[혼자 공부하는 네트워크] 2회독 정리

개발서적 2025. 2. 9. 09:47

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01. 컴퓨터 네트워크 시작하기

01-1 컴퓨터 네트워크를 알아야 하는 이유

컴퓨터 네트워크란?

여러 장치가 연결되어 서로 정보를 주고받을 수 있는 통신망을 의미.

인터넷이란?

네트워크를 연결하는 네트워크를 의미.

개발자가 네트워크를 알아야 하는 이유

TCP, UDP, DNS, HTTP, HTTPS 등 네트워크에 대한 이해는 프로그램을 만들고 유지보수하는 과정에 큰 도움이 된다.

01-2 네트워크 거시적으로 살펴보기

네트워크의 기본 구조

네트워크는 노드와 간선(링크)로 구성된 그래프 자료구조와 비슷한 구조를 가지고 있다고 이해하며 된다.

모든 네트워크는 노드, 노드를 연결하는 링크, 노드간 주고받는 메시지로 구성된다.

노드 = 정보를 주고 받을 수 있는 장치

링크 = 정보를 주고 받을 수 있는 유무선 통신 매체

메시지 = 둘 사이에 주고 받는 메시지

호스트 = 네트워크에 가장 자리에 위치한 노드, 네트워크를 통해 흐르는 정보를 최초로 생성 및 송신하고 최종적으로 수신한다.
이는 서버 컴퓨터, 개인 데스크톱, 노트북, 스마트폰 등 우리가 일상적으로 사용하는 네트워크 기기 대부분이 이에 속하며 네트워크 가장자리에 위치하고 있다는 점에서 종단 시스템(End System)이라고도 불린다.

네트워크 장비

중간 노드 = 네트워크에는 가장 자리에 있는 호스트만 존재하지 않는다. 가장자리에 위치하지 않은 노드 즉, 호스트 간 주고받을 정보가 중간에 거치는 노드 대표적으로 이더넷 허브, 스위치, 라우터, 공유기 등이 있으며 이를 네트워크 장비라고 통칭한다.
이러한 네트워크 장비는 호스트 간 주고받는 정보가 원하는 수신지까지 안전하게 전송될 수 있도록 돕는다.

통신매체

그래프는 노드와 노드를 연결 짓는 간선으로 이루어져 있다. 호스트와 네트워크 장비 또한 유무선 매체를 통해 연결되어 있어야 한다. 이렇게 각 노드를 연결하는 링크가 바로 통신 매체이다. 유선 매체, 무선 매체가 있다.

메시지

연결된 노드가 주고 받는 정보. 메시지는 웹 페이지가 될 수도, 파일이 될 수도, 메일이 될 수도 있다.

범위에 따른 네트워크 분류

위 처럼 구성된 네트워크의 범위를 가늠해보자.
범위는 일반 가정이 될 수도 있으며 때로는 도시나 국가가 될 수 있다. 그만큼 다양하다.

네트워크는 범위에 따라 LAN, WAN으로 구분한다. 이밖에도 CAN (campus area network) 학교 또는 회사, MAN (metropolitan area network) 도시, 대도시 기준의 범위들이 있다. 집합으로 예시를 든다면 WAN > MAN > CAN > LAN 순으로 정리할 수 있다.

LAN (local area network)

가까운 거리를 연결하는 근거리 통신망 (스타크래프트의 그 LAN이 맞다)
가정, 기업, 학교 처럼 한정된 공간에서의 네트워크를 LAN이라 부른다.

WAN (wide area network)

먼 거리를 연결하는 광역 통신망
멀리 떨어진 LAN을 연결할 수 있는 네트워크가 바로 WAN이다. 앞서 인터넷은 네트워크를 연결하는 네트워크라고 했다. 인터넷이 WAN으로 분류가 된다. 같은 LAN에 속한 호스트끼리 메시지를 주고받을때 WAN은 필요가 없지만, 다른 LAN에 속한 호스트와 메시지를 주고받는 경우 WAN이 필요하다.

