미돌양 : 지난 시간에 배운 스위칭 허브에 대해 복습을 하다 보니 스위칭 허브의 내부 구성도 꽤나 복잡한 것 같다는 생각이 들었어요. 그런데 공부를 하다보니 브로드캐스트 스톰이란 말이 나오던데 어떤 것을 말하는 것인가요?
허접군 : 브로드캐스트 스톰? 그건 모르지만 퍼펙트 스톰이라는 영화는 봤는데 쩝....
슈마 : 허허∼. 브로드캐스트 스톰은 스위칭 장비나 브리지 장비 두 대가 병렬로 설치됐을 때 루핑이 계속 돼 네트워크에 부하가 많이 걸려서 멈추는 현상을 말하지. 이런 현상 때문에 지난 시간에 설명했듯이 스위치는 STP를 사용하게 됐으며, STP는 BPDU를 이용해서 가장 우선순위가 낮은 포트를 논리적으로 막게 되는 거지.
미돌양 : 그런데 루핑은 왜 도는 건가요. 일반 스위칭 허브는 지능이 있어서 허브에 연결된 포트의 MAC 주소를 인식하며, 정보 테이블에 이를 저장하고 있다가, 데이터 전송이 시작되면 위치를 알려주어 통신한다고 배운 것 같은데.
허접군 : 맞아요. 지능이 있는데 루핑이 도는 것이 이상하네요.
슈마 : 물론 그렇지. 보통 통신을 할 때는 상대방 MAC 주소를 가지고 있다가 어디에 있는지 알려서 통신을 하게 되지. 문제는 처음 포트의 MAC 주소를 찾을 때 발생하는데 이때는 찾고자 하는 MAC 주소를 알려고 브로드캐스트를 보내게 되는 거야.
미돌양 : 시스코의 스위치 제품을 설치하다 보니 스패닝 트리 설정에서 PVST, CST, PVST+ 등이 있던데 각각은 어떤 차이가 있나요.
슈마 : 미돌양이 말한 PVST, CST, PVST+ 등은 STP의 여러 종류를 나타내. PVST(Per-VLAN Spanning Tree)는 시스코 장비에서만 사용할 수 있는 방식인데, 가상 LAN 당 스패닝 트리가 하나씩 돌기 때문에 하나의 가상 LAN에서 루프가 발생하더라도 전체 네트워크가 다운되지 않도록 하지. CST(Common Spanning Tree)는 IEEE 802.1d 규약으로 업계 표준이지. 이는 전체 가상 LAN에 하나의 STP가 도는 형태인데, 처음 가상 LAN의 번호가 1번이니 BPDU는 가상 LAN 1번에서 돌게 되지. 마지막으로 PVST+ 역시 시스코에서 만든 것인데, 이는 시스코가 다른 회사에서 만든 스위치 장비와의 호환을 위해 만든 것이야.
미돌양 : 아∼ 이제야 알겠네요. 그런데 이건 좀 다른 질문인데, 2계층 스위치 혹은 3계층 스위치라는 말을 많이들 사용하는데 쉽게 생각해서 3계층 스위치는 2계층 스위치에 추가로 라우팅 기능만을 추가한 것이라고 이해하면 되나요?
슈마 : 그렇지.
미돌양 : 그렇다면 3계층 스위치가 라우터에 비해 가격도 저렴하고 성능도 좋은데 왜 굳이 비싼 라우터를 아직까지도 사용하는 거죠?
슈마 : 물론 미돌양 말이 맞아. 최근 출시되는 3계층 스위칭 제품 중 일부는 스위칭 허브이면서 동시에 라우터 역할도 하고, 외부 통신도 연결이 가능하도록 하고 있지. 하지만 누군가 말했지 ‘라우터는 죽지 않는다. 다만 사라질 뿐이다’라고. 라우터에 대한 수요는 조금씩 감소하고 있지만 당장에 사라지지는 않을꺼야. 아직도 여러 용도로 사용을 하고 있고, 필요로 하고 있으니까.
슈마 : 이번에는 콜리전 도메인(Collision domain)과 브로드캐스트 도메인(Broadcast Domain)에 대해 배워볼까. 이들 도메인에 대해 아는 사람.
미돌양 : 이더넷 방식은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access /Collision Detect) 방식이라고도 하며, 한순간에 한번의 데이터 전송이 가능하죠. 콜리전은 충돌이란 뜻이고 도메인은 영토라는 뜻이니 콜리전 도메인은 충돌되는 범위를 말하겠죠.
허접군 : 헉∼
미돌양 : 브로드캐스트는 ‘방송하다’라는 뜻이니 모든 PC에 IP 정보를 알리고 MAC 주소를 응답받기 위해 사용하는 것으로, IP 어드레스 체계에 보면 네트워크 어드레스와 호스트 어드레스의 모드 비트가 1로 설정되면(255.255.255.255) 브로드캐스팅으로 인식하게 되는 것으로 알고 있습니다.
슈마 : 미돌양이 제대로 알고 있군. 콜리전 도메인을 번역하면 미돌양 말대로 충돌 도메인이 되지. 이더넷 방식에서는 한순간에 하나의 데이터(패킷)만 전송할 수 있다는 사실은 알고 있겠지. 즉, 더미 허브를 사용해서 A와 B가 통신을 하고 있는데 그 와중에 C와 D가 통신을 하려고 하면 충돌이 발생하게 되고 약속된 시간이 지난 후 재시도를 하게 되지.
미돌양 : 허브의 종류에 상관없이 모두 콜리전 도메인이 동일하게 적용되나요?
