이번에는 L2스위치와 L3스위치의 차이점을 확인해 보겠습니다. 한 문장으로 정리하면 스위치에 라우팅 기능이 추가된 스위치를 L3스위치라고 합니다. 이번 포스트에서 정확히 어떤 방식으로 동작하는지 정리해 보았습니다.
네트워크 장비들의 간단한 설명과 차이를 알고싶으시면 아래 주소의 글을 참조해 주세요.
https://networkwoker.net/?p=68
L2 스위치 (Layer 2 Switch)란?
L2 스위치는 OSI 7계층 모델에서 **데이터 링크 계층(Data Link Layer, Layer 2)**에서 동작합니다. 이 계층에서 MAC 주소를 기반으로 데이터를 처리하고 전송하는 기능을 수행합니다.
허브는 경우 모든 포트로 프레임을 똑같이 전달하여 통신을 합니다. 하지만 그러한 방식은 서버의 CPU에서 많은 프레임을 지속적으로 차단을 해야 하기에 서버의 부하를 주게 됩니다.
스위치 같은 경우 연결된 장비들의 정보를 모와 mac table을 생성합니다. 프레임이 스위치에 전달되면 mac table을 참조해 해당되는 서버에게만 프레임을 전달합니다.
주요 기능
- MAC 주소 기반의 패킷 전달: L2 스위치는 수신된 데이터 프레임을 MAC 주소 테이블을 참조하여 적절한 포트로 전달합니다.
- 스위칭 속도: L2 스위치는 매우 빠르게 패킷을 전달할 수 있습니다. 이는 주로 물리적 네트워크 내에서 같은 네트워크 세그먼트에 속한 장치 간의 통신에서 강점을 보입니다.
사용 예시
- 최근에는 L3스위치나 백본 스위치에 추가로 연결하기 위해 사용을 합니다.
- 서버들 사이의 단독적인 통신이 필요할 때 사용합니다.
L3 스위치 (Layer 3 Switch)란?
L3 스위치는 OSI 모델의 **네트워크 계층(Network Layer, Layer 3)**에서 동작하는 스위치입니다. 이 스위치는 데이터 링크 계층의 기능 외에도, IP 주소를 기반으로 한 라우팅 기능을 제공합니다.
주요 기능
- IP 라우팅: L3 스위치는 네트워크 간의 트래픽을 라우팅합니다. L2 스위치가 MAC 주소를 기반으로 패킷을 전송하는 반면, L3 스위치는 IP 주소를 참조하여 패킷을 전송합니다.
- VLAN 간 라우팅: L3 스위치는 VLAN 간의 트래픽을 라우팅하는 데 사용됩니다. 이는 여러 개의 VLAN이 있는 네트워크에서 VLAN 간 통신이 필요할 때 유용합니다.
사용 예시
- 많은 포트가 요구되고 라우팅 기능이 필요한 백본스위치로 많이 사용 합니다.
- 동적 라우팅을 사용해야 하는 망에서 라우팅 테이블이 많지 않은 구간에서 사용합니다.
L3스위치의 동작 방식
L3스위치는 같은 VLAN에 속한 포트끼리는 MAC 주소를 이용하여 통신합니다. 즉 L2스위치와 같은 동작을 합니다. 하지만 다른 VLAN으로 통신할 때는 route table을 참조하여 IP를 이용하여 통신합니다.
SVI(Switched Virtual Interface)
SVI는 스위치에서 사용되는 가상의 인터페이스 입니다. L3스위치는 SVI에 IP를 이용하여 게이트웨이 IP로 사용합니다.
L3스위치의 통신 과정
- 서버는 같은 대역이 아닌 D서버(192.168.10.10) 에 대해 통신을 할 때에는 GW(게이트웨이) IP로 패킷을 전달합니다. 이 때 목적지의 MAC주소만 GW의 주소 즉 SVI의 MAC주소로 하여 GW로 패킷을 전달합니다.
sip:192.168.0.10 smac:AA:AA dip:192.168.10.10 dmac:FF:FF(MAC 주소를 SVI의 MAC 주소로 전송) - SVI에서 route table을 확인하여 vlan2으로 패킷을 전달합니다.
- 목적지 mac 주소를 SVI의 mac 주소로 변경하고 목적지의 mac주소는 실제 D서버의 mac 주소로 변경합니다.
sip:192.168.0.10 smac:FF:FF(smac의 주소를 SVI의 맥으로 변경) dip:192.168.10.10 dmac:DD:DD(dmac의 주소를 실제 장비의 mac으로 변경합니다.)
이 포스트는 최대한 직관적으로 작성할려고 노력했습니다. 더 자세하고 전문적인 내용은 아래 링크를 확인하세요
https://www.netmanias.com/ko/post/blog/5398/ip-routing-l3-switch-network-protocol/understanding-of-the-l3-switch