우리가 인터넷을 사용하기 위해 접속하는 WAN은 ISP (internet service provider) 라는 인터넷 서비스 업체가 구축하고 관리한다. (KT, LG, SKT) 등이다. ISP는 사용자에게 연결가능한 회선을 임대하는 등의 서비스를 제공하며 이를 계약하여 이용하고 있는 것이다.

ISP = KT, LG, SKT

메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류

호스트들은 네트워크를 통해 어떤 방식으로 메시지를 주고 받을까.
대표적으로 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식이 있다. 각각 회선 교환 네트워크, 패킷 교환 네트워크라고 부른다.

회선 교환 방식

메시지의 전송로인 회선을 먼저 설정하고 이를 통해 메시지를 주고받는 방식. 회선을 설정한다의 의미는 두 호스트를 연결한다, 전송로가 확보되었다 라는 말과 같으며, 메시지를 주고 받기 전 두 호스트를 연결한 이후 해당 경로를 통해 메시지를 주고 받는다.

회선 교환 네트워크를 올바르게 작동시키기 위해 호스트 간 회서늘 적절히 설정해주는 회선 스위치라는 네트워크 장비도 존재한다.

이에 대한 대표적인 사례가 전통적인 전화망

누군가 전화를 걸면 수신자는 전화를 받기 전에 송수신간 연결이 설정되어야 하며 한번 연결이 설정되면 열건된 전송로를 통해서만 통화가 가능하다.

이 방식에는 문제점이 있다. 회선의 이용 효율이 낮다는 것이다.
가능한 모든 회선에 끊임없이 메시지가 흐르고 있어야 이용 효율이 높아지는데, 반대로 이야기하자면 메시지를 주고받지 않으면서 회선을 점유하면 낭비라고 볼 수 있다.

A - B 사이에서 연결만 된채 메시지를 주고 받고 있지 않는 다면 C -> B에게 메세지를 보내고 싶어도 보낼 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 먼저 연결이 되어야만 메시지를 보낼 수 있는데 이미 B는 다른 A와 연결되어 있기 때문이다. 또 메시지를 주고 받고 있지도 않다.
이에 대한 해결책으로 패킷 교환 방식이 등장한다.

패킷 교환 방식

메시지를 패킷이라는 작은 단위로 쪼개어 전송하는 방식이다.

패킷이란 네트워크 상에서 송수신 되는 메시지의 단위이다. 현대 대부분의 인터넷은 패킷 교환 방식을 이용한다.

만약 2GB 영화를 다운로드 받는다고 한다면 한번에 다 다운받는것이 아닌, 패킷의 크기 만큼 분할되어 전송된다. 이렇게 쪼개진 패킷들은 수신지인 나의 컴퓨터에 도달한 뒤 재조립된다.

패킷은 회선 방식과 달리 두 호스트가 하나의 경로를 점유하지 않는다. 그렇기에 네트워크 이용 효율이 상대적으로 높다.

이 과정에서 다양한 중간 노드를 거칠 수 있는데,
패킷이 수신지까지 올바르게 도달 할 수 있도록 최적의 경로를 설정하거나, 패킷의 송수신지를 식별하는 장비로 패킷 스위치가 위치하는데 패킷 스위치 장비로는 라우터와 스위치가 있다.

패킷을 택배라고 생각해보자.

택배는 먼저 보내고자 하는 상품을 담고, 어디로 보낼지, 보내는 사람은 누구인지 등의 정보가 있어야 올바르게 전달 될 수 있다.
패킷을 통해 전송하고자 하는 데이터를 페이로드라 부른다. 추가로 헤더와 트레일러 정보가 포함되기도 한다.

주소 (Adress)

헤더에 담기는 대표적인 정보로는 주소가 있다. 이는 송수신지를 특정하는 정보이다. 이러한 주소에는 IP, MAC 주소 등이 사용된다.

