Function of Bridge & Switch

이번에는 브리지와 스위치의 기능에 대해 살펴보자.

둘다 비슷하지만, 대표적인 기능 5가지를 살펴본다..

1. Learning, 배운다
2. Flooding, 전부 뿌려버린다. 브로드 캐스팅
3. Forwarding, 해당 포트로 넘겨준다.
4. Filtering, 다른 포트로 못 넘어가도록 막아버린다.
5. Aging, 나이를 먹는다..노화.ㅠㅠ

자 이제 하나씩 살펴보도록 하자.

1. Learning
여기서 배운다는 것은 무엇을 배운다는 걸까?
바로 MAC Address 이다. 브리지(스위치도 동일)에 연결된 각 PC에서 통신을 위해서 보내는 프레임으로부터
MAC 주소를 얻게 되면 그 주소를 브리지 자신이 가지고 있는 MAC Address Table에 저장해둔다.
그리고 나중에, 이 테이블을 참고해서 다른 포트로 넘길것인지를 판단한다.

E0 : 0260.8c01.1111
E0 : 0260.8c01.2222
E1 : 0260.8c01.3331
E1 : 0260.8c01.4441

2. Flooding
홍수, 범람, 넘치다.. 라는 뜻인데...
여기서는 전부 뿌려버린다는 뜻이다. 즉, 프레임을 보내는 포트를 제외한 나머지를 모든 포트로 뿌리는 것을 의미한다.
이러한 경우 발생의 근원은, 일정 PC에서 보내고자하는 목적 PC를 브리지가 테이블에 소유하지 않아 목적지를 모르는 경우인 것이다.
그래서 어쩔 수 없이, 전부 뿌림으로써, 최종적으로는 목적 PC에 도달할 수 있도록 하는 것이다.
앞에서 포스팅한 브로드캐스트, 멀티캐스트의 경우에도 발생한다.

3. Forwarding
앞으로... 보낸다.. 는 뜻이다.
즉, 브리지를 건너서 보낸다는 뜻인데, 맥 어드레스 테이블을 참조하여, 같은 포트내의 PC가 아닌 경우라면 분명히 다른 포트에 있을 것이고, 브리지를 건너야 하므로, PC에 전송한 프레임을 브리지를 통과시킨다는 의미가 되겠다. 다만, 목적지를 알고 있기 때문에 해당하는 포트에만 프레임을 전송한다.

4. Filtering
브리지와 스위치가 수행하는 가장 핵심적인 기능이다.
필터링을 통해서 콜리전 도메인이 분리되는 것임을 기억해두어야 한다.

필터링은 같은 포트 내에 존재하는 A와 B간의 통신이 브리지를 통과하지 않고도 가능하다는 것을 브리지가 맥어드레스 테이블을 통해 알고 있는 경우, 다른 포트로는 프레임을 보낼 필요가 없다는 것으로 판단하여 프레임 전송을 막아버리는 것이다. 즉, 필터링 하는 것이다.

이 기능이, 브리지와 스위치의 핵심이다. 이를 통해 콜리젼 도메인을 나누고, 각 포트에서 동시에 각각의 통신이 가능한 것이다.

5. Aging
노화이다. 무엇이 나이를 먹는가?
바로 저장된 브리지 테이블 내의 맥 어드레스가 나이를 먹는다.
즉, 나이를 먹어서 죽는. 사라지는 것이다.
브리지 테이블 내에 저장된 맥 어드레스는 각 PC에서 전송된 맥 어드레스를 기반으로해서 저장이되며,
일정 시간이 되면 삭제를 시킨다. 다만, 자주 통신이 진행되는 PC의 경우에는 받은 프레임의 주소를 파악해서 Aging 타이머를 갱신시킴으로써, 자주 사용되는 맥 어드레스는 남겨두고, 그렇지 않은 주소는 삭제시키는 방식이라고 보면 되겠다.

위의 사진은 브리지의 기능수행에 대한 전체적인 알고리즘이다.
[참조 : 후니의 쉽게 쓴 시스코 네트워킹]

이제, 스위치와 브리지의 차이점에 대해서 살펴보자.
1. 이름이 달라요.
2. 가격도 달라요. 스위치가 더 비싸다.
3. 스위치는 하드웨어적 처리방식, 브리지는 소프트웨어적 처리방식, 즉 스위치가 더 빠르다.
4. 스위치의 포트수가 훨씬 더 많다.
5. 스위치는 서로 다른 속도를 연결해 줄 수 있다. 브리지는 불가
6. 프레임 처리방식이 다르다.
대충 이정도이다.
6번의 프레임 처리방식에 대해서 잠깐 살펴보자..

프레임 처리방식은 스토어 앤 포워드, 컷스루, 프래그먼트 프리 방식으로 나뉘는데,
하나씩 찬찬히 살펴본다.

1. 스토어 앤 포워드(Store and Forward) : 스위치나 브리지가 일단 들어오는 프레임을 모두 받아들인 다음에 처리를 시작하는 방식이다. 모두 받아들여서 이리저리 상태가 시큼하지는 않은지 맛을 보기 때문에, 에러 발견에 강하고 복구능력이 뛰어나다.
2. 컷스루 방식(Cut-through) : 스위치에서 사용하는 방식으로, 들어오는 프레임의 목적지 주소만 보고 바로 전송처리를 시작하는 방식이다. 처음 48비트만 확인하고 바로 보내기 때문에 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 에러 복구 능력은 약하다.
3. 프래그먼트 프리 방식(Fragment-Free) : 이 방식은 1, 2번의 장점을 결함한 방식이다.
전체 프레임을 다 받지는 않고 512비트만 보고 전송하기 때문에, 컷스루 보다는 에러 감지에 있어 뛰어나다.

정리하면
스위치 : 스토어 앤 포워드, 컷 스루
브리지 : 스토어 앤 포워드

방식으로 구성된다.