11 스위치 (Switch)

네트워크 데이터 링크 계층에서 동작하는 스위치는 네트워크에서 중요한 역할을 하는 장비 중 하나입니다. 스위치는 컴퓨터와 같은 2개 이상의 IT 디바이스가 서로 통신하도록 허용하는 장비입니다. 여러 IT 디바이스를 연결하면 통신 네트워크가 생성됩니다. 이 통신 네트워크상에서 컴퓨팅, 인쇄, 서버, 파일 스토리지, 인터넷 액세스 및 기타 IT 리소스를 공유할 수 있습니다.

스위치 내부에는 MAC 주소 테이블이 존재합니다. 이는 스위치의 포트 번호와 해당 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC주소가 등록되는 데이터베이스입니다. 

스위치는 컴퓨터에서 목적지 MAC 주소가 추가된 프레임이 전송되었을 때, 프레임을 보낸 컴퓨터의 MAC 주소가 추가 되어 있지 않으면 자동으로 테이블에 업데이트를 합니다. 이를 MAC 주소 학습 기능이라고 합니다. 

 

하지만 여기서 목적지의 MAC 주소도 등록이 되어 있어야 합니다. 그렇지 않으면 스위치는 받았던 프레임을 연결된 모든 컴퓨터에 전송을 합니다.

이를 플러딩(flooding)이라고 합니다. 그리고 출발지와 목적지 모두 테이블에 존재하는 경우을 찾는 것을 MAC 주소 필터링이라고 합니다. 필터링을 해야 불필요한 데이터 전송을 막을 수 있는 것이죠.

 

 

---

 

 

스위치는 또 한 전이중 통신 방식을 통해서 네트워크를 전송합니다. 전이중 통신 방식은 크로스 케이블을 사용하여 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방법으로 반이중 통신 방식과 상반됩니다.

반이중 통신 방식은 통로가 하나 뿐이라 송수신이 동시에 일어나면 충돌이 발생합니다. (= 반이중 통신 방식인 허브의 문제점)

 

충돌이 발생할 때 그 영향이 미치는 범위를 충돌 도메인(Collision Domain)이라고 합니다.

허브의 경우 충돌이 일어나면 허브 뿐만 아니라 허브에 연결된 모든 컴퓨터가 충돌 도메인 범위에 들어갑니다. 하지만 스위치는 충돌이 일어난 컴퓨터와의 송수신만 충돌 도메인 범위로 잡혀 훨씬 효율적입니다. 

 

 

---

Switch: A network device that operates at the data link layer, using MAC addresses to forward frames efficiently between network devices within its ports.

MAC Address Table: A table maintained by a switch that maps MAC addresses to corresponding switch ports, enabling efficient frame forwarding.

Flooding: A network process where a switch broadcasts a frame to all its ports when the destination MAC address is not found in its MAC address table.

MAC Address Filtering: The process of selectively allowing or blocking network traffic based on the source or destination MAC addresses in a switch's MAC address table.

Full-Duplex Communication: A communication mode in which data can be transmitted and received simultaneously, allowing for faster and more efficient communication.

Half-Duplex Communication: A communication mode in which data can be transmitted or received, but not simultaneously, potentially leading to collisions and slower communication.

Collision Domain: A network segment where data collisions can occur, typically in half-duplex communication, potentially leading to degraded network performance.