현대 네트워크는 점점 더 복잡해지고 있으며 적합한 네트워킹 장비를 선택하는 것이 중요해졌습니다. 네트워크 엔지니어가 내려야 할 가장 기본적인 결정 중 하나는 2계층 또는 3계층 스위치를 구현할지 여부입니다. 각 스위치 유형에는 장점, 기술적 역량 및 특정 네트워크 환경에 맞게 조정된 애플리케이션이 있습니다. 읽고 있는 가이드는 이러한 구분을 구분하여 네트워킹 요구 사항에 대한 정보에 입각한 선택을 할 수 있도록 합니다. 이 문서는 다양한 구성에 가장 적합한 스위치 유형이 무엇인지에 대한 문제를 둘러싼 명확성을 제공하는 것을 목표로 합니다. 2계층과 3계층 스위치의 차이점을 이해하는 것은 소규모 비즈니스 네트워크 또는 광범위한 엔터프라이즈 인프라를 최적화하는 데 중요합니다. 이러한 차이점은 네트워크의 효율성, 확장성 및 성능을 보장합니다.
무엇이 레이어 2 스위치 어떻게 작동합니까?
2계층 스위치는 OSI 모델의 데이터 링크 수준에서 작동하며 로컬 에어리어 네트워크(LAN) 내에서 데이터를 전달하는 역할을 합니다. 2계층 스위치는 MAC(Media Access Control) 주소를 사용하여 데이터 패킷의 목적지를 식별하고 올바른 장치로 전달되도록 합니다. 2계층 스위치는 MAC 주소와 포트 연결 테이블을 구성하여 연결된 모든 장치에 정보를 전파할 의무 없이 트래픽을 제어할 수 있습니다. 이러한 방법은 네트워크의 부하를 줄이고 전반적인 성능을 향상시킵니다. 2계층 스위치는 동일한 네트워크 세그먼트 내에 있는 장치 간의 통신을 지원하는 데 이상적이므로 로컬 에어리어 네트워크의 기본 구성 요소가 됩니다.
어떻게 레이어 2 스위치 에서 작동합니다 네트워크
레이어 2 스위치는 로컬 영역 네트워크 내에서 데이터를 라우팅하기 위해 장치의 MAC 주소를 사용하여 작동합니다. 들어오는 프레임을 추적하고 들어오는 프레임의 소스 MAC 주소를 MAC 주소 테이블에 저장하고 이 소스 MAC 주소를 적절한 포트와 연결합니다. 데이터를 전달할 때 스위치는 대상 MAC 주소에 대한 적절한 포트를 확인하여 스위치가 불필요한 트래픽 없이 데이터를 수신자에게 직접 보낼 수 있도록 합니다. 이 프로세스는 원치 않는 데이터 흐름을 줄이고 하나의 로컬 영역 네트워크 세그먼트 내에서 두 개 이상의 장치 간의 효과적인 통신을 보장합니다.
의 역할은 MAC 주소 에 레이어 2 스위치
데이터 프레임을 전환하는 동안 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC) 역할을 하는 레이어 2 스위치의 일부입니다. 네트워크 통신 MAC 주소는 MAC 주소와 밀접하게 연관되어 있으며 OSI 다이어그램의 데이터 링크 계층과 밀접하게 연관되어 있습니다. 모든 MAC 주소는 네트워킹 장치와 각 인터페이스 카드의 ID 역할을 합니다. 2계층 스위치 내에서 MAC 주소는 MAC 주소 테이블이 형성되는 기반이 되었습니다. 이 테이블은 여러 MAC 주소를 얻을 수 있는 동적 검색 엔진 역할을 합니다. 스위치는 데이터 프레임을 받고, 데이터그램을 받으면 MAC 주소 테이블을 생성하며, 이 테이블을 사용하여 LAN(Local Area Class Network) 내에서 최적화된 라우팅을 위해 포트로 MAC 주소를 추적합니다. ___________ 최신 MAC 주소 2계층 스위치는 수천 개의 MAC 주소를 지원할 수 있어 유연성과 확장성이 향상됩니다. 예를 들어, 고밀도 장치 배치를 특징으로 하는 일부 엔터프라이즈급 스위치는 약 3200개 이상의 MAC 주소를 지원합니다. 또한, 스위치는 테이블에서 일정 기간 동안 사용되지 않은 MAC 주소를 삭제하는 에이징(Aging) 시간을 구현하거나 제공할 수 있으며, 이를 통해 메모리 오버플로 및 다이 효율 문제 발생 가능성을 무시할 수 있습니다.
VLAN(Virtual Local Area Network) 세분화는 MAC 주소와 관련된 또 다른 활동입니다. MAC 기반 필터링과 VLAN 태깅을 통해 레이어 2 스위치가 가상화된 네트워크 세그먼트에서 트래픽 흐름을 제어하여 보안과 성능을 개선할 수 있습니다. 이러한 기능은 MAC 주소 기능이 단순히 데이터를 전달하는 것을 넘어 매우 복잡한 네트워크 시스템에서 트래픽과 통신 관리에 적극적으로 참여하는 방식을 보여줍니다.
2계층 스위치는 MAC 주소 지정 기술을 사용하여 네트워크 접근성을 강화하고, 브로드캐스팅 볼륨을 줄이고, 정보 흐름을 간소화합니다. 따라서 스위치는 현대 네트워크 시스템에서 중요한 역할을 합니다.
