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| 시스코 Catalyst 4948 스위치 |
1. 개요
허브가 단순히 한 포트로 신호가 들어오면 그 신호를 다른 모든 포트로 전달하는 것에 비해, 스위치는 필요로 하는 포트로만 신호를 전달한다. 따라서 스위치에서는 허브에 비해 불필요한 트래픽이 감소하며, 이는 곧 네트워크에서의 데이터 전송 속도의 향상으로 이어진다.예전에는 해당 기능이 탑재된 허브를 '스위칭 허브'라고 불렀지만, 용어가 축약되면서 그냥 스위치라고 부른다.
2. 상세
이를 위해서는 보낼 신호의 목적지를 정확하게 알 수 있어야 한다. 그래서 스위치에서는 자신과 연결된 장비들의 MAC 주소와 그 장비가 연결된 포트를 기억해 뒀다 자신이 아는 MAC 주소를 대상으로 하는 데이터가 오면 알고있던 포트로 데이터를 전달한다. 그리고 데이터가 들어왔는데 데이터를 보낸 장비의 MAC 주소가 처음 보는 MAC 주소면 연결된 포트와 MAC 주소를 저장해뒀다가 다른 장비가 그 MAC 주소로 데이터를 보내면 알고있던 포트로 데이터를 전달한다. 만약 데이터를 보낸 장비의 MAC 주소는 아는 주소인데 데이터 도착지의 MAC 주소가 처음 보는 MAC 주소면 데이터를 모든 포트로 뿌려버린다.스위치는 신호를 필요로 하지 않는 포트로는 신호를 전달하지 않기 때문에 콜리전 도메인(collision domain)을 나누는데 사용할 수 있다.
관리형과 비 관리형이 있는데 관리형의 경우 컴퓨터와 연결하여 내부 설정을 변경할 수 있는 제품이고, 비 관리형은 내부 설정 변경이 불가능한 제품이다. 기업용 스위치는 관리형 제품이 흔하나 가정용/소규모용 스위치는 대부분 비 관리형이다.
한 대의 스위치에서 VLAN(Virtual LAN)을 나눔으로써 원하는 포트끼리만 신호를 전달할 수도 있다. 이렇게 하면 같은 VLAN으로 설정된 포트끼리만 통신할 수 있으므로 트래픽이 감소되며 보안 향상은 덤.[1]
스위치를 극단적으로 간단하게 정리하자면, 라우터에 붙어있는 네트워크 포트 수가 부족할 때 따로 연결해서 사용하는 기계이다.
스위치 업체로 가장 유명한 기업은 Cisco가 대표적이다. 다만, Cisco 업체는 L2/L3 스위치만 제조한다. ADC[2] 제조업체 중 가장 유명한 기업은 F5 Networks이다.
2.1. L2 스위치
원래 스위치란 OSI L2에서 작동하기 때문에 별다른 언급이 없다면, L2 스위치이다.참고로, 하단에 설명한 상위 레벨 스위치이더라 하더라도, L2 스위치 처럼 사용하는 것은 얼마든지 가능하다.
2.1.1. L2+ 스위치
일부 업체의 제품은 L2+ 스위치라는 용어를 사용하는데, 보안이나 QOS, IGMP 등의 기능이 강화된 L2 스위치를 의미한다.L2+ 스위치의 대표적인 기능으로 IGMP snooping 기능이 있는데, 이 기능이 없다면 IPTV 를 보려 할 경우 멀티캐스트 트래픽이 네트워크 전체로 흘러 넘치는 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위해서, 해당 기능을 탑재한다. IGMP 는 IP 를 기반으로 동작하는 L3 기능중 하나 이다.
그 외, 보안이나 QOS 등을 위해서는 L2 스위치 임에도 지나가는 패킷의 IP 정보를 참고하여 추가적인 기능을 수행할 필요가 있다. 또는 DHCP, ARP 등의 동작에 개입하여 이를 제어하는 기능을 수행하는 경우도 있다.
일부 업체들이 자사의 제품 홍보를 위해서 L2+ 스위치나 L2++ 스위치 같은 표현도 사용하지만, 시스코 같은 업체에서 생산되는 관리형 L2 스위치들은 이런 기능을 모두 탑재하면서도 그냥 L2 스위치라고만 표현한다.