송수신지 유형별 전송 방식

유니캐스트 가장 일반적인 송수신 방식으로 일대일로 메시지를 주고 받는 방식

브로드캐스트 자신을 제외한 네트워크상의 모든 호스트에게 메시지를 전송하는 방식

01-3 네트워크 미시적으로 살펴보기

프로토콜

현대 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 사용한다. 패킷을 택배로 비유했었는데 아래 사황을 봐보자.

영수에게 책을 택배로 선물하려고 한다. 일단 단편적으로 내가 보내는 책이 만약 불어로 되어있는 책을 선물한다면?
영수는 올바르게 책을 수령해도 읽을 수 없을 것이다. 또한, 택배가 영수에게 잘 배달되려면 택배기사 또한 송수신(송장) 정보를 이해할 수 있는 언어로 적혀있어야 한다. 조금 더 나아가 택배 기사가 여려명이라면 이들끼리도 주고 받는 언어가 통해야한다.
여기서 "언어"는 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 의사소통 방식이라 볼 수 있다

네트워크에서도 이와 유사한 개념이 바로 프로토콜이다.
프로토콜은 노드 간 정보를 올바르게 주고 받기 위해 합의된 규칙이나 방법을 의미한다. 통신 과정에서 하나의 프로토콜만을 사용하지는 않고 여러 프로토콜을 함꼐 사용한다.

IP (internet protocol) - 패킷을 수신지까지 전달하기 위한 프로토콜
ARP - IP 주소를 MAC로 대응하기 위해 사용되는 프로토콜
HTTP, TCP, UDP 등 모든 프로토콜은 저마다의 목정과 특징이 있으며 저마다 다른 패킷을 가지고 있다.

네트워크 참조 모델

택배를 받으면 물건을 뜯고 확인하는 일련의 과정이 있는 것 처럼 네트워크도 마찬가지이다.
네트워크를 통해 정보를 주고받을때는 정형화된 여러 단계를 거치는데 이를 계층으로 표현할 수 있으며 이렇게 통신이 일어나는 각 과정을 계층으로 나눈 구조를 네트워크 참조 모델이라 부른다.
대표적인 참조 모델로는 OSI 모델과 TCP/IP 모델이 있다.

이렇게 통신 과정을 계층으로 나누는 이유는 크게 두 가지이다.

1. 네트워크 구성과 설계가 용이하다.
2. 네트워크 문제 진단과 해결이 용이하다.

OSI 모델

국제 표준화 기구 (ISO)에서 만든 네트워크 참조 모델.

1. 물리 계층
전기 신호를 받아들이는 가장 근원적인 통신이 이루어지는 물리 계층

2. 데이터 링크 계층
네트워크 내 주변 장치 간 정보를 올바르게 주고받기 위한 계층
이더넷, LAN, MAC 주소 체계 등 네트워크 내 송수신지 특정, 전송 과정에서 발생하는 문제를 해결하는 계층.

3. 네트워크 계층
메시지를 수신지까지 전달하는 계층
인터넷을 가능케하는 계층으로 IP 주소를 통해 수신지 호스트와 네트워크를 식별하고 원하는 수신지에 도달하기 위한 최적의 경로를 결정한다.

4. 전송 계층
신뢰성 있고 안정성 있는 전송을 해야할 때 필요한 계층
패킷이 정상적으로 보내졌는지, 중간에 유실된 정보는 없는지, 여러개를 보낼때 패킷의 순서가 뒤바뀐건 없는지 등 패킷의 흐름 제어, 전송 오류를 점검해 안정적인 전송이 이루어지도록 한다.
포트를 통해 실행중인 응용 프로그램 식별이 이루어지기도 한다.

5. 세션 계층
세션을 관리하기 위한 계층. 일반적으로 통신을 주고받는 호스트의 응용 프로그램 간 연결 상태를 의미하는 세션
세션을 생성, 유지, 종료되었을때 끊어주는 역할을 담당.