장점과 한계 레이어 2 스위치
2계층 스위치의 이점
향상된 네트워크 효율성
레이어 2 스위치는 소프트웨어에 의존하는 라우팅 기술과 달리 데이터 패킷을 전달하기 위해 시간 효율적인 기술을 사용하는 MAC 주소 체계를 통해 하드웨어 수준 스위칭을 활용합니다. 이를 통해 네트워크 지연이 줄어들고, 미세 조정된 로컬 환경에 대한 성능이 향상됩니다.
최소화된 네트워크 트래픽
2계층 스위치는 여러 개의 충돌 도메인을 생성하여 효율적인 네트워크 분할을 시행하고, 이를 통해 동일한 브로드캐스트 도메인에 있는 장치 간 통신이 더 자유롭게 트래픽을 교환할 수 있어 혼잡을 줄일 수 있습니다.
값어치
레이어 2 스위치나 라우터에 비해 레이어 3 스위치는 더 저렴합니다. 이는 효과적이고 경제적인 네트워킹 장치를 찾는 중소기업에 적합합니다.
설치 및 구성의 복잡성 감소
일반적으로 2계층 스위치는 기본적인 구성만 필요하므로 네트워크 관리자가 다른 상위 계층 스위치에 비해 장치를 설치하기가 더 쉽습니다.
VLAN 지원 기능
가상 로컬 영역 네트워크(VLAN)에 대한 지원은 레이어 2 스위치에서 일반적입니다. 이는 네트워크를 세분화하는 데 도움이 되고 하나의 물리적 네트워크 인프라에서 논리적 그룹을 더 잘 관리할 수 있게 해주므로 유지 관리가 더 쉬워집니다.
LAN의 확장성 향상
2계층 스위치를 사용하면 IT 부서가 주요 재구성 없이 LAN(Local Area Network)을 확장할 수 있어 조직이 비즈니스 성장에 맞춰 발전할 수 있습니다.
2계층 스위치의 과제
VLAN 간 통신에 대한 제한된 지원
2계층 스위치는 데이터 링크 활동에만 국한되며 VLAN 간 라우팅을 완료할 수 없으므로 VLAN 통신에는 라우터나 3계층 스위치가 필요합니다.
방송 트래픽 증가
브로드캐스트 도메인 내에서 레이어 2 스위치는 양방향 트래픽을 전송합니다. 이 활동은 대역폭을 소모하고 많은 장치가 있는 대규모 네트워크에서 성능을 저하시켜 오버헤드가 증가합니다.
네트워크에서 상호 연결 지점으로 스위치를 사용하면 2계층 MAC 주소가 보호되지 않으면 외부 공격에 취약해질 수 있는 등의 취약점으로 인해 심각한 보안 문제가 발생할 수 있습니다.
2계층 스위치는 단일 브로드캐스트 도메인에 유지되므로 ARP 스푸핑, MAC 플러딩과 같은 외부 공격을 받기 쉽고, 이로 인해 네트워크 무결성과 보안이 손상됩니다.
정교한 라우팅 옵션의 부재
3계층 장치는 2계층 스위치와 달리 복잡한 네트워크 토폴로지에 필수적인 동적 라우팅 프로토콜(OSPF 및 BGP 등)을 사용할 수 있습니다. 따라서 고급 리라우팅 옵션은 2계층 스위치에서 관리되지 않습니다.
광역 네트워크에는 적용되지 않음
소규모에서 중규모 네트워크를 용이하게 하기 위해 레이어 2에서 작동하는 것은 유용한 옵션입니다. 그러나 네트워크 간 통신이나 라우팅의 한계로 인해 대규모 네트워크에는 고급 장치가 필수적이므로 이러한 스위치는 적합하지 않습니다.
이러한 장단점을 고려하면 네트워크 설계자는 성능, 확장성, 보안 요구 사항을 충족하는 동시에 인프라에 레이어 2 스위치를 전략적으로 배치할 수 있습니다.
어떻게 레이어 3 스위치 ~와 다르다 레이어 2 스위치?
이해 계층 3 라우팅 기능
3계층 스위치와 2계층 스위치의 결정적 차이점은 3계층 스위치가 라우팅 기능을 수행할 수 있다는 것입니다. 2계층 스위치는 적절한 도메인에서 관련 MAC 주소로 데이터를 전달하여 하나의 네트워크 내에서만 작동하는 반면, 3계층 스위치는 IP 주소를 사용하여 다른 네트워크 간에 트래픽을 라우팅할 수 있습니다. 라우팅을 수행할 수 있는 기능은 특히 네트워크 세분화 및 효율성에서 의사 결정을 강화할 수 있습니다. 3계층 스위치는 2계층 장치의 스위칭 기능과 일반 라우터의 라우팅 기능을 모두 수행하는 장치로, 3계층 스위치는 표준 라우터보다 더 다재다능합니다. 이러한 특성 덕분에 3계층 스위치는 네트워크 내 및 네트워크 간 통신이 많은 엔터프라이즈 환경에서 탁월한 성과를 낼 수 있습니다.
비교 2계층 대 3계층 in 네트워크 퍼포먼스
2계층 및 3계층에서 네트워킹 성능과 관련하여 해당 계층의 특정 기능과 응용 프로그램을 이해하는 것이 가장 중요합니다. 예를 들어, 2계층 장치인 표준 스위치는 데이터 링크 계층에 상주하며 로컬 영역 네트워크 또는 VLAN 내에서 MAC 주소를 사용하여 프레임을 전달하여 작동합니다. 이러한 장치는 서브넷 내에서 통신과 같은 네트워크 내 활동에 관여하기 때문에 특징적으로 빠르고 지연 시간이 거의 없으며 대상 주소의 처리가 개선됩니다. 그럼에도 불구하고 2계층은 라우팅 기능이 없기 때문에 다른 네트워크 또는 서브넷의 트래픽 관리에 상당한 단점이 있습니다.
