홈 네트워크 구성에 익숙하다면 라우터의 기본 사항을 알 수 있습니다. 라우터는 네트워크를 정의하고 다른 네트워크에 대한 게이트웨이 역할을 합니다. 홈 네트워크에서 이러한 다른 네트워크는 일반적으로 인터넷입니다. 하지만 그럴 필요는 없습니다. 엔터프라이즈급 네트워크에서는 서로 다른 라우터와 해당 라우터의 서로 다른 포트로 연결된 네트워크 배열을 종종 볼 수 있습니다.
라우터에 이더넷 포트가 많지 않다는 것을 종종 알게 될 것입니다. 많은 홈 라우터는 최대 2개, 3개 또는 4개의 포트를 제공하지만 일부는 하나만 제공합니다. 엔터프라이즈급 라우터는 항상 4개 이상의 포트를 제공하지만 일반적으로 수십 개의 포트를 제공하지는 않습니다. 즉, 라우터에 연결해야 하는 모든 장치를 연결하기에 충분한 포트가 없을 수 있습니다.
이 문제를 해결하려면 두 개의 네트워크 장치가 도움이 될 수 있습니다. 첫 번째는 네트워크 허브입니다. 이것은 더 많은 수의 포트를 제공하지만 들어오는 트래픽을 다른 모든 아웃바운드 포트로 전달합니다. 모든 장치는 특히 대규모 네트워크에서 문제를 일으킬 수 있는 대역폭을 공유합니다. 다른 옵션은 네트워크 스위치입니다. 스위치는 또한 많은 포트를 제공합니다.
그러나 허브와 달리 네트워크 트래픽을 이동해야 하는 장치로만 전달합니다. 이것은 각 호스트에 대한 대역폭이 다른 호스트와 독립적임을 의미합니다. 네트워크 스위치는 더 나은 대역폭 기능으로 인해 허브보다 훨씬 더 많이 사용됩니다.
스위치의 기본
네트워크 스위치는 일반적으로 많은 수의 이더넷 포트를 제공합니다. 소규모 비즈니스/홈 오피스 스위치는 4개, 8개 또는 12개의 포트를 제공하며 일반적으로 이를 초과하지 않습니다. 라우터와 달리 책상 위나 아래에 앉도록 설계된 소형 장치입니다. 엔터프라이즈급 라우터는 엔터프라이즈 라우터처럼 랙에 장착됩니다. 일반적으로 1U 스위치당 최대 48개의 표준 포트가 있습니다. 그러나 이들은 또한 이더넷 포트를 포함하여 소수의 다른 포트를 갖는 경향이 있습니다. 일반적으로 라우터에 대한 더 높은 대역폭 연결을 위해 설계되었습니다.
스위치는 일반적으로 이더넷 포트를 제공하지만 일부 엔터프라이즈급 장치는 다른 연결 옵션을 제공할 수 있습니다. 대부분의 스위치는 하나의 연결 옵션만 제공합니다. 그러나 일부는 모듈식이며 일반적으로 이더넷 및 광섬유와 같이 둘 이상을 제공할 수 있습니다. 다른 연결 옵션을 사용할 수 있지만.
핵심 기능
스위치의 핵심 기능은 OSI 모델의 계층 2인 데이터 링크 계층에서 작동한다는 것입니다. 즉, IP 주소가 아닌 MAC 주소를 통해 데이터를 라우팅합니다. 스위치는 네트워크에서 ARP 트래픽을 수신하고 어떤 물리적 포트에서 사용할 수 있는 MAC 주소에 대한 내부 테이블을 작성합니다. 즉, 트래픽이 특정 MAC 주소로 향하는 경우 스위치는 트래픽을 올바른 호스트로 전달하기 위해 라우팅할 물리적 포트를 정확히 알고 있습니다.
일부 스위치, 특히 다중 연결 매체가 있는 스위치는 OSI 모델의 레벨 2와 레벨 3 모두에서 작동합니다. 순전히 레이어 2 기반이 아닌 스위치를 멀티레이어 스위치라고 합니다.
기본 스위치에는 구성 가능한 옵션이 없으며 관리되지 않는 스위치라고 합니다. 많은 홈 오피스 스위치는 기본 기능을 갖춘 웹 관리 인터페이스를 제공합니다. 엔터프라이즈급 스위치는 관리되며 주로 CLI 기반 구성을 제공합니다. 네트워크 구성이 가능할 수도 있지만 종종 콘솔 포트를 통해 이루어집니다.
폭풍 방송
일반적으로 컴퓨터 네트워킹에서는 장치 간의 연결 메시가 바람직합니다. 메시 토폴로지는 링크 또는 장치 장애 시 중복성을 제공합니다. 그러나 스위치를 사용하는 경우에는 문제가 있습니다. 스위치는 브로드캐스트 도메인 내에 있기 때문에 다른 모든 포트에서 수신하는 브로드캐스트 패킷을 전송합니다. 메시가 있는 경우 브로드캐스트 패킷이 무한 루프에 들어가게 하는 루프가 시스템에 있습니다.
이 브로드캐스트 루프는 비교적 짧은 시간에 버퍼 공간을 소모합니다. 데이터를 전송하는 스위치의 능력을 압도하고 브로드캐스트 폭풍을 일으킵니다. 이는 네트워크를 사용할 수 없게 만드는 경향이 있습니다. 많은 양의 네트워크 트래픽은 또한 네트워크에 연결된 장치의 CPU 사용량을 크게 증가시켜 잠재적으로 쓸모 없게 만들 수 있습니다. 네트워크가 브로드캐스트 폭풍에 빠질 수 있는 경우 이를 해결할 수 있는 유일한 방법은 일반적으로 문제가 되는 이더넷 케이블의 플러그를 뽑아 루프를 끊는 것입니다.
소프트웨어는 브로드캐스트 폭풍의 위험을 무력화하기 위해 존재합니다. Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP, Spanning Tree Protocol의 역호환성 후속 제품. 이를 통해 네트워크가 선호하는 경로를 결정하고 선호하지 않는 경로를 일시적으로 비활성화할 수 있습니다. 장치와 같이 네트워크가 변경된 경우. 또는 링크가 실패하면 계산이 자동으로 다시 수행되어 이전에 비활성화된 백업 링크를 다시 활성화할 수 있습니다. STP는 선호하는 구성으로 수렴하는 데 약 1분이 걸렸습니다. RSTP는 6초 안에 전체 프로세스를 완료할 수 있습니다.
일부 관리형 스위치에는 지정된 대역폭보다 많이 소비하는 브로드캐스트 트래픽을 삭제하는 옵션이 있습니다. 이 기술은 루프를 허용하지만 브로드캐스트 폭풍의 위험을 무력화합니다.
결론
네트워크 스위치는 일반적으로 이더넷 포트와 같은 여러 연결 포트를 제공하는 컴퓨터 네트워킹 장치입니다. 각 포트는 다른 모든 포트의 처리량과 관계없이 총 대역폭을 사용할 수 있습니다.
책상 위에 놓을 수 있고 일반적으로 최대 12개의 포트를 제공하는 홈 오피스 장치는 사용 가능한 경우 일반적으로 기본 구성 옵션을 제공합니다. 엔터프라이즈급 스위치는 랙 장착형이며 1U 스위치에 최대 48개의 포트를 제공하며 전체 관리 옵션과 함께 제공됩니다. 스위치는 MAC 주소로 트래픽을 라우팅하는 OSI 모델의 레이어 2에서 작동합니다.