6. 표현 계층
번역가와 같은 역할을 하는 계층
사람이 이해할 수 있는 언어인 문자를 컴퓨터가 이해할 수 있게 코드로 변환하거나, 압축, 암호화 같은 작업을 담당

7. 응용 계층
실질적인 네트워크 서비스가 제공되는 계층
웹 브라우저에 웹 페이지를 제공하거나, 이메일을 전송 등 네트워크 서비스가 이루어짐
실질적인 네트워크 서비스가 이루어지는 만큼 타 계층에 비해 속한 프로토콜이 많다.

TCP/IP 모델

OSI가 이론중심 모델이라면 TCP/IP는 구현 중심의 모델 오늘날 네트워크 구현의 핵심

1. 네트워크 액세스 계층
OSI의 데이터 링크 계층과 유사(네트워크 내 주변 장치 간 정보를 올바르게 주고받기 위한 계층)
TCP/IP에서는 최하위 계층인 물리 계층이 없기에 이를 확장하여 5 계층으로 기술하기도 한다.

2. 인터넷 계층
OSI의 네트워크 계층과 유사 (메시지를 수신지까지 전달하는 계층)

3. 전송 계층
OSI의 전송 계층과 유사 (신뢰성 있고 안정성 있는 전송을 해야할 때 필요한 계층)

4. 응용 계층
OSI의 세션, 표현, 응용을 합친것 과 유사
세션을 관리하기 위한 계층 + 번역가와 같은 역할을 하는 계층 + 실질적인 네트워크 서비스가 제공되는 계층

캡슐화와 역캡슐화

패킷은 송신 과정에서 캡슐화 수신 과정에서 역캡슐화가 일어난다.
누군가 택배를 보낸다면 누군가는 택배를 뜯어봐야하는것과 비슷

캡슐화

패킷은 헤더와 페이로드 떄로는 트레일러를 포함하여 구성된다.
포로토콜은 목적과 특징에 따라 헤더의 내용이 달라 질 수 있다.

어떤 정보를 송신할때 각 계층에서는 상위 계층으로부터 내려받은 패킷을 페이로드로 삼아서 프로토콜에 걸맞는 헤더( 혹은 트레일러)를 덧붙힌 후에 하위 계층으로 전달한다.
송신 과정에서 헤더 및 트레일러를 추가해 나가는 과정을 캡슐화라고 부른다 (인캡슐레이션이라고도 부름)

역캡슐화

받는 입장을 생각해보면 된다.

어떤 메시지를 수신할때 캡슐화 과정에서 붙혔던 헤더(트레일러) 등을 각 계층에서 확인한 뒤에 제거하는 과정을 말한다.
역캡슐화 디캡슐레이션이라고도 부른다.

PDU (protocol date unit)

각 계층에서 송수신되는 메시지의 단위 PDU라고 한다.

즉 상위 계층에서 전달받은 데이터에 현재 계층의 프로토콜 헤더(및 트레일러) 를 추가하면 현재 계층의 PDU가 된다.

응용 + 표현 + 세션 계층에서의 PDU 는 Data
전송 계층 PDU = segment, datagram (세그먼튼, 데이터그램)
네트워크 계층 PDU = 패킷
데이터 링크 계층 PDU = 프레임
물리 계층 PDU = 비트

네트워크 계층에서의 PDU인 패킷은 일반적인 네트워크 상에서 송수신 되는 메시지의 단위가 아니다.
송수신 단위를 지칭하기 위해 사용된다. (이 책에서는 혼동방지를 위해 IP 패킷이라고 부른다)

트래픽

네트워크 내의 정보량을 의미.

처리율 (throughput)

단위 시간 당 네트워크를 통해 실제로 전송되는 정보량

대역폭

신호 처리 영역에서는 주파수의 범위를 의미하기도 하지만
네트워크에서는 단위 시간 동안 통신 매체를 통해 송수신할 수 있는 최대 정보량을 의미. bps, Mbps, Gbps 단위 를 사용
대역폭이 크다 = 많은 정보를 송수신할 능력이 크다 = 도로가 넒어 많은 자동차가 오갈 수 있는 상황

패킷 손실

송수신되는 패킷이 손실되는 상황을 의미.