그러나 라우터와 3계층 스위치를 포함한 3계층 장치는 네트워크 계층에서 작동하며 패킷 전달과 함께 IP 주소 지정 방식을 사용합니다. 3계층 스위치는 2계층 스위칭의 하드웨어 속도와 IP 라우팅을 통합하기 때문에 더 빠르고 효율적입니다. 그들이 네트워크 간 연결을 제공할 수 있도록 함 통신. 이를 통해 네트워크 세그먼트 생성, 동적 라우팅 구현, 트래픽 우선순위 지정, 그리고 고급 다중 서브넷 환경을 처리해야 하는 기업의 전반적인 성능 향상이 가능해집니다.
대규모 롤아웃에서 브로드캐스트 스톰이나 최적이 아닌 트래픽 관리 측면에서 2계층 네트워크는 성능이 떨어질 수 있습니다. 반면, 서브넷팅을 사용하면 3계층 장치의 트래픽을 격리하는 데 도움이 되는 논리적 세분화가 제공됩니다. 3계층 스위치를 구현하면 패킷 전달 및 트래픽 관리가 개선되어 대규모 환경에서 네트워크 혼잡이 최대 30%까지 줄어드는 것으로 나타났습니다.
대기 시간과 처리량은 둘 다 중요한 성능 지표이지만, 수준에 따라서도 다릅니다. 전반적으로 레이어 2 솔루션은 마이크로초 수준의 대기 시간을 가진 단일 브로드캐스트 도메인에서 더 효율적입니다. 그러나 네트워크가 확장되고 라우팅이 필요하면 레이어 3 장치는 해당 장치보다 훨씬 더 효율적으로 서브넷을 상호 연결할 수 있습니다. 최소한의 추가 대기 시간으로 그렇게 합니다. 추가 대기 시간의 양은 종종 밀리초 단위로 측정되며 하드웨어 사양과 전달 속도에 따라 추측됩니다.
3계층 및 2계층 장치의 안정성은 네트워크의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 기본적인 로컬 통신의 경우 2계층 솔루션이 실용적이고 구현 속도가 빠릅니다. 더 복잡하고 더 큰 상호 연결 또는 더 동적인 네트워크의 경우 3계층은 향상된 성능과 함께 더 큰 확장성과 제어를 제공합니다.
사용시기 레이어 3 스위치 당신의 네트워크
고속 데이터 전송과 고급 네트워크 수준 라우팅이 필요한 경우, 레이어 3 스위치가 가장 효과적입니다. 이 유형의 스위칭 장치는 레이어 2(데이터 링크 계층) 및 레이어 3(네트워크 계층) 장치의 기능을 모두 제공합니다. 따라서 복잡한 네트워크를 낮은 지연 시간으로 관리할 수 있습니다. 엔터프라이즈 수준 네트워크, 트래픽이 많은 데이터 센터 및 VLAN(Virtual Local Area Networks) 간에 정보를 원활하게 전송해야 하는 상황에 가장 적합합니다.
서로 다른 하위 네트워크를 사용하는 대기업이나 캠퍼스는 레이어 3 스위치의 이점을 크게 누릴 수 있습니다. 이는 과도한 데이터 흐름으로 인해 일반적으로 발생하는 병목 현상을 해결하는 VLAN 간 라우팅을 통해 하드웨어 수준에서 트래픽을 제어할 수 있기 때문입니다. 또한 전용 라우터를 제거하면 전반적인 성능이 향상됩니다. 보고서에 따르면 레이어 3 스위칭은 장치 기능에 따라 1~100Gbps의 처리량을 달성할 수 있으며, 이는 VoIP 및 비디오 스트리밍과 같은 대역폭 집약적 애플리케이션과 대용량 데이터 전송에 이상적입니다.
마찬가지로 중요한 점은, 레이어 3 스위치는 일반적으로 QoS(서비스 품질), ACL(액세스 제어 목록), 트래픽 셰이핑과 같은 추가 기능을 갖추고 있어 네트워크를 통한 데이터 흐름을 정밀하게 보호하고, 우선순위를 지정하고, 제어합니다. 이러한 조치는 금융 기관이나 매우 민감하고 생명에 중요한 데이터를 처리하는 전문 의료 시설과 같이 더 까다롭고 엄격한 네트워크 안정성 요구 사항이 있는 기업에 필수적입니다.
비용 대비 가치는 합리적인 가격의 패키지에 확장 가능한 구현 옵션이 있는 최신 레이어 3 스위치로 인해 주목할 만한 고려 사항입니다. 여기에는 향상된 기능이 포함됩니다. 일반적인 레이어 2 스위치에 비해 초기 비용이 더 많이 들지만 운영 효율성, 낮은 대기 시간, 축소된 하드웨어 범위가 시간이 지남에 따라 비용을 상쇄하는 경우가 많습니다.
결론적으로, 고속 데이터 처리 및 라우팅이 보완된 고밀도 및 유연한 네트워크가 필요한 지역은 인프라에 레이어 3 스위치를 통합해야 합니다. 이러한 스위치가 제공하는 네트워크 성능, 보안 및 관리 용이성은 현대 네트워킹 아키텍처의 핵심 요소를 확실히 설명합니다.
방법 2계층 스위치 구성 최적의 성능을 위해
필수 단계 레이어 구성 절대 설정
초기 스위치 설정
시작하려면 관리 IP를 통해 스위치에 연결합니다. 이는 장치 제조사에 따라 콘솔 액세스 또는 SSH를 통해 가능합니다. 논의된 대로 스위치 관리 인터페이스의 정적 IP 주소와 서브넷 마스크를 올바르게 설정하는 것이 중요합니다. 원격 관리의 경우 관리 VLAN을 VLAN 1 192.168.1.2/24로 설정하는 것이 좋습니다.