2.2. L3 스위치
스위치라고 불리는 장비 중에는, OSI L3 에 위치하는 IP 주소를 이용해서 동작하는 장비들도 존재한다. 이런 상위 계층의 장비의 경우, 'IP 스위치' 또는 'L3 스위치' 라고 부른다. L3 스위치는 라우터라고도 부른다. 옛날 초창기때는 L3 스위치랑 라우터랑 차이점이 있었으나, 현재는 L3 스위치랑 라우터랑 기능이 사실상 동일하기 때문에, 지금은 L3 스위치랑 라우터랑 동일한 의미라고 보면 된다.참고로 L3 스위치라고 L2 기능을 지원 안 하는게 절대로 아니다. L3 기능을 지원하려면 L2 계층 역시 당연히 지원되어야되기 때문에, L2 기능 역시 제공된다.
2.2.1. L3 스위치와 라우터의 비교
둘다 OSI L3 기준으로 동작하는 장비이고, 실질적으로 같은 기능을 수행하기에 서로 용어를 섞어서 사용한다. 무엇이 L3 스위치이고 무엇이 라우터인지 구분하는 명확한 기준은 없다.그래도 아예 차이점이 없는 것은 아닌데 아래와 같은 차이점이 있다.
- 본질적으로 라우터는 IP 가 아닌 다른 종류의 네트워크 프로토콜(예:ATM)도 다루는 경우도 많았다. 또한, 서로 다른 프로토콜끼리 변환 (예: ATM - IP) 기능 같은 것도 제공했다. 반면, 스위치는 이더넷/IP 에 특화된 장비만을 지칭한다. 그러나, 시간이 지나며 IP 를 제외한 다른 네트워크 프로토콜은 거의 모두 사장되면서, 사실상 차이가 없게 되었다.
- 동일한 기능을 하더라도 규모가 큰 장비는 여전히 라우터라고 부른다. 라우터 문서를 보면 랙 전체를 차지하는 대형 라우터도 존재한다.
- 라우터는 동적 라우팅 프로토콜(예: RIP, BGP, OSPF 등)을 강력하게 지원한다. L3 스위치의 경우에도 해당 프로토콜이 탑재된 경우는 많으나, 지원할 수 있는 테이블의 규모가 차이가 난다.
2.3. L4/L7 스위치(ADC)
그 외, L4 스위치 혹은 L7 스위치라는 것도 있는데 정확히는 ADC[3]라고 불리고 있다. 참고로, 초창기때는 L4 스위치랑 L7 스위치랑 기능 차이가 명확했지만, 요즘 나오는 제품들은 전부 다 L7 계층까지 지원되는 ADC로 통합되었다. 그러므로 현재는 L4 스위치로 불리는 제품들도 편의상 L4 스위치라고 부르는거지, 실제로는 L7 계층까지 전부 다 지원된다. 주로 SLB( 서버 부하분산) 또는 FWLB( 방화벽 부하분산)에 사용된다.IP 혹은 IP+Port번호[4] 기반으로 부하분산시 L4 계층 동작이며, L4 계층 부하분산 기반에 HTTP/HTTPS나 Cookie 등 Application 기반까지 같이 참조해서 부하분산 시 L7 계층 동작이다.
참고로 L4/L7 스위치라고 L2/L3 기능을 지원 안 하는게 절대로 아니다. 상위 계층을 지원하기 위해서는 하위 계층 역시 당연히 지원되어야되기 때문.
3. 포트 구성
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| 넷기어의 스위치 |
가정용 스위치는 5,8 포트 정도를 가지고 있지만, 업체에서는 16, 24, 48 포트 등 다양한 구성이 사용된다,
[1]
물론 Inter-VLAN이라고 해서 서로 다른 VLAN끼리 통신할 수 있게 하는 기술이 있기는 한데,
라우터 혹은 L3 스위치가 필요하다.
[2]
L4/L7 스위치
[3]
Application Delivery Controller. 애플리케이션 전송 컨트롤러
[4]
TCP, UDP 구분