02 물리 계층과 데이터 링크 계층

물리 계층과 데이터 링크 계층은 서로 밀접하게 연관되어있다. 이 두 계층은 이더넷이라는 공통된 기술이 사용되기 때문이다.

02-1 이더넷

현대 LAN 특히 유선 LAN 환경에서 가장 대중적으로 사용된느 기술.
예를들어 두 대의 컴퓨터가 있다면 이 컴퓨터끼리 정보를 주고받으려면 가장 먼저 케이블과 같은 통신 매체가 필요하다.
다양한 통신 매체의 규격들과 송수신되는 프레임의 형태, 프레임을 주고 받는 방법등이 정의된 네트워크 기술이다.

이더넷 표준

현대 유선 LAN 환경은 십중팔구 이더넷을 기반으로 구성된다.
물리 계층에서는 이더넷 규격의 케이블을
데이터 링크 계층에서는 주고받는 프레임은 이더넷 프레임 형식을 따른다.

이더넷은 IBEE 802.3 이라는 이름으로 표준화되어있다.
서로 다른 컴퓨터가 각기 다른 제조사의 네트워크 장비를 사용하더라도 동일한 형식의 프레임을 주고받고 약속한 듯 통일도니 형태로 작동하는 것은 통신 매체를 비롯한 네트워크 장비들이 이더넷 표준을 준수하기 때문이다.

핵심은 이더넷 표준에 따라 지원되는 네트워크 장비, 통신 매체의 종류와 전송 속도 등이 달라 질 수 있다는 점이다.

통신 매체 표기 형태

전송 속도
100 -> 100Mbps
2.5G -> 2.5Gbps
100G -> 100Gbps

Base
대부분 이더넷 통신 매체는 BASE를 사용한다.

통신 매체 종류

C - 동축 케이블
T - 트위스티드 페어 케이블
S - 단파장 광섬유 케이블
L - 장파장 광섬유 케이블

이더넷 프레임

현대 유선 LAN 환경은 대부분 이더넷 기반
호스트가 데이터 링크 계층에서 주고 받는 프레임 형식도 정해져있다.
즉, 이더넷 네트워크에서 주고받는 프레임은 이더넷 프레임 형식으로 정해져 있다

이더넷 프레임은 상위 계층으로 부터 받아들인 정보를 캡슐화 하는 과정에서 만들어진다.
수신자 입장에서는 역캡슐화 과정을 거친다.

이더넷 프레임 헤더
프리엠블, 수신지 MAC 주소, 송신지 MAC 주소, 타입/길이 로 구성된다.

이더넷 프레임 페이로드
데이터로 구성된다.

이더넷 프레임 트레일러
FCS로 구성된다.

프리엠블

이더넷 프레임의 시작을 알리는 8바이트 크기 정보.
송수신지 간의 동기화를 위해 사용되는 정보 (이를 통해 호스트는 이더넷 프레임이 오고 있구나를 알 수 있다.)

수신지, 송신지 MAC 주소

MAC 주소는 데이터 링크 계층의 핵심 내용이다.

물리적 주소라고도 불리는 MAC 주소는 네트워크 인터페이스마다 부여되는 주소로서
LAN 내의 송, 수신지 정보를 특정할 수 있다.

보통 NIC (network interface comtroller) 장치가 네트워크 인터페이스 역할을 담당하는데 하나의 컴퓨터에 NIC가 여러개 일 수 있으며 이때는 MAC 주소가 여러개 존재할 수 있다.

MAC 주소의 대표적인 오해 중 하나가. 맥주소는 반드시 고유하고 변경이 불가능하다 라는 점이다.