VLAN 생성 및 할당
VLAN은 2계층에서 세분화 및 트래픽 분리 목적으로 사용됩니다. 명령줄 인터페이스(CLI)에 로그인하여 필요에 따라 VLAN을 만들고 포트를 할당합니다. 가상 사용 사례의 경우 포트 10-1에 대해 VLAN 10 'Accounting'을 만들고 VLAN 20 'Sales'는 포트 11-20을 사용합니다. 이러한 세분화는 보안을 강화하고 트래픽 최적화를 개선합니다.
스패닝 트리 프로토콜(STP) 활성화
STP를 활성화하면 네트워크의 루프가 제거됩니다. 스위치 범위를 고려하면 대부분 스위치는 기본적으로 RIspr-SPanning Tree Protocol(RSTP)이 활성화되어 있습니다. 상태를 확인하고 루트 브리지에 원하는 우선순위를 설정해야 합니다. 중요한 스위치의 경우 루트 브리지 선택에 대해 더 낮은 우선순위 값을 설정하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 중복성을 보장하면서 다운타임을 줄이는 데 도움이 됩니다.
포트 보안 구성
포트 보안을 적용하여 네트워크 접근을 제어하고 네트워크 규율을 개선합니다. 포트당 최대 MAC 주소 수에 대한 제한을 설정하고 허용 주소를 정의합니다. 예를 들어, 포트 5를 구성하여 특정 MAC 주소 하나만 허용하여 잠재적으로 침입할 수 있는 장치에 대한 접근을 제한합니다.
서비스 품질(QoS) 매개변수 수정
QoS를 활성화하고 설정하여 음성 및 비디오와 같은 중요한 네트워크 트래픽에 일반 데이터 패킷보다 더 높은 우선순위를 부여합니다. DSCP(차별화된 서비스 코드 포인트) 값을 사용하여 실시간 프로토콜에 더 높은 우선순위를 할당합니다. 이렇게 하면 늪지대에 민감한 프로젝트에 대한 작업이 신뢰할 수 있습니다.
설정 확인 및 유지
show vlan, show spanning-tree, show running-config 명령을 실행하여 모든 구성을 확인하고 정확하게 검증합니다. 모든 것이 정확하게 설정되면 변경 사항을 저장하여 장치를 종료한 후에도 모든 구성이 유지되도록 해야 하며, 이는 일반적으로 write memory 또는 copy running-config startup-config 명령으로 수행됩니다.
목표는 레이어 2 스위치 관리 프로세스를 간소화하고, 성능을 높이고, 스위치 기반 네트워크 안정성, 확장성 세분화, 추가적인 미래 수요에 대비한 보안을 개선하는 것입니다. 구성 개정 및 성능 평가를 일상적인 관리 작업에 통합하는 것이 표준 관행이 되어야 합니다.
활용 VLAN and 포트 관리 기능
VLAN(Virtual Local Area Networks)과 포트 관리와 관련된 기능은 네트워크 최적화, 효율성 및 보안을 개선하기 위한 도구 중 일부입니다. 네트워크 관리자는 VLAN을 사용하여 트래픽을 논리적으로 분할하여 브로드캐스트 트래픽을 줄일 수 있습니다. 이제 민감하고 중요한 데이터를 격리하여 잠재적 침해 위험을 줄이는 동시에 전반적인 성능을 개선할 수 있습니다. 포트 관리 기능은 각 스위치 포트에서 특정 작업을 수행하는 제어를 강화합니다. 포트 보안 설정, 속도 및 이중 모드는 더 나은 연결을 달성하기 위해 조정할 수 있는 매개변수 중 일부에 불과합니다. 이러한 모든 기능을 결합하면 리소스 관리의 최적화와 유연성을 허용하고 네트워크의 고급 인프라에서 확장성을 촉진합니다.
보안 기능 및 컨트롤에 액세스 에 2계층 관리형 스위치
VLAN(Virtual Local Area Networks) 및 포트 관리 기술은 네트워크의 최적화, 효율성 및 보안을 개선하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 방법입니다. VLAN을 사용하면 네트워크 관리자가 트래픽을 논리적으로 분할하여 브로드캐스트 도메인을 정리할 수 있습니다. 이제 민감한 데이터를 격리하여 잠재적 침해 가능성을 줄이는 동시에 성능을 높일 수 있습니다. 각 스위치 포트에서 수행되는 특정 작업을 통한 제어 향상을 포트 관리라고 합니다. 포트 보안 설정, 속도 및 이중 모드와 같은 매개변수를 조정하여 더 나은 연결을 얻을 수 있습니다. 이러한 기능을 함께 사용하면 리소스 활용, 유연성 및 네트워크 확장의 고급 인프라를 최적화할 수 있습니다.
올바른 선택 네트워크를 위한 스위치: 레이어 2 및 레이어 3
선택할 때 고려해야 할 요소 네트워크를 위한 스위치
네트워크 스위치를 선택할 때, 확장 계획에 대한 성능 기능과 효율성에 주의를 기울입니다. 우선, 레이어 2 또는 레이어 3 스위치가 내 목적에 더 적합한지 확인하기 위해 네트워크의 범위와 규모를 고려합니다. 그 후, 스위치에 현재 장치에 필요한 수의 포트와 향후 추가를 위한 포트가 있는지 확인합니다. 또한, 스위치의 처리량과 대역폭 기능이 예상되는 네트워크 트래픽 증가를 충족시킬지 여부를 결정합니다. 다른 중요한 고려 사항으로는 PoE 기능, 보안 정책 및 관리 기능이 있으며, 이는 네트워크 리소스에 대한 전반적인 전략과 동기화되어야 합니다. 마지막 사항 중 하나는 제어 가능한 비용에 대한 계획입니다. 이 경우, 선택한 스위치가 불필요한 비용을 발생시키지 않도록 합니다.
