[그림으로 배우는 네트워크 원리] 5장. 이더넷과 무선 LAN

L2 스위치

L2는 네트워크 인터페이스 레이어를 말한다.

L2스위치는 네트워크 인터페이스 레이어 내부의 통신을 담당

• 이더넷/무선 LAN을 이용해서 같은 네트워크 하나를 구성
• 여러 대의 L2 스위치가 있어도 L2 스위치로 연결된 네트워크는 하나임
• 네트워크에 접속하기 위해서 L2 스위치 접속부터 시작하기 때문에 "엑세스 스위치"라고 부르기도 한다. 

L2스위치의 연결을 구성하는 토폴로지에는 버스, 스타, 링형 등이 있다.

 

 

이더넷과 무선LAN

L2의 주요 프로토콜은 이더넷, 무선 LAN이 있다. 

이더넷

이더넷 인터페이스와 이더넷 인터페이스 간  유선 LAN으로 통신한다.

전송되는 데이터는 이더넷 프레임이며, 아래와 같은 규격이다. 

이더넷 프레임 = 이더넷헤더(목적지 MAC 주소, 출발지 MAC 주소, 타입코드) + 데이터 + FCS

이더넷 프레임에 MAC 주소를 특정해서 통신한다.

이더넷 프레임의 데이터는 크기에 제한이 있다. 그래서 크기가 큰 경우는 쪼개서 보낸다.

 

무선LAN, WIFI

무선LAN 엑세스포인트간 전파를 통해 통신한다. 

무선LAN은 전파를 돌려쓰기 때문에 한 번에 하나의 호스트와만 통신할 수 있다. CSMA/CA 규칙을 통해서 전파를 사용할 호스트가 하나만 되게 한다. 

무선LAN에 악의적인 사람이 접속하는 것을 막기위해서 인증을 사용하고, 인증 후에 데이터를 보호하기 위해서 암호화를 해야 한다.

무선LAN의 암호 규칙에는 WPA2가 있다.

 

L2 스위치의 동작

A -> D

• 출발지A는 출발지MAC을 A으로 하고, 목적지MAC을 D로 하는 이더넷 프레임을 L2스위치로 보낸다.
• L2스위치는 이더넷 프레임을 받으면, 프레임을 받은 포트와 이더넷 프레임의 출발지MAC A를 MAC 주소 테이블에 저장한다.
• 목적지MAC를 확인하고 MAC주소테이블에서 저장된 포트로 보낸다. 
• 만약, MAC 주소 테이블에 목적지 주소가 없으면, 모든 포트에 보낸다. 
• 목적지가 아닌 호스트는 폐기하고, 목적지인 호스트는 이를 받는다.

D -> A

• 목적지는 출발지MAC을 D로 하고, 목적지MAC을 A로 하는 이더넷 프레임을 L2스위치로 보낸다.
• L2스위치는 이더넷 프레임을 받으면, 프레임을 받은 포트와 이더넷 프레임의 출발지MAC D를 MAC 주소 테이블에 저장한다.
• 목적지 주소A를 확인하고 MAC주소테이블에서 저장된 포트로 보낸다.  (이미 A로부터 이더넷 프레임을 수신할 때, 저장이 되었다)

 

MAC 주소 테이블에 저장된 값은 영구히 저장되는 것은 아니고, 특정 시간 이후 폐기 된다. 

 

참고

책

• Gene.  『그림으로 배우는 네트워크 원리』. 서울: 영진닷컴 출판, 2020