[OSI 7 Layer] Layer2 - Native VLAN 필요성 및 동작 원리

Native VLAN이 왜 필요하고 어떻게 사용되는지 동작원리에 대해서 알아보겠습니다.

Native VLAN의 필요성 및 동작 원리

switch 1, switch 2가 두 개의 trunk port로 연결되어 있고 중간에 hub가 있다고 가정해 보겠습니다. 그리고 그 허브에 pc가 연결되어 있다고 한다면, pc 입장에서는 자기가 몇 번 vlan에 연결되어 있는지 정보를 알 수가 없습니다. 그래서 hub에 연결되어 있는 pc는 일반 layer2 frame을 전송하게 될 것입니다. 그러면 가운데에 있는 허브는 받은 frame을 들어온 포트를 제외한 나머지 포트로 flooding을 하게 될 것입니다. 그런데 스위치 입장에서는 trunk port이기 때문에 들어온 frame이 몇 번 vlan이라는 정보인지 알아야 올바른 vlan port로 보낼 수 있는데 그냥 frame이 들어오기 때문에 switch는 몇 번 vlan 인지 모르기 때문에 drop을 시킬 것입니다.

이번엔 반대로 switch에 vlan2번에 연결된 pc가 있다고 가정한다면 vlan 2번으로 연결된 pc는 일반 frame을 보낼 것이고 스위치는 vlan2번으로 세팅된 포트에서 frame이 들어왔기 때문에 frame에 vlan 2번 tag를 달 것입니다. 그리고 trunk port에서는 vlan2번 tag를 단 채로 frame을 내 보낼 것입니다. 역시 마찬가지로 hub는 들어온 포트를 제외한 나머지 port로 frame을 전송할 것입니다. 그런데 pc는 vlan에 정보를 인식하지 못하기 때문에 모두 drop을 시킬 것입니다. 물론 pc에 랜카드에 따라 vlan을 인식할 수 있는 랜카드도 있으며, 고사양 랜카드 같은 경우는 스위치와 trunk port로 연결될 수도 있습니다. 하지만 이번은 pc 영역에 대한 내용은 빼고 순수 vlan 영역만 이야기한다고 하면 vlan은 switch만 인식할 수 있기 때문에 pc는 인식하지 못하기 때문에 frame이 drop되어 서로 간에 통신을 하지 못하는 문제가 발생하게 됩니다.

그렇다면 허브에 연결되어 있는 pc도 통신할 수 있게 하기 위해서 trunk port에서 특정 vlan 하나에 대해서는 vlan 정보를 달고 보내지 말자라고 결정하게 된 것입니다. 100개의 vlan 정보가 trunk port로 돌아다닌다고 했을 때, 한 개의 vlan만 vlan 정보가 없다면 그것이 몇 번 vlan에 대한 정보를 알 수가 있게 됩니다 이것을 native VLAN이라고 합니다.

지금 현재 두 개의 스위치가 trunk port로 연결되어 있는 상태에서 각각의 trunk port에 native vlan을 2번으로 세팅했다고 가정하겠습니다. 따라서 vlan 2번에 대해서는 frame을 달고 내보내지도 않고 해당 포트로 frame이 들어왔는데 vlan 정보가 없다면 2번이라고 인식할 수 있도록 합니다.
앞서 이야기했던 똑같은 상황에서 pc에서 frame을 전송을 하게 된다면 hub가 나머지 port로 frame을 flooding 할 것이고 그다음에 스위치는 그 정보를 받아서 vlan 정보가 없으면 해당 trunk port가 native port가 2번이면 해당 프레임에 vlan 2번 tag 정보를 달아주게 됩니다. 그럼 vlan2번끼리 정상 통신이 가능합니다.

똑같이 이번에는 vlan 2번에 연결된 pc에서 frame을 보낸다고 가정했을 때, 그러면 스위치 내부에서는 vlan 2번 tag를 달아서 이 프레임은 2번 vlan이라고 설정을 하게 될 것입니다. 그리고 trunk port로 해당 프레임을 내보내려고 했을 때, 해당 trunk port의 native vlan이 2번인 경우, vlan 2번에 대해서는 tag 정보를 안 달기로 했기 때문에 tag 정보를 떼고 내보내게 되면 pc가 그 정보를 받았을 때 아무런 문제 없이 정보를 받을 수 있게 됩니다. 그러면 반대편 스위치는 vlan 정보가 안 달린 frame을 받은 경우 해당 스위치의 native vlan이 2번이기 때문에 내부에서 vlan 2번 tag를 달아 통신에 아무런 문제가 없게 됩니다.

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