Benefits of 매니지드 스위치 vs 비 관리 형 스위치
관리형 스위치는 비관리형 스위치와 나란히 놓으면 향상된 제어, 유연성 및 확장성을 제공합니다. 보안 및 트래픽 우선 순위 정책을 구현하는 것 외에도 네트워크 설정에 대한 구성 및 모니터링 기능을 제공하므로 복잡하거나 확장되는 네트워크에 적합합니다. 반대로 비관리형 스위치는 더 간단하고 경제적이어서 고급 기능이 필요하지 않은 소규모 정적 네트워크에 적합합니다. 또한 트래픽 관리 및 자세한 진단에서 얻은 성능 최적화 및 향상된 안정성과 같은 기본 관리형 스위치 기능이 부족합니다. 그러나 비관리형 스위치는 최소한의 설정 및 유지 관리 요구 사항으로 인해 기본 사용자에게 매력적입니다.
의 역할은 포트 기가비트 스위치 네트워크 효율성
포트 기가비트 스위치는 빠른 데이터 전송을 보장하고, 지연 시간을 낮추고, 네트워크 전체의 성능을 향상시켜 네트워크 성능을 개선하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 따라서 이러한 스위치는 여러 장치가 기가비트 속도로 상호 작용할 수 있도록 하여 비디오 스트리밍, 클라우드 컴퓨팅 및 기타 대용량 파일 전송과 같은 데이터 요구 작업을 수용합니다. 또한 이러한 스위치는 현대 기업과 가정 사용자를 위한 진화하는 네트워크 인프라에도 적합하여 안정적이고 고속 액세스를 최적화합니다.
탐험 레이어 2의 차이점 네트워킹의 레이어 3 스위치
방법 스위칭 및 라우팅 네트워크 트래픽에 영향
스위칭과 라우팅은 모두 다양한 복잡성으로 서로 다른 기능을 수행하며 네트워크 트래픽 관리에서 서로 연관되어 있습니다. 스위칭과 관련하여 이는 OSI 모델의 2계층(XNUMX)에서 작동합니다. 스위칭은 MAC 브리지라고도 하며 로컬 영역 네트워크 내에서 데이터 패킷의 이동에 집중하고 '주소 지정'에 MAC 주소를 사용합니다. 이 수준의 작동은 네트워크의 특정 세그먼트 내에서 장치가 서로 통신할 수 있고 데이터 교환으로 인한 초기 충돌이 최소화되도록 보장합니다.
반면 라우팅은 3계층(XNUMX)에서 작동하며 IP 주소의 도움을 받아 특정 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 이동하는 것을 담당합니다. 다시 말해, 라우팅은 대규모 네트워크(예: 로컬 영역 네트워크와 인터넷의 구형 연결)의 장치 간 상호 통신 및 정보 교환을 가능하게 합니다. 이러한 모든 것은 데이터와 정보에 대한 최적의 경로와 네트워크가 지정되어 있기 때문에 달성할 수 있습니다.
본질적으로 스위칭과 라우팅은 함께 작동합니다. 스위칭은 라우팅이 다른 네트워크를 통합하는 것처럼 네트워크의 내부 효율성을 처리하기 때문입니다. 따라서 두 기능은 네트워킹 내에서 서로 다르지만 보완적인 요구 사항을 나타냅니다.
중요성 MAC 주소 테이블 in 2 레이어 행정부
MAC 주소 테이블은 네트워킹의 2계층 운영에서 중요합니다. 이 테이블은 이더넷 스위치에서 보관하며, 연결된 장치의 MAC 주소를 특정 스위치 포트에 매핑하여 데이터 패킷을 로컬 영역 네트워크(LAN) 내의 올바른 장치로 보낼 수 있습니다. 간단히 말해서, 스위치가 프레임을 수신하면 MAC 주소 테이블을 먼저 확인하여 어떤 포트로 보낼지 결정합니다. 이렇게 하면 프레임이 모든 포트로 전송되지 않아 네트워크가 더 좋아지고 덜 혼잡해집니다.
오늘날 대부분의 엔터프라이즈급 스위치는 수백 또는 수천 개의 MAC 주소를 테이블에 보관할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 32,000개가 넘는 MAC 주소를 가질 수 있는 하드웨어 테이블이 있는 최신 스위치가 있습니다. 이를 통해 확장이 가능하고 네트워크가 제대로 작동합니다. 네트워크에 연결된 장치의 주소로 MAC 주소 테이블을 업데이트하는 기능을 동적 학습이라고 하며, 많은 최신 스위치에서 사용할 수 있는 기능입니다. 이를 사용하면 스위치가 모든 포트에 데이터를 보내도록 장치를 재구성할 필요 없이 네트워크에 연결된 장치를 추적할 수 있습니다.
MAC 주소 테이블을 적절히 관리하지 않으면 과도한 브로드캐스트 트래픽이 충돌 도메인 증가로 인해 네트워크 성능을 저해할 수 있습니다. 이는 특히 VoIP 및 비디오 스트리밍과 같은 실시간 애플리케이션에서 그렇습니다. 프레임 전달 메커니즘이 좋지 않으면 허용할 수 없는 지연이 발생하여 전반적인 사용자 경험이 저하될 수 있습니다. 따라서 MAC 주소 테이블을 적절히 사용하는 것은 현대 네트워크에서 시스템 균형을 유지하고 지연 시간을 최소화하며 레이어 2에서 운영 효율성을 개선하는 데 중요합니다.
