Switch

 Switch

 

데이터흐름을 제어하는 문이라고도 하며, 네트워크 단위들을 연결하는 통신장비입니다.

 

허브 보다는 전송속도가 개선되었으며 간단히 스위치라고 부르고 스위칭 허브(Switching hub), 포트 스위칭 허브 (Port swutching hub)라고도 한다.

 

스위치의 사용 목적은 허브와 유사하지만, 스위치는 훨씬 상향된 네트워크 속도를 제공한다.

 

이는 각 컴퓨터에서 주고 받는 데이터가 허브처럼 다른 모든 컴퓨터에 전송되는 것이 아닌, 데이터를 필요로 하는 컴퓨터에만 전 송되기 때문에 가능하다.

 

따라서 허브처럼 과부하 등이 쉽게 생기지 않으며, 대부분의 스위 치는 전이중(full duplex)을 지원하기 때문에 송수신이 동시에 일어나는 경우 훨씬 향상된 속도를 제공한다.

 

스위치는 이 기능을 수행하기 위해 각 컴퓨터의 고유한 MAC주소를 기억 하고 있어야하며, 이 주소를 통해 어떤 데이터가 어디로 전송되어야 하는지 판단해야한다.

 

하지만, 스위치를 이용하는 경우도 대량의 브로드캐스팅이나 스위치의 처리용량을 초과하는 데이터 흐름에 대해서는 취약할 수밖에 없으므로 커다란 네트워크의 경우는 VLAN 스위치나 라우터 등을 이용해 네트워크 자체를 분리해야 한다.

 

* 스위치 처리순서

1) Learning : MAC 주소를 학습

 

 2) Flooding : MAC TABLE를 참조하고 없다면 트래픽이 들어온 해당 포트를 제외하고 다른 포트 모두 확인

 

3) Forwarding : 해당 포트에게 전달

 

 4) Filtering : 해당 MAC Address 차단

 

5) Aging : 테이블 타이머

 

 

현재 위 그림 스위치의 맥 테이블에는 다른 경로로 가는 MAC Address가 존재하지 않는다 고 가정하도록 하자.

 

이때 이 맥 테이블에 올라가려면 호스트들이 Switch 를 지나가는 통신 을 시도해야한다.

 

통신을 시도할 때에 switch가 출발지 MAC Address를 보고 switch MAC table에 update(갱신)하게 된다.

 

이 단계를 거치면 Learning 단계가 끝난 것이다.

 

다음 단계는 Flooding 이다.

 

현재 host1에 서 host2로 가는 맥이 없는 것으로 보아 아직 통신을 시도하지 않았다.

 

이 상태에서 host2 에게 통신을 시도한다면 분명 switch는 MAC Table에는 확인할 수 없다.

 

 그렇다고 우리의 스위치는 쉽게 포기하지 않고, 들어온 트래픽 그룹 host2 port만 제외하고 나머지 port mode에게 해당목적지를 찾게 된다.

이 과정을 Flooding라고 한다.

 

Flooding을 하게 되면 MAC table에 각각 알아온 host들의 MAC Address가 switch MAC table에 update가 되어있다.

 

이때, host2가 host3에게 통신을 하게 될 경우 Switch는 자신의 Mac table을 확인한다.

 

확인했을때 자신이 아는 주소가 있기 때문에 Flooding이 필요 없이 해당 세그먼트(Segment)를 보고 바로 찾아 갈 수 있다.

 

다음은 Filtering이다.

 host3 과 host10은 같은 세그먼트에 속해있다.

 

 이때 host3이 host10에게 통신을 요청할 때에 Switch 같은 세그먼트끼리의 통신이니까 다른 쪽엔 굳이 보내지 않아도 된다고 판단하고 이를 Filtering한다.

 

Hub같은 경우는 Filtering기능이 없기 때문에 모든 port에 traffic이 발생하였을 것이다.

 

즉 이 필터링으로 인해 Collsion Domain 구역을 나눌 수가 있게 되고 쓸데 없는 트래픽을 낮추어 흐름을 원활하게 한다.

 

모든 Mac address가 영구적으로 기록이 남게 된다면 메모리를 차지하게 되고 차후에는 저장할 공간이 없게 될 수 도있다.

 

그래서 불필요한 정보 는 삭제하고 새로운 정보는 갱신할 수 있도록 하게 하는 기능이 Aging이다.

 

Aging은 기본 300초로 설정되어있으며, 이를 경과할 시에는 자동으로 MAC Address table 에서 자동 삭제된다.

 

aging time가 끝나기 전 즉 300초전에 다시 통신이 발생하면 300초부 터 다시 리셋 되서 그 mac address를 유지한다.