사실 맥 주소는 변경이 가능한 경우도 많으며 고유하지 않을 수 있다고 한다. 다만 동이란 네트워크 내에서 동작하는 기기의 MAC 주소가 우연히 같을 확률이 현저히 낮다. 따라서 MAC 주소는 일반적으로는 고유하고 변경되지 않는 주소 라고 이해하는게 적절하다.

타입/길이

길이 - 프레임의 크기(길이)를 나타낸다
타입 - 이더넷 프레임이 어떤 정보를 캡슐화했는지 나타내는 정보 이더타입이라고도 부름.
타입 - 프로토콜
0800 - IPv4
86DD - IPv6
0806 - ARP 등

데이터

상위 계층에서 전달받거나, 상위 계층으로 전달해야하는 내용.

FCS (frame check sequence)

수신한 이더넷 프레임이 오류가 있는지 확인하는 필드
이를 통해 데이터 링크 계층에서 오류 검출이 이루어지기도 한다.

02-2 NIC와 케이블

NIC는 호스트와 통신 매체를 연결하고 MAC 주소가 부여되는 네트워크 장비이다.

케이블은 NIC에 연결되는 물리 계층의 유선 통신 매체이다.

NIC

호스트와 유무선 통신 매체를 연결하고 이러한 변환을 담당하는 네트워크 장비.

흔히 컴퓨터 본체에서 유선 랜 케이블을 연결하는 통로가 있는데 이를 담당하는 일종의 회로 기판?이라고 이해하자.

NIC의 역할

통신매체에 흐르는 신호를 호스트가 이해하는 프레임으로 변환하거나 반대로 호스트가 이해하는 프레임으로 통신 매체에 흐르는 신호를 변환하는 역할을 함.
네트워크와 연결점을 담당한다는 점에서 네트워크 인터페이스 역할을 수행하기도함

중략.
02-3 허브

통신 매체를 통해 송수신되는 메시지는 다른 호스트에 전달되는 과정에서 네트워크 장비를 거칠 수 있다.
대표적인 네트워크 장비로는
물리 계층의 허브
데이터 링크 계층의 스위치

주소 개념이 없는 물리 계층

물리 계층에는 주소 개념이 없다.

주소 개념은 데이터 링크 계층에서 등장한다.

그렇기에 물리 계층에서는 송수신되는 정보에 대한 어떠한 조작(송수신 내용 변경)이나 판단을 하지 않는다!!

허브

물리 계층의 허브는 여러 대의 호스트를 연결하는 장치이다. (TV 뒤에 인터넷 모뎀을 생각하자)
이더넷 네트워크의 허브는 이더넷 허브라고도 부른다.

허브에는 각 커넥터를 연결 할 수 있는 지점이 여러개 있는데 이곳 하나하나를 포트라고 부른다 (추후 다른의미의 포트도 등장함)

허브의 특징

1. 전달받은 신호는 다른 모든 포트에 그대로 다시 내보낸다.
주소 개념이 없기 때문이다.
그럼 이렇게 전달 받은 모든 호스트는 각 데이터 링크 계층에서 패킷의 MAC 주소를 확인하고 자신과 관련없는 주소는 폐기한다.

2. 반이중 모드로 통신한다.
반이중이란 쉽게 말해 동시에 송수신이 불가능한 통신 방식을 말한다.
무전기에서 누군가 이야기를 하고 있다면 다른 사람은 말할 수 없는 것과 동일하다.
반대로 전이중이란 송수신을 동시에 양방향으로 할 수 있는 통신을 말한다.

콜리전 도메인

반이중 통신을 지원하는 허브에서 만약 동시에 다른 호스트들이 허브에 신호를 송신하면 충돌(콜리전)이 발생한다.
이렇게 충돌이 발생할 수 있는 영역을 콜리전 도메인이라 부르며, 허브에 연결된 모든 호스트는 같은 콜리전 도메인에 속한다.
콜리전 도메인은 작으면 작을 수록 충돌 발생이 줄어든다.

