3에 대한 Mac 주소와 연결된 포트가 있는 것을 확인할 수 있습니다. 이렇게 한 번 통신이 오고 가는 과정에서 스위치는 연결되어 있는 장비의 포트와 Mac 주소를 학습하여 Mac-address-table에 저장합니다. 이것을 Learning이라고 합니다.

 

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3. Forwarding, Filtering

이제 Mac 주소가 학습된 상태에서 다시 한 번 pc1에서 pc3로 핑을 보내 보겠습니다.

forwarding

 

아까 flooding 때와는 달리 이번에는 바로 목적지인 pc3로 데이터를 보냅니다. 그 이유는 아까 flooding과 learning을 거치면서 Mac 주소 테이블에 목적지에 대한 데이터가 생겼기 때문입니다. 스위치는 목적지에 대한 주소를 가지고 있으면 브로드캐스팅을 하지 않고 해당 포트로 유니캐스트를 하게됩니다. 이렇게 목적지 포트로 바로 보내는 것을 forwarding이라고 합니다.

그리고 목적지가 아닌 포트에 프레임을 전달하지 않는 것을 filtering이라고 합니다.

스위치는 이 두 가지 동작을 거의 동시에 수행하며 이를 통해  네트워크 성능을 향상시킬 수 있습니다.