이해 프레임 전환 및 데이터 흐름
모든 컴퓨터 네트워크 또는 스위칭 프레임 그룹과 마찬가지로 OSI 모델의 2계층에 있는 스위치 장치를 통해 데이터 패킷을 수신, 조작 및 전송하는 것과 관련하여 자동 작업이 물리적인 의미에서 수행됩니다. 이 계층은 중간 지점 역할을 하며 시스템을 두 부분으로 나눕니다. 하드웨어에 덜 의존적인 상위 계층과 하드웨어에 더 의존적인 하위 계층입니다. XNUMX계층에 대해 프레임에는 계층에 들어오거나 계층을 떠나는 프레임의 물리적 단위에 대한 정보가 있는 헤더가 포함됩니다. 기억해야 할 또 다른 핵심 사항은 모든 스위치에 MAC 주소 테이블이 포함되어 있다는 것입니다. 이 테이블은 전달 결정에 따라 주소 공간에 대한 액세스를 허용할지 아니면 액세스를 차단할지 결정합니다.
프로세스의 시작은 스위치 포트에서 프레임을 수신하는 것입니다. 모든 프레임에는 MAC 주소가 태그로 지정되고, 스위치는 MAC 주소를 참조하고 슬롯을 제공할 수 있기 때문에 직관적인 장치로 연결됩니다. 슬롯 중 하나에 사용 가능한 주소가 없는 포트가 있는 경우, 스위치는 다른 포트가 필요한 작업을 수행하여 도착하는 인터페이스를 제외한 모든 인터페이스를 통해 프레임을 전송하고, 추가한 포트 중 하나 이상이 대상 MAC을 갖기를 바랍니다. 이 작업은 주소를 MAC 테이블에 추가할 수 있는 학습 단계의 초기 단계를 완료합니다.
기술의 발전으로 스위칭 기능이 크게 향상되었습니다. 예를 들어, 최신 스위치는 초당 수백만 개의 속도로 프레임을 처리할 수 있는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 기반 하드웨어 스위치를 특징으로 합니다. 이러한 장치를 사용하면 여러 자릿수의 마이크로초 응답 시간과 통신 지연 시간을 극도로 최소화해야 하는 영역(예: 금융 거래 또는 HD 콘텐츠 스트리밍)에서 중단 없는 데이터 스트리밍을 달성할 수 있습니다. 또한 네트워크 성능을 모니터링하는 도구에 따르면 고급 패킷 버퍼링 기능이 장착된 스위치는 버스트 트래픽 관리를 수행할 수 있어 최대 사용 시 프레임 손실이 줄어듭니다.
최신 고대역폭 애플리케이션의 경우 VLAN 세분화 및 서비스 품질(QoS) 관련 트래픽 우선 순위 지정 기술은 필수적입니다. 한편 VLAN은 들어오는 트래픽을 구성하고 격리하여 요청되지 않은 데이터 간섭 문제를 줄이는 데 도움이 되는 반면, 다른 한편으로 QoS는 VoIP와 같은 중요한 스트림을 비교적 덜 시급한 데이터 스트림보다 우선시할 수 있도록 합니다. 이러한 모든 요소는 성능, 확장성 및 안정성 측면에서 최신 네트워크 아키텍처의 설계 및 견고성을 개선하는 데 기여합니다.
자주 묻는 질문
질문: 라우터와 3계층 스위치의 주요 차이점은 무엇인가요?
A: 3계층 라우터와 스위치는 기능, 설계 및 애플리케이션에서 최적으로 다릅니다. 라우터의 주요 기능은 서로 다른 네트워크를 상호 연결하고 라우팅 작업을 수행하는 반면, 스위치는 라우터 강화 고속 스위치로 설계되었습니다. 또한 라우터는 WAN 기능과 함께 고급 라우팅 프로토콜을 포함하는 경향이 있는 반면, 3계층 스위치는 일부 IP 라우팅 기능이 있는 2계층 스위치의 FSW를 구성합니다. 두 장치 모두 라우팅 테이블을 활용하고 IP 주소에 따라 전달 결정을 내리지만, 3계층 스위치는 소프트웨어가 아닌 하드웨어 기반 라우팅으로 인해 LAN 환경에서 패킷 처리가 더 나은 것으로 알려져 있습니다.
질문: 시스코 3계층 이더넷 스위치와 2계층 이더넷 스위치의 차이점은 무엇인가요?
A: Cisco 이더넷 레이어 2 스위치는 데이터 링크 레이어 기능에만 초점을 맞춥니다. 레이어 2 스위치는 프레임 내의 MAC 주소를 기반으로 스위치 내에서 프레임을 전달할 수 있습니다. 레이어 2 스위치는 네트워크에서 세그먼트를 생성하고 브로드캐스트 도메인 내에서 VLAN을 관리할 수 있습니다. 이와 비교했을 때 Cisco 레이어 3 스위치는 레이어 2 스위치의 모든 기능을 수행할 수 있으며 라우터의 추가 기능도 수행할 수 있습니다. 이를 통해 IP 주소에 따라 전달 결정을 내리고 VLAN 간을 라우팅하고 OSPF 및 EIGRP와 같은 라우팅 프로토콜을 활용할 수 있습니다. Cisco 레이어 3 모델은 QoS 성능, 보안 기능 및 포트 밀도가 더 우수하기 때문에 엔터프라이즈 코어 및 배포 레이어에서 더 일반적으로 사용됩니다.
