스마트 네트워크 04 ] 이더넷 스위치

Pre-test

1. 이더넷 스위치가 자신의 특정 포트에 연결된 PC로부터 프레임 을 수신하면 해당 포트에 연결된 PC의 MAC 주소를 알 수 있다. 그 이유는 무엇인가?

프레임 내에는 목적지주소가 적혀있기 때문이다

2. 우리 대학의 웹 서버 컴퓨터(WWW.koreatech.ac.kr)의 IP 주소를 어떻게 알 수 있는가
   DNS Server에 요청하면 알 수 있다.

3. 우리 대학의 웹 서버 컴퓨터(WWW.koreatech.ac.kr)의 MAC 주소를 어떻게 알 수 있는가?

ARP는 같은 네트워크 내의 MAC주소만 얻을 수 있으므로(같은 네트워크 내에서 브로드캐스트하는 방식으로), 다른 네트워크상에 있는 DNS의 MAC을 알기 위해서는 라우터의 주소를 알고 라우터에서 ARP를 사용하여 알아낼 수 있다. (브로드캐스트의 범위가 라우터 내 서브넷으로 한정되어있으므로, 다른 네트워크에 있는 단말기의 MAC주소를 알기 위해서는 라우터 이상의 영역에서 다시 요청해야한다.)

4. 라우터가 이더넷 프레임을 수신하면 목적지 IP 주소를 알 수 있다. 그 이유는 무엇인가?

스위치가 관심있는 프레임구조

이더넷 프레임 내에는 MAC주소밖에 없는데 (dest addr = 라우터맥주소) (sour addr = 출발지맥주소)
어떻게 IP주소를 알 수 있을까>(DNS서버에 요청하기 전입니다.)

이는 데이터 칸 내부에 있는 헤더에 IP주소정보가 적혀있습니다.

라우터가 관심있는 데이터 구조 

12~16바이트까지가 IP주소가 적혀있는 공간이라는 것을 위의 그림에서 알 수 있으므로 이곳에서 읽어갑니다.

5. 이더넷 스위치가 특정 목적지 MAC 주소를 가진 프레임을 수신하면 어떻게 처리할까?

스위치는 자신의 포트에 연결된 컴퓨터들의 맥주소를 관리하는 MAC address table을 갖고있는데 이 테이블을 보고 해당 맥주소를 가진 목적지가 있는지 확인한 후 없으면 다시 브로드캐스팅으로 보내버립니다.
이 테이블을 갖는 방법(자동으로 알아냄, self learning)은 한번이라도 이 단말기가 프레임을 보냈다면 해당 프레임 내의 출발지 맥주소가 적혀있으므로 이를 기록해놓고 사용합니다.

( 내 3번째 포트에 ~~MAC주소를 가진 컴퓨터가 연결되어있더라. 이는 기존의 맥주소테이블에 없는 친군데 없으니까 새로 추가해주자.)(여기서, 해당 맥주소에서 오랫동안 프레임이 안오면 연결 해제됐다고 보고 테이블에서 없애버립니다 : ) 약 오랫동안 약 5분이 default라고 봄)

또 TCP헤더는 위의 헤더 외 데이터 내에 적혀있으니까 이는 라우터가 보겠지

계층이 내려갈수록 헤더가 계속 붙고 붙고 붙는 구조이니까

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switch

switch는 2계층에서 MAC주소를 가지고 동작하는 장비입니다.
router는 3계층에서 IP주소를 가지고 동작하는 장비입니다.

그렇다면 repeat hub는 몇 번째 계층에서 동작하는 장비일까요? 1계층 장비입니다

위 사진처럼 신호만 가지고 들어온 신호포트를 제외한 다른 모든 곳으로 보내는 역할을 하므로 프레임을 들여다보지 않는 1계층 비입니다.

여러 개의 스위치

이제 여러 개의 스위치가 있다고 해봅시다. 스위치A 스위치 B가 있는데 스위치 A는 B에 단말기 맥 정보도 갖고있습니다.(entry = 12) (여기서 스위치가 자신이 있음을 어떻게 알리냐면 역시 브로드캐스팅해서 알려주는거죠 머.. 자신과 연결된 PC의 맥주소를 뿌립니다.)

이처럼 ARP를 사용하여 MAC주소를 알아내기위해 많은 브로드캐스트가 발생하는데 (C1이 C6의 MAC주소를 알아내려고 하는 등)

서브넷의 네트워크 크기가 커질수록 브로드캐스트로 인한 트래픽이 너무 커지므로(학교처럼 큰 경우) Virtual LAN을 활용합니다.

우리집 스위치

공유기!
공유기는 라우터이기도 함 : )))
공유기 내부에는 DHCP기능이랑 이를 위한 NAT이랑 WiFi를 위한 AP랑 다 있음~

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실습!!
스위치에 있는 맥주소 알아보기~ ㅎㅎ 이제 맥주소를 보고 내가 몇 번 포트에 연결되어있는지 확인도 해보자 : D
위에서 설명한 것처럼 맥주소가 등록되고 사용되지 않으면 사라지는 등 동적으로 작용하기도 하는 것과 정적인 것이 있다.

 

참고로 Fa뜻은 fast ethernet임

생활코딩~~