Link-Layer Switches

상위 문서: Switched Local Area Networks

개요

스위치(switch)는 link layer에서 작동하며, 프레임을 받아서 이를 송신 링크(link)로 forwarding하는 역할을 한다.

Forwarding and Filtering

Filtering은 프레임을 어떤 인터페이스로 전달할지 혹은 단순히 버릴지(drop)를 결정하는 스위치 기능이다. 또한, forwarding은 프레임을 어느 인터페이스로 보낼지를 결정하고, 실제로 그 인터페이스들로 프레임을 이동시키는 기능이다. 스위치의 filtering과 forwarding은 스위치 테이블(switch table)을 사용하여 수행된다. 스위치 테이블에는 LAN에 있는 일부 호스트 및 라우터들에 대한 항목이 저장되어 있다. 스위치 테이블의 각 항목은 MAC 주소와, 해당 MAC 주소로 이어지는 스위치 인터페이스, 해당 항목이 테이블에 저장된 시각을 의미한다:

Address	Interface	Time
62-FE-F7-11-89-A3	1	9:32
7C-BA-B2-B4-91-10	3	9:36
...	...	...

이러한 프레임 forwarding 방식은 데이터그램 forwarding 방식과 비슷한 면이 많다. 하지만 중요한 차이점은 스위치는 MAC 주소 기반으로 프레임을 전달하며, 라우터는 IP 주소 기반으로 데이터그램을 전달한다는 것이다. 또한, 전통적인 스위치 테이블은 라우터의 포워딩 테이블(forwarding table)과는 매우 다른 방식으로 구축된다.

스위치의 filtering과 forwarding이 어떻게 작동하는지를 이해하기 위해, 목적지 주소가 DD-DD-DD-DD-DD-DD인 프레임이 인터페이스 x에서 스위치로 도착한다고 가정하자. 이때 스위치는 MAC 주소 DD-DD-DD-DD-DD-DD을 이용해 스위치 테이블을 탐색한다. 이때 다음 세 가지 경우가 존재한다:

1. 해당 목적지 MAC 주소에 대한 항목이 테이블에 없음
   • 이 경우, 스위치는 프레임의 복사본을 인터페이스 x를 제외한 모든 출력 인터페이스 버퍼에 전송한다.
   • 즉, 목적지 주소에 대한 정보가 없을 경우, 스위치는 프레임을 브로드캐스트한다.
2. 해프레임이 인터페이스 x를 통해 도착했고, 목적지 MAC 주소도 인터페이스 x 방향인 경우
   • 이는 프레임이 이미 목적지와 같은 LAN 세그먼트에서 브로드캐스트된 것이며, 프레임이 목적지에 이미 도달했거나 도달 가능한 상태이므로 스위치는 프레임을 폐기한다. 즉, filtering 기능을 수행한다.
3. 해당 MAC 주소가 인터페이스 y (단, y ≠ x)에 연결된 것으로 테이블에 있음
   • 이 경우, 프레임은 인터페이스 y에 연결된 LAN 세그먼트로 전달되어야 한다.