질문: 이더넷 스위치의 2계층과 3계층 간 기능적 차이점은 무엇입니까?
A: 이더넷 스위치는 수신 프레임의 대상 MAC 주소를 보고, 2계층 MAC 주소 테이블에 따라 관련 스위치 포트로 전달합니다. 2계층 장치인 스위치는 외부 라우터의 도움 없이는 네트워크나 VLAN 간에 라우팅할 수 없습니다. 즉, 스위치는 Open Systems Interconnection 모델의 데이터 링크 계층에서만 작동합니다. 2계층 스위치와 달리 3계층 스위치는 모든 2계층 기능을 수행하는 것 외에도 패킷의 대상 IP 주소를 검사합니다. 이를 통해 3계층 스위치는 서로 다른 네트워크나 VLAN 간에 라우팅하고, IP 정보를 기반으로 액세스 목록을 제어하고, 라우팅 프로토콜을 활용할 수 있습니다. 즉, 3계층 스위치는 스위치와 라우터의 기능을 단일 네트워크 장치로 결합합니다.
질문: 네트워크에는 레이어 2 또는 레이어 3 중 어떤 모델의 이더넷 스위치를 사용해야 합니까?
A: 레이어 2 이더넷 스위치는 속도 프레임 전달을 통해 단일 네트워크 세그먼트 내에서 연결을 유지해야 하는 기본적인 요구 사항과 간단한 네트워킹 요구 사항 및 VLAN 간 통신이 거의 없는 경우에 가장 유용합니다. 기본 스위치는 소규모 사무실, 에지 네트워크 또는 스위칭 기능을 수행하는 별도의 라우터가 있는 경우에 적합합니다. 레이어 3 스위치는 추가 장치 없이 VLAN 간 라우팅을 활성화하고 LAN 내에서 고성능 라우팅, 복잡한 네트워크 세분화 또는 정교한 트래픽 관리를 위해 선택됩니다. 레이어 3 스위치는 대역폭 요구 사항이 높고 여러 VLAN의 트래픽을 라우팅해야 하는 대규모 조직의 네트워크 코어, 분배 계층 또는 캠퍼스 네트워크에서 선호됩니다.
질문: 3계층 스위치와 기존 라우터의 라우팅 테이블 관리의 차이점은 무엇입니까?
A: 레이어 3 스위치는 네트워크 목적지와 홉을 추적하는 것을 포함하여 기존 라우터와 마찬가지로 정교하게 네트워크 라우팅 테이블을 관리합니다. 레이어 3 스위치는 기존 라우터와 같은 라우팅 테이블을 가지고 있지만, 이 스위치는 하드웨어(ASIC)를 사용하여 라우팅 기능을 수행하는데, 이는 소프트웨어 기반 라우터에 비해 현저히 빠릅니다. 이들은 OSPF, EIGRP, RIP와 같은 표준 라우팅 프로토콜을 지원하지만, 기본 라우터보다 더 복잡한 라우팅 기능을 억제할 수 있습니다. 게다가, 레이어 3 스위치는 로컬 영역 네트워크(LAN)의 VLAN 간 라우팅에서 좋은 성능을 발휘하지만, 광역 네트워크(WAN) 연결과 복잡한 라우팅 작업에서는 성능이 떨어질 수 있습니다. 이들의 라우팅 테이블은 광역 네트워크보다는 로컬 영역 네트워크에서 더 빠르게 작동하도록 최적화되어 있습니다.
질문: 3계층 관리 스위치와 2계층 스위치 사이의 데이터 패킷 처리에는 어떤 차이점이 있습니까?
레이어 3 관리형 스위치는 대상 주소에 따라 데이터를 분석할 수 있기 때문에 레이어 2 스위치보다 더 심층적으로 데이터 패킷을 처리할 수 있습니다. 관리형 스위치와 비관리형 스위치는 모두 프레임 헤더를 검사하지만 레이어 2 스위치는 대상으로 사용되는 MAC 주소만 볼 수 있습니다. 레이어 2 스위치와 달리 관리형 레이어 3 스위치는 라우팅을 수행할 수 있으며, 이는 IP 헤더를 더 자세히 볼 수 있는 추가 기능을 통해 가능합니다. 이로 인해 스위치는 외부 라우터의 도움 없이 다른 VLAN 또는 서브넷 간에 트래픽을 라우팅할 수 있습니다. 관리형 레이어 3 스위치는 주소 확인 프로토콜을 사용하여 IP 주소를 MAC 주소에 연결하는 arping을 지원합니다. QoS 정책과 액세스 제어도 레이어 3에서 제공할 수 있으므로 레이어 3을 통한 네트워크 트래픽 관리가 레이어 2보다 더 유연하고 복잡해집니다.
질문: 라우터가 이미 있는 네트워크에서 3계층 스위치의 목적은 무엇입니까?
A: 기존 라우터가 있어도 여전히 레이어 3 스위치가 필요한 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. 첫째, 레이어 3 스위치는 일반적으로 기존 라우터보다 훨씬 더 높은 VLAN 간 라우팅 처리량을 제공하여 네트워크 정체를 제거합니다. 둘째, 소프트웨어 대신 하드웨어로 라우팅을 수행하여 네트워크 또는 회로의 속도를 개선합니다. 셋째, 레이어 3 스위치는 스위칭과 라우팅을 하나의 장치로 결합하여 전반적인 네트워크 설계를 개선하고 레이어 2 스위치 옵션이 있는 경우 레이어 3 스위치의 필요성을 줄입니다. 또한 여러 VLAN이 있는 거대한 네트워크에서 도메인 내 라우팅을 레이어 3 스위치로 오프로드하면 라우터에 부하를 분산하고 과도한 사용을 방지하는 데 도움이 됩니다. 마지막으로, 레이어 3 라우터는 높은 스위치 포트 출력으로 알려져 있어 더 높은 연결 밀도와 라우팅을 동시에 수행할 수 있습니다.
