스위치

스위치는 브리지와 기능적인 차이는 없다. 

 

스위치는 단순히 브리지보다 성능이 조금 더 좋아진 정도이다. 

스위칭 허브 , 브리지, 스위치는 다 똑같은 용어이다. 

 

스위치와 브리지는  MAC 주소를 이용하기 때문에 데이터링크 계층에 속합니다. 

 

4개의 컴퓨터가 허브와 스위치로 연결되어있다고 가정해보자. 

이 컴퓨터들은 이전에 통신한 적이 없다. 

따라서 스위치의 메모리에 있는 MAC 주소 테이블은 비어있다. 

 

이 상태에서 PC1이 PC4에게 데이터를 보내는 상황이다. 그러면 가장 먼저 PC1이 허브로 데이터를 전송한다. 

그 다음은 PC2 와 Switch로 데이터를 브로드 캐스트한다. 여기서 PC2는 데이터의 목적지 MAC 주소를 보고 자신의 주소가 아니므로 버린다. 

데이터의 목적지가 MAC주소가 PC4니까 PC4에게만 전송한다. 이 네트워크에서 통신은 처음 일어난 것이라 스위치의 MAC 주소 테이블은 비어있다. 가장 먼저 스위치는 허브에서 전달된 데이터에서 출발지 MAC 주소를 보고 MAC 주소 테이블에 저장한다. 

여기서 허브는 스위치에 0번포트에 연결되어있다. 

 

그러면 MAC 주소 테이블엔 PC1의 MAC 주소와 0번 포트가 저장됩니다.  이 작업은 주소를 배웠다고 해서 'Learning'이라고 부릅니다. 

이제 스위치는 데이터의 목적지 MAC 주소를 보고 어느 포트로 보내야 하는지 판단해야 합니다. 

하지만 MAC 주소 테이블을 봤더니 목적지 MAC 주소인 PC4는 등록되어 있지 않다.  따라서 허브와 연결된 0번 포트를 제외한 나머지 포트로 브로드 캐스팅합니다. 이 작업을 'Flooding'이라고 합니다.

그럼 PC3과 PC4에 데이터가 도착하고 PC3은 자신에게 온 데이터가 아니므로 버린다. 

 

PC4는 자신에게 온 데이터이므로 상위계층으로 보내 데이터를 처리한다. 

 

이번엔 PC4가 PC1로 응답하는 상황으로 가정하겠습니다. 

가장 먼저 PC4가 Switch로 데이터를 보낸다. 그러면 스위치는 데이터의 출발지 MAC 주소를 보고 'Learning'합니다. 

즉, PC4의 맥주소가 몇번 포트와 연결되어있는지 맥주소 테이블에 저장한다. 

지금은 PC4가 2번포트로 연결되어 있다고 가정해 2로 기록했다. 그리고 스위치는 데이터의 목적지 MAC 주소가 MAC 주소 테이블에 있는지 확인한다. PC1의 MAC 주소는 MAC주소 테이블에 있으므로 브로드캐스팅, 즉 'Flooding'을 하지 않고 데이터를 0번 포트로 전송한다. 

 

이 작업을 'Forwarding'이라고 한다. 

허브는 브로드캐스팅으로 PC1과 PC2에게 데이터를 전송합니다.  PC2는 자신에게 온 데이터가 아니기에 버리고 PC1은 자신에게 온 데이터이므로 상위계층으로 보내 데이터를 처리한다.

 

 

이번에 PC2가 PC1에게 데이터를 보낸다고 가정해보자.

PC2가 hub로 데이터를 전송한다. hub는 pc1 과 switch로 브로드캐스팅을 통해 데이터를 전송한다. 

이 때, 허브로부터 데이터를 받은 PC1은 자신에게 온 데이터인 걸 확인하고 상위계층으로 보내 처리한다. 

한편 스위치는 데이터 출발지 맥주소를 Learning하고 데이터의 목적지 MAC주소를 MAC주소 테이블에서 찾습니다. 

 

여기서 PC1과 PC2는 0번 포트로 같은 포트라는 것을 알아차립니다.  따라서 PC1과 PC2는 스위치가 없어도 통신할 수 있다고 판단하고 어디에도 데이터를 전송하지 않는다. 

 

즉, PC3, PC4 어디에도 데이터가 흘러가지 않게 해주는데 이 작업을 Filtering이라고 한다. 

 

스위치는 이렇게 Learning, Flooding, Forwarding, Filtering을 해서 데이터를 이동시킨다. 

마지막으로 aging이라는 작업이 있다. 

스위치의 MAC 주소 테이블에 연결된 기기의 정보를 'Learning'한다고 했다. 

 

만약 시간이 오래 지나 많은 기기에 정보가 저장되어있다면 메모리가 부족해진다. 

따라서 일정 시간이 지나면 메모리에서 자동으로 제거하는데 , aging이라고 한다.

MAC 주소 테이블에서 제거되면 전송은 다시 어떻게 하나요? 

 

MAC 주소 테이블에서 제거되면 다시, Flooding, Learning을 통해 다시 MAC 주소 테이블에 등록한다. 

Aging 타이머가 다 되기 전에 MAC 주소를 참조한다면 해당 MAC 주소의 Aging 타이머는 초기화되어 시간이 연장된다.