네트워크 스위치란?
네트워크 스위치는 OSI 7 모델에서 데이터 링크 계층(L2)에서 작동하는 물리적 네트워크 장비입니다.
스위치에 물리적 포트에 연결된 장치에서 보낸 패킷이 목적지에 해당 장치에 패킷으로 전달됩니다.
일반적으로 스위치는 L2에서만 작동하지만, L3를 지원하는 스위치도 존재합니다.
라우팅을 지원하는 네트워크 스위치는 네트워크 계층(L3)에서도 작동할 수 있습니다.
네트워크 스위치는 이더넷, 파이버 채널, InfiniBand 등으로 작동하는데, 거의 대부분 이더넷을 사용합니다.
네트워크 스위치 작동방식
컴퓨터 장치의 NIC와 이더넷 케이블을 통해서 스위치와 연결합니다.
이때 스위치는 장치의 NIC(네트워크 포트)에 저장된 MAC 주소를 저장합니다.
스위치는 MAC 주소를 보고 어떤 장치의 패킷이 전송되고, 들어오는 패킷을 어느 MAC주소로 보낼지 판단합니다.
MAC 주소는 NIC의 고유주소라 변하지 않습니다. 네트워크 계층의 IP 주소는 임의적으로 변경이 될 수도 있습니다.
패킷이 스위치에 들어오면 스위치는 헤더를 읽어서 목적지 MAC주소를 알아냅니다.
그리고 목적지 MAC주소의 포트를 통해 패킷을 보냅니다.
스위치는 데이터 링크계층에서 동작하지만, 네트워크 계층에서 동작할 수 있습니다.
IP 대역이 다른 장치가 1개의 스위치에서 통신을 하려면, 스위치에 내장된 라우팅 기능을 사용할 수 있습니다.
스위치와 허브의 차이점
허브는 리소스 공유를 위해 여러 장치를 함께 연결할 수도 있으며, 허브에 연결된 장치 모음을 LAN 세그먼트라고 합니다.
허브는 연결된 장치 중 하나에서 보낸 패킷이 허브에 연결된 모든 장치에 브로드캐스트된다는 점에서 스위치와 다릅니다.
브로드캐스트란 모든 포트로 패킷을 보낸다고 이해하면 되겠습니다.
모든 포트로 패킷을 보낸다는건, 포트수를 많이 사용할수록 허브가 느려질 수도 있습니다.
반면에 스위치를 사용하면 패킷은 해당 목적지 주소가 지정된 장치의 포트로만 전달됩니다.
따라서 스위치안에서 트래픽이 훨씬 효율적으로 이동합니다.
스위치와 라우터의 차이점
라우터는 스위치와 다르게 네트워크 계층(L3) 계층에서 동작합니다.
라우터는 네트워크 트래픽 포워딩과 라우팅 기능을 제공합니다.
즉 IP를 기반으로 통신을 하며, 서로 다른 대역의 IP의 길을 안내해 줍니다.(말 그대로 라우팅 해줍니다)
일반적으로 패킷이 인터넷으로 이동할 때는 장치 > 허브 > 스위치 > 라우터 > 인터넷 순으로 가는 걸 이해하면 좀 더 이해가 편합니다.
물론 라우팅의 기능을 가진 스위치도 존재합니다.
스위치 유형
스위치의 유형을 정할 때는 연결해야 하는 장치 수와 필요한 네트워크 속도/대역폭 유형에 따라 다릅니다.
소규모 사무실은 일반적으로 8 포트 스위치로 충분하지만 대규모 사무실이나 전사실 같은 경우 최대 128 포트의 스위치를 볼 수도 있습니다.
스위치는 데이터 센터 또는 서버 팜에 설치하기 위해 랙 장착도 할 수 있습니다.
랙 장착형 스위치의 크기는 1U에서 4U까지 있으며, 그보다 더 큰 스위치도 존재합니다.
스위치는 고속 이더넷(10/100 Mbps), 기가비트 이더넷(10/100/1000 Mbps), 10기가 비트(10/100/1000/10000 Mbps), 심지어 40/100 Gbps까지 제공합니다.
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