[Inter-vlan] Inter-VLAN 라우팅 및 L3 스위치

L2 스위치

L2 스위치의 주요 기능은 MAC 테이블을 이용하여 프레임을 처리하는 것입니다. L2 스위치는 들어오는 프레임의 L2 헤더를 디캡슐레이션 하지 않고, D-MAC(목적지 MAC 주소)만 확인하여 프레임을 전달합니다. 따라서, 최적의 경로를 찾는 알고리즘이 없습니다.

라우터

라우터는 라우팅을 위해 라우팅 테이블을 가지고 있으며, 최적의 경로를 찾는 알고리즘을 가지고 있습니다. 이로 인해 네트워크 내에서 데이터 패킷이 최적의 경로로 전달될 수 있습니다.

-Inter VLAN 라우팅

Inter VLAN 라우팅은 서로 다른 VLAN 간의 통신을 가능하게 하는 기능입니다. 라우터는 태그가 있는 프레임을 인식하지 못해 태그가 있는 프레임을 버립니다. 이를 해결하기 위해 서브 인터페이스를 사용합니다. 서브 인터페이스의 장점은 다음과 같습니다:

1. 게이트웨이 분리
2. 라우터가 들어오는 VLAN을 인식할 수 있도록 함

 

-Inter VLAN 라우팅의 필요성

1. PC1에서 PC2로 핑 테스트를 수행합니다.
2. 프레임이 스위치로 들어오면 VLAN1의 태그가 붙습니다.
3. 다른 포트 간에 VLAN이 다르므로 통신이 불가능합니다.

 

1. VLAN1 태그가 붙은 프레임이 라우터로 전달됩니다.
2. 라우터는 Fa0/0.1로 들어온 프레임을 디캡슐레이션 후 D-IP(목적지 IP)대로 라우팅 테이블을 조회합니다. 이 과정에서 VLAN 태그도 사라집니다.
3. F0/0.2로 VLAN2 태그를 달고 프레임을 전달합니다.

 

1. 스위치는 VLAN2 태그를 받은 프레임을 PC2로 전달합니다.
2. PC2는 핑 응답을 받습니다.

 

-Inter VLAN 라우팅의 한계

1. 서로 다른 VLAN 간의 통신은 모든 트래픽이 라우터를 거쳐야 합니다.
2. 스위치와 라우터 사이에 병목현상이 발생할 수 있습니다.
3. 스위치와 라우터를 하나의 장비로 합쳐 통신하면, 이더넷 케이블로 통신하는 것이 아닌 시스템 내에서 버스 구조로 통신하게 되어 고속 처리가 가능합니다. (L2 스위치와 라우터를 합친 것이 L3 스위치입니다.)

 

-L3 스위치 구조

1. L2 스위치와 라우터가 연결된 구조입니다.
2. L3 스위치는 내부에서 논리적으로 각각의 VLAN별로 개별적인 스위치에 연결되어 있는 것처럼 구분됩니다. 또한, 가상의 스위치와 가상의 라우터 간의 가상의 포트를 만듭니다.
3. 가상의 라우터에는 가상의 포트를 만드는데, 해당 포트는 L3 기능을 가진 SVI(Switched Virtual Interface)로 만들어집니다.
4. 같은 VLAN 간의 통신은 가상 스위치 내에서 가능하며, 다른 VLAN 간의 통신은 가상 라우터가 처리합니다.

 

-결론

L2 스위치, 라우터, Inter VLAN 라우팅, 그리고 L3 스위치 구조에 대한 이해는 네트워크 효율성과 성능을 극대화하는 데 매우 중요합니다. 이러한 네트워크 장비들의 기능과 상호 작용을 상세히 설명하여, 엔지어들의 네트워크 설계 및 관리에 큰 도움이 될 것입니다.

 

 

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