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L2,l3 스위칭과 라우팅

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By minnnning
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L2,l3 스위칭과 라우팅

오토에버 클라우드 네트워크 강의 때 들었던 와 데이터 링크와 네트워크 계층에 대해서 다시 정리한다

L2 데이터링크 계층

  • 전달 단위: 프레임(frame)

  • 주소 체계: MAC 주소 (48비트, 예: 00:1A:2B:3C:4D:5E)

  • 주요 장비: 스위치(switch)

 

1. MAC 학습 (Learning)

  • 프레임 수신 시, 출발지 MAC과 들어온 포트 정보를 MAC 테이블에 기록

2. 포워딩 (Forwarding)

  • 목적지 MAC이 테이블에 있으면 해당 포트로 프레임만 전달

3. 플러딩 (Flooding)

  • 목적지 MAC을 모르면 모든 포트(브로드캐스트 도메인)로 전달

4. 필터링 (Filtering)

  • 목적지 MAC이 자신(스위치)일 경우 전달하지 않음

5. VLAN(가상 LAN)

  • VLAN(Virtual LAN)은 물리적으로 같은 네트워크 스위치에 연결된 포트들을 논리적으로 분리해 마치 서로 다른 LAN처럼 동작하게 해 주는 기술
  • 서로 다른 VLAN끼리는 기본적으로 L2 스위치만으로 통신 불가 L3 라우터로 넘어가야한다
  • 보통 보안·트래픽 격리·관리 편의성을 위해 사용

 

스위치 장단점

장점단점
저지연·고속 프레임 전달브로드캐스트 폭증 시 성능 저하 (브로드캐스트 폭풍)
네트워크 세분화(VLAN)로 보안·관리 용이서로 다른 VLAN 간에는 라우팅 장비 필요

 

L3 네트워크 계층

  • 전달 단위: 패킷(packet)

  • 주소 체계: IP 주소 (IPv4, IPv6)

  • 주요 장비: 라우터(router)

 

1. 라우팅 테이블 조회

예시 라우팅 테이블

대상 네트워크 (Destination)넥스트 홉 (Next Hop)인터페이스
0.0.0.0/0203.0.113.1 (ISP)eth0
10.0.0.0/810.0.0.1eth1
192.168.1.0/24192.168.1.254eth2
192.168.1.0/25192.168.1.200eth3
192.168.1.128/25192.168.1.253eth2
  • 목적지 IP에 가장 길게 매치되는 네트워크(최장 접두사 매치)를 찾음
  • 예를 들어, 호스트 A에서 192.168.1.100로 가는 패킷을 받았다 치면, 라우터는 “192.168.1.100”이 어디에 속하는지 찾기 시작
  • 192.168.1.0/24 → 범위 192.168.1.0–192.168.1.255 에 속하고 192.168.1.0/25 → 범위 192.168.1.0–192.168.1.127 에도 속한다 가장 긴 접두사(Prefix Length)가 /25 (25비트)가 /24(24비트)보다 길기 때문에, → 192.168.1.0/25 경로를 선택

2. 넥스트 홉 포워딩

  • 매칭된 엔트리의 넥스트 홉(next-hop) 또는 아웃고잉 인터페이스로 패킷 전달
  • 위에서 /25 경로를 선택했다면, 넥스트 홉은 192.168.1.200, 아웃고잉 인터페이스는 eth3

3. TTL(Time To Live) 검사

  • 홉마다 1씩 감소, 0이 되면 폐기 및 원 송신지로 ICMP Time Exceeded 메시지 전송

 

라우팅 프로토콜

  • 스태틱 라우팅 (Static)
    • 관리자가 직접 경로 수동 설정
    • 단순·안정적, 큰 변화 없는 네트워크에 적합
  • 다이나믹 라우팅 (Dynamic)
    • OSPF (Open Shortest Path First) Dijkstra(다익스트라) 알고리즘으로 최단 경로를 설정
    • BGP (External, 경로 벡터) 큰 규모에서 사용 경로들의 집합에서 결정 기준(Best-Path Selection Process)른 적용해서 한가지 경로를 찾는다
    • RIP (거리 벡터, 홉 수 기준) 단순히 홉 수 기준으로 판단한다
    • 자동으로 경로 학습·갱신 → 네트워크 변화에 유연

 

라우터의 장단점

장점단점
서로 다른 서브넷 간 통신 지원L2에 비해 포워딩 속도는 느림
다양한 정책 기반 경로 제어 및 보안 기능설정 복잡도 증가 (특히 다이나믹 프로토콜)

 

스위칭과 라우팅

구분스위칭 (Switch)라우팅 (Router)
계층L2 (데이터 링크 계층)L3 (네트워크 계층)
프레임/패킷 단위Ethernet 프레임IP 패킷
주소MAC 주소IP 주소
도메인같은 브로드캐스트 도메인 내에서만서로 다른 네트워크(서브넷) 간
테이블MAC 주소 테이블라우팅 테이블
주요 기능포트 학습·포워딩·VLAN 분할최적 경로 선택·넥스트 홉 포워딩·TTL 검사
네트워크
라우터 스위치
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