[OSI 7 Layer] Layer2 - switch 동작 원리(Switching 방식의 종류)

옛날에는 switch는 layer2, router는 layer3라고 구분했었습니다.

하지만 현재는 그렇게 구분하지 않습니다. 지금은 best path를 찾는 알고리즘을 가지고 있는 기술을  router라 하고,  best path를 찾지 않고 어떤 정보에 의해서 packet을 포워딩하거나 frame을 포워딩을 하는 기술을 switching 기술이라고 이야기하고 있습니다.

 

따라서 layer2에서도 mac address를 가지고 라우팅을 하는 mac routing 기술이 있고 layer 3정보를 가지고 switching을 시키는  MPLS(Multiprotocol Label Switching) switching 이 있습니다. 

 

layer 2와 layer3 둘 다 switching 기술이 있는데 이번에는 layer2의 switching 기술을 알아보도록 하겠습니다. 

 

Switching 방식의 종류 

 

switching-방식

store-and-forward	switch가 유입된 모든 frame에 대하여 CRC값을 체크하여 에러여부를 확인 하는 방식
fragment-free	frame의 64bytes 정보만을 확인 하여 collisions 발생여부만 확인 하는 방식
cut-through	오늘날의 대부분의 switching 방식으로 destination MAC address만 확인하여 전송하는 방식

 

fragment-free가 처음 나왔을 때는 기술만 있고 사용되지 않고 있다가 cut-through 방식이 나오고 나서 fragment-free 방식을 도입하여 해당 방식을 가장 많이 쓰이고 있습니다. 

 

위처럼 합쳐서 사용하는 이유는 단독으로 사용되는 cut-through의 문제점이 있기 때문입니다.

destination MAC address만 보고 forwarding을 하려면 MAC address table이 필요합니다.

하지만 MAC address table은 source MAC address를 보고 만들어야 하는데 cut-through는 destination MAC address만 보기 때문에 destination MAC address에 아무런 정보가 없는 문제점이 발생하게 됩니다. 

 

따라서 빠르게 forwarding하는 cut-thorugh의 기술은 있으나 사용할 수 없었으나 fragment-free방식을 도입하고 해결이 가능하게 되었습니다. 

 

switch-구조

Control Plane 이란

Control Plane 이란 process가 CPU나 Memory 등의 자원을 이용하여 처리하는 영역으로 Layer2 Switch에서는 Memory 영역에 MAC adrress table이 위치합니다.

 

즉 frame이 들어오면 어디로 보낼지 정보를 만들어야 하기 때문에 그 frame source MAC address를 사용하여 MAC address table을 만듭니다. 이렇게 process가 정보를 가지고 테이블을 만드는 부분을 control plane이라고 합니다. 

 

Data Plane 이란

Control Plane에서 만들어진 정보를 기반으로 Hardware 기반으로 데이터를 처리하는 영역으로 layer 2 switch 에서는 CAM table이 위치합니다.

 

 

Control plane의 switch와 memory, data plane에서는 처음에 frame이 들어왔을 때 port에서 처리하는 부분은 ingress interface, frame이 나갈 때 port에서 처리하는 부분은 egress interface 영역이라고 하여 ASIC card라는 부분이 처리를 합니다.

frame이 들어왔을 때 어떻게 처리를 할지는 forwarding hardware 부분이라고 이야기 합니다. 

 

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