CSMA/CD 프로토콜

허브에서 충돌이 발생하는 근본적인 이유는 반이중 통신 때문인데 이 충돌문제를 해결한 프로토콜이다.

Carrier Sense Multiple Access With Colision Detection 약자.

CS는 Carrier Sense 캐리어 감지!
MA는 다중 접근
CD는 충돌 검출을 의미한다.

즉 해당 프로톨은
1. 먼저 현재 전송이 가능한 상태인지 확인
2. 다른 호스트가 전송 중이지 않을 때만 메시지 전송
3. 다수의 호스트가 접근해 충돌이 발생하면 임의의 시간 만큼 대기 한 후 다시 전송.

02-4 스위치

데이터 링크 계층의 장비 스위치.
스위치는 허브와 달리 MAC 주소를 학습할 수 있다.

스위치

스위치는 전이중 모드 + MAC 주소를 학습할 수 있으며 콜리전 도메인을 포트별로 구분할 수 있습니다.
그렇기에 CSMA/CD 프로토콜에서의 임의의 대기시간이 없어지면서 당연히 성능상 이점이 있다.
스위치는 오늘날까지도 이더넷 네트워크의 구성시 자주 사용됩니다.

스위치 특징

가장 중요한 특징은 MAC 주소를 학습 즉, 특정 포트와 연결된 호스트의 MAC 주소와의 관계를 기억한다는 점.

MAC 주소 간 연관 관계를 메모리에 표 형태로 기억하는데 이를 MAC 주소 테이블이라 부른다.

MAC 주소 학습

1. 플러딩
2. 포워딩과 필터링
3. 에이징
단계를 거치며 MAC 주소 테이블을 채워 특정 포트에만 프레임을 보낼 수 있게 된다.

스위치의 주소 학습은 프레임의 송신지 MAC 주소를 바탕으로 이루어진다.
처음에는 MAC 주소를 학습하지 않았기 때문에 마치 허브처럼 수신지 포트를 제외한 모든 포트로 프레임을 전송한다. 이 동작을 플러딩.

이때 상관없는 패킷을 수신한 호스트는 자체적으로 이를 폐기하게된다.
자 이제 처음 호스트의 MAC 주소를 학습했다.

다른 호스트로 수신한다면 위 과정을 반복하며 MAC 주소 테이블을 채워나간다.

전달받은 프레임을 어디로 내보내고 어디로 내보내지 않을지를 결정하는 스위치의 기능을 필터링

프레임이 전송될 포트에 실제로 프레임을 내보내는 것을 포워딩

만약 MAC 주소 테이블에 특정 포트에서 일정 시간 동안 프레임을 전송받지 못했다면 해당 항목을 삭제하는 기능을 에이징이라 한다.

VLAN (virual LAN)

한대의 스위치를 이용해 가상의 LAN을 만든느 방법이다.

생각해보자 허브와 마찬가지로 스위치도 결국 브로드캐스팅을 해야하는 경우가 존재한다. 이는 성능 저하로 이어진다.
VLAN을 구성하여 하나의 스위치에서도 여러개의 LAN을 구성할 수 있다면??
10개의 포트를 A B 5개씩으로 나눈다고 가정해보자.
A라는 VLAN A 환경에서 수신된다면 이전에는 9개에 대해서 보냈지만, 이제는 A에서 4개만 보내면 되는 셈이 되어버리는것이다.

만약 이렇게 나눈 A VLAN에 속한 호스트가 B에 속한 호스트와 통신하고자 한다면 데이터 링크 계층 장비가 아닌 네트워크 계층 이상의 장비가 필요하다.

포트 기반의 VLAN

스위치의 포트를 기반으로 VLAN을 결정하는 방식

MAC 주소 기반의 VLAN

MAC 주소를 기반으로 VLAN을 결정하는 방식

[출처 : 혼공네트 (저자: 강민철)_한빛 미디어 ]