슈마 : 그렇지는 않아. 스위칭 허브, 라우터는 포트마다 콜리전 도메인으로 설정돼 있지. 예를 들어 스위칭 허브 12 포트 정도면 각 포트마다 하나의 콜리전 도메인이 설정돼 그만큼 충돌 기회가 적어 지는 거지. 그렇지만 일반 허브는 12 포트라고 해도 12포트가 1개의 콜리전 도메인으로 설정돼 있기 때문에 허브에 연결된 한쪽의 PC에서 다른쪽의 PC로 데이터를 전송하려면 다른 포트에 있는 PC는 이들 간에 통신이 끝날때까지 기다려야 해.
허접군 : 복잡하네요.
슈마 : 보다 쉽게 생각해서 차선에 비유해 볼까. 예를 들어 서울과 부산을 연결하는 1차선의 도로가 있다고 가정하고, 차 속도는 10km (10Mbps)라고 한다면, 더미 허브는 부산에서 차가 출발한 후 서울까지 도착한 후에야 다른 지방에서 대기중인 차 중에서 한대만 출발시킬 수 있는 거야.
그러니 도착 시간이 느릴 수밖에 없겠지. 만약 부산에서 차가 출발했는데 그 차가 서울에 미처 도착하기도 전에 대구에서 또 한 대의 차를 보냈다면 이더넷은 그 특성상 한 차선에 두 대의 차가 다니지 못하게 하므로 콜리전이 나게 되는 거지. 그 결과는 어떻게 될까.
허접군 : 두차 모두 출발지로 견인될 것이고, 약속된 시간이 지난 후 다시 출발하겠죠.
슈마 : 그렇지. 반면 스위칭 허브를 생각해보면 12포트라고 가정한다면 서울과 부산을 연결하는 12차선이 마련되는 거지. 차 속도도 100km(100Mbps)가 되겠지. 그렇게 되면 대구, 광주, 부산,대 전 등에서 동시에 차들이 출발하더라도 각기 전용차선 위를 달리게 되니 더미 허브보다는 훨씬 빠른 속도로 서울에 도착할 수 있겠지. 그래서 스위칭 허브가 더미 허브보다 빠르고 좋다는 거야.
허접군 : 이제 확실하게 이해가 되네요. 브로드캐스트 도메인에 대해서도 설명해 주세요.
슈마 : A와 B라는 PC가 통신을 하기 위해서는 상대편의 주소를 알아야 하잖아. 그래서 모든 PC에 브로드캐스트 패킷을 보내게 되는데 이때 패킷이 도달할 수 있는 범위를 브로드캐스트 도메인이라고 하는 거야. 그럼 여기서 퀴즈 하나. 브로드캐스트 도메인이 넓으면 어떤 일이 일어나게 될까.
미돌양 : 그거야 범위가 넓을수록 많은 PC들이 꼼짝없이 기다려야 하니 사용자 입장에서는 응답시간이 한참 걸리겠죠. 그 말은 결국 네트워크가 늦다는 말이죠.
슈마 : 그렇지.
허접군 : 콜리전 도메인처럼 허브의 종류에 따라 브로드캐스트 도메인 수도 달라지나요?
슈마 : 더미 허브, 브리지, 스위칭 허브 등은 브로드캐스트 도메인이 하나이고, 라우터는 브로드캐스트 도메인을 여러개로 나눌 수 있어.
허접군 : 그런데 브로드캐스트 도메인이 하나라는 말이 정확히 무엇을 뜻하는지 모르겠어요. 아무래도 적은 것 보다는 많은게 좋을 것 같기도 하고.
슈마 : 더미 허브에 연결된 PC가 얼마되지 않는다면 충돌이 많이 발생하지 않겠지만 수십에서 수백대가 연결돼 있다면 상황은 달라지지. 만약에 월말에 회계 결산, 급여 지급 등의 업무가 몰려서 네트워크 트래픽이 많아진다면 브로드캐스트를 보낼때 마다 더미 허브에 연결된 수 많은 PC들은 하던 일을 멈추고 기다려야 할 것이며, 충돌이 발생하면 약속된 시간 후에 재전송을 시도하는 횟수들이 많아지겠지. 결국 사용자들은 속도가 엄청 늦다고 전화를 해댈 것이고. 그래서 스위칭 허브는 가상 LAN을 사용해서 라우터처럼 브로드캐스트 범위를 나누어 사용하게 되는 거야.
미돌양 : 결국 정리하자면 브로드캐스트 도메인의 범위가 작을수록 좋으며, 이 브로드캐스트 도메인은 3계층 장비인 라우터로 만들거나, 2계층 스위칭 허브의 가상 LAN을 이용해서 만들수 있다는 이야기 네요.
슈마 : 바로 그거야. 그럼 허접군도 콜리전 도메인에 대해 다시 한번 정리해봐.
허접군 : 그게 쩝. 그러니까 충돌 범위라는 말이죠 그게.
슈마 : 떽! 다시 정리할테니 잘 들어. 콜리전 도메인 또한 범위가 작고 도메인 수가 많을수록 좋으며, 1계층 장비인 더미 허브는 전체가 하나의 콜리전 도메인이고, 2계층 장비인 스위칭 허브는 각 포트마다 콜리전 도메인이 되는 거야.
미돌양 : 오늘은 스위치의 여러 세부 기술에 대해 참 많이 배운 것 같네요.
슈마 : 그렇지. 자 스위치에 대한 것은 이쯤에서 마치고 다음 시간부터는 IP 스위칭에 대해 알아볼테니 예습 철저히 하도록. @
