Switch(스위치) 와 MAC address

(이 글을 보기전 subnetmask와 prefix에 공부를 하지 않으신 분들은 본 블로그에 있는 서브네팅을 보고 와주시기 바랍니다)

 

오늘은 스위치에 대해 글을 써보도록 하겠다.

서로 다른 대역대 간의 통신을 위해서는 router를 사용하여 통신하고 흔히 WAN(Wide area network)에서 사용하는 장치이다.

그럼 서로 같은 대역대 내에서 통신을 하고, 특히 굳이 같은 네트워크간에 라우터를 사용해서 포트를 공유해 통신을 해야할까? 라고 생각이 든다면 그 해결책은 바로 switch(스위치)다.

 

스위치는 사용 용도가 매우 다양하다. vlan을 통해서 회사 부서 간 데이터 흐름을 조절 할 수 있고, 여러 컴퓨터를 하나의 lan으로 묶어 라우터에 연결 시켜 외부와 통신을 해주는 역할도 한다.

또한 특별히 설정을 해주지 않아도 스위치는 통신이 가능하다.

음... 예시로 학교나 회사에서 사용하는 허브를 생각하면 편할 것이다.

백문이 불여일견이라 하였다.

그럼 패킷트레이서를 통해 그림으로 알아보자.

먼저 이 라우터와 스위치를 활용한 설계도를 만들어 보자 라우터-스위치, 스위치-컴퓨터 간은 서로 다른 네트워크 상의 연결이기 때문에 straight cable로 연결해 주도록 한다. ip는 subnet mask를 입력해주고 통신이 되는지 확인해본다.

 

앞시간에 라우터와 컴퓨터의 ip설정은 다 해보았으니 문제 없이 할 수 있을 것이다.

대부분의 사람들이 스위치의 포트가 처음에는 주황색으로 뜰 것이다.

이는 스위치가 연결이 됐을 때 처음 연결 상태를 확인하는 프로토콜 패킷(dtp, stp)을 전송해 세션을 만들어 놓는 작업이기 때문에 30초 내에 불이 초록색으로 들어오니 걱정 할 필요 없다.

 

스위치는 MAC ADDRESS를 가지는 맥 주소 테이블이 있는데 이것이 바로 스위치의 매력이다.

mac address에 대한 설명이다.

MAC address란 48bit로 이루어진 컴퓨터의 고유 주소로 제조사에 따라 정해지는 첫 24bit와 제조사에서 정해주는 상품별 식별 번호 24bit를 합쳐서 이루어 져있는데, IP처럼 절대 같을 수가 없다.

보통 2계층간 프레임 릴레이나 여러 통신속에서 활용되며 특히 같은 대역대에서는 IP로 찾기 힘드니 mac address를 이용해서 장비를 구분해 통신한다.

 

허브는 모든 데이터 전송을 브로드 캐스트로 한다.

하지만 스위치는 첫 데이터 전송을 브로드 캐스트로 하지만, 그 뒤로 그 맥 주소를 외워 unicast 통신을 한다.

 

한 번 패킷트레이서를 통해 확인 해 보자.

먼저 이런 인프라를 만들어 놓자. (PC 0부터 PC 4까지 1.1.1.1~1.1.1.4의 ip를 부여하자)

패킷 트레이서의 하단 부이다. 만약 스위치에 모두 초록불이 들어왔다면 제일 오른쪽 Realtime대신 simulation을 눌러보자. 

오른쪽 도구 중에 저 문자 버튼을 눌러서 PC0, PC4를 차례로 눌러보자.

이렇게 PC0에 문자가 생성되며 ICMP 패킷이라는 것을 확인 할 수 있다.

이제 오른쪽 중반부에 있는 Capture / Forward를 한번 차례 대로 눌러본다.

이렇게 브로드 캐스팅 하는 모습이 보일 것이다.

이후 계속 진행하여 끝까지 패킷이 PC0에 가는 모습을 보자.

이후 PC0에 다시 패킷이 도착했을 때 우리는 스위치의 CLI로 들어가 MAC address table이 있는지 확인 해보자.

enable 모드에서 #show mac-address-table 명령을 통해 확인 해 보자.

이렇게 테이블에 서로 통신을 한 PC1과 PC4의 컴퓨터의 48bit Mac Address가 보인다.

이런 MAC address를 스위치가 기억해 다음 통신에서 찾아 가야 될 장소를 알고 있다.

그래서 그 다음 패킷은 broadcast가 아닌 unicast로 통신이 되는 것을 확인해 볼 수 있을 것이다.

 

각자 한 번 더 메시지 모양으로 통신을 해보길 바란다.

또한 이번 시간에 해보았던 Simulation을 통해 패킷의 전송과정을 보는 것은 나중에 트러블 슈팅에 있어서 큰 역할을 하니 꼭 활용 할 수 있게 연습해보길 바란다.