질문: 3계층 기가비트 이더넷 스위치는 어떤 방식으로 네트워크 운영을 더 빠르게 돕나요?
A: 레이어 3 지원 이더넷 기가비트 스위치의 네트워크 성능 향상은 여러 배입니다. 이러한 스위치는 또한 기가비트 이상의 고속 스위칭과 라우팅 기능을 결합하여 일반적으로 훨씬 느린 별도의 라우터를 통해 트래픽을 라우팅해야 하는 고풍스러운 지연을 제거합니다. 레이어 3 스위치는 소프트웨어 대신 하드웨어(ASIC)를 사용하여 라우팅 결정을 내립니다. 이를 통해 라우팅된 트래픽의 처리량이 크게 증가하고 지연 시간이 줄어듭니다. 와이어 속도로 VLAN 간 직접 라우팅을 허용하여 VLAN 간 통신의 성능에 도움이 됩니다. 또한 이러한 스위치는 중요한 애플리케이션에 대한 QoS와 같은 고급 트래픽 관리 기능을 구현할 수도 있습니다. 또한 이 스위치는 기존 라우터에 비해 포트 밀도가 높아 더 많은 장치를 기가비트 속도로 연결할 수 있으며 장치 내부에서 패킷 스위칭 및 라우팅의 이점을 얻을 수 있습니다.
질문: 조직의 네트워크 요구 사항을 충족하는 레이어 2 스위치인지 여부를 판단하는 데 가장 중요한 요소는 무엇입니까?
A: 2계층 스위치가 충분한지 확인하려는 경우 네트워크의 복잡성, 크기 및 향후 확장 범위를 분석하는 것이 중요합니다. 네트워크 내에 서브넷이 하나뿐이거나 VLAN이 몇 개뿐인 경우, VLAN 내 트래픽이 적은 경우, 라우팅 기능을 수행하는 라우터가 이미 있는 경우, 네트워크 간 대역폭 사용률이 낮은 경우, 고급 기능보다는 가치에 중점을 둔 경우 2계층 스위치가 적합할 가능성이 높습니다. 또한 2계층 스위치가 3계층 스위치에 비해 제한된 기능을 제공한다는 점을 고려하여 기본적인 QoS 및 보안 요구 사항이 충족되는지 확인합니다. 조직이 작고 네트워크 세분화가 필요하지 않은 간단한 연결 요구 사항이 있는 경우 2계층 스위치로 충분합니다. 반면에 더 많은 사용자와 더 복잡한 네트워크 설계가 필요한 경우 3계층 스위치에 투자하는 것이 좋습니다.
참조 출처
1. 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 레이어 2 루프 문제를 해결하기 위한 새로운 접근 방식
- 주 저자: Esmaeil Amiri 중등 저자: R. Javidan
- 출판 연도: 2019
- 출판 : 통신 시스템
- 인용 토큰: (Amiri와 Javidan, 2019, 47-57쪽)
개요
- 이 논문에서 저자는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)의 레이어 2 네트워크에서 루프 방지 문제에 대한 새로운 기술을 제안합니다. 그들의 접근 방식은 스패닝 트리 프로토콜(STP)과 비교되며, 그들의 방법은 스위치 포트 차단 및 스위치 용량 사용 측면에서 더 나은 결과를 제공한다고 주장합니다. 이 방법론에는 제안된 루프 방지 설계의 효과를 증명하기 위한 시뮬레이션과 함께 이론이 포함됩니다.
2. 표준 P4 코드 기반 하이브리드 SDN 스위치
- 저자 : J. 알바레즈-호르카조 외
- 출판 년도 : 2021
- 일지: IEEE 커뮤니케이션 편지
- 인용 토큰: (J. Alvarez-Horcajo 외, 2021, pp. 1482-1485)
슬립폼 공법 선택시 고려사항
- 이 연구에서는 프로그래밍 가능 프로토콜 독립 패킷 프로세서(P2) 언어를 사용하는 새로운 하이브리드 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 계층 4 스위치를 제안합니다. 스위치의 동작은 P4Runtime으로 지정되므로 프로그래밍 가능 데이터 플레인 기능을 달성할 수 있습니다. 저자는 다른 P4 제안보다 더 나은 성능을 주장하며 스위치의 전달 기능 자체 구성 기능에 대해 언급합니다. 이 방법론은 다른 구현과의 성능 비교로 구성됩니다.
3. P4VBox: P4 호환 스위치에서 가상화 구현
- 작성자 : 마테우스 사퀘티 외
- 출판 연도: 2020
- 출처: IEEE 커뮤니케이션 편지
- 정보 인용: (Saquetti 외, 2020, 페이지 146–149)
개요 :
- 이 논문에서는 P4 스위치의 가상화를 용이하게 하는 프레임워크인 P4VBox를 제시합니다. 저자는 네트워크 관리에서 사용 편의성과 효율성을 높여주는 수많은 가상 스위치 인스턴스의 병렬 실행 가능성을 검증합니다. 이 연구는 최대 13개의 가상 스위치를 동시에 실행할 수 있는 가능성을 보여주며, 이는 대역폭을 크게 향상시키고 지연 시간을 줄입니다. 이 접근 방식은 NetFPGA-SUME 보드에서 실제 구현을 기반으로 합니다.
4. 컴퓨터 네트워크
5. 라우팅
6. 네트워크 스위치