네트워크 스위치는 어떻게 작동합니까?

스위칭이란 통신의 양쪽 끝에서 정보를 전송해야 하는 요구 사항을 총칭하는 기술로, 요구 사항을 충족하는 해당 경로로 전송할 정보를 수동이나 장비를 사용하여 자동으로 완성하는 기술입니다. 넓은 의미의 네트워크 스위치는 통신 시스템에서 정보 교환 기능을 수행하는 장치이다.

 

컴퓨터 네트워크 시스템에서는 공유 작업 모드를 개선하기 위해 교환 개념이 제안되었습니다. 앞서 소개해드린 허브는 공유기기입니다. HUB 자체는 대상 주소를 식별할 수 없습니다. 동일한 LAN에 있는 A 호스트가 B 호스트로 데이터를 전송하면 해당 데이터 패킷은 HUB를 기반으로 하는 네트워크에서 브로드캐스트 방식으로 전송됩니다. 각 단말은 데이터 패킷 헤더의 주소 정보를 확인하여 수신 여부를 결정합니다. 즉, 이 작업 모드에서는 한 번에 하나의 데이터 프레임 그룹만 네트워크에서 전송할 수 있습니다. 충돌이 발생하면 다시 시도해야 합니다. 이 방법은 네트워크 대역폭을 공유하는 것입니다.

 

네트워크 스위치에는 매우 높은 대역폭의 백 버스와 내부 스위칭 매트릭스가 있습니다. 네트워크 스위치의 모든 포트는 이 백 버스에 연결됩니다. 제어 회로가 데이터 패킷을 수신한 후 처리 포트는 메모리의 주소 비교 테이블을 조회하여 대상 MAC 네트워크 카드의 NIC 네트워크 카드가 어느 포트에 연결되어 있는지 확인합니다. 데이터 패킷은 내부 스위칭 매트릭스를 통해 대상 포트로 빠르게 전송됩니다. 대상 MAC이 존재하지 않는 경우 모든 포트에 브로드캐스트됩니다. 포트로부터 응답을 받은 후 네트워크 스위치는 새 주소를 "학습"하여 내부 MAC 주소 테이블에 추가합니다. 네트워크 스위치를 사용하면 네트워크를 "분할"할 수도 있습니다. 네트워크 스위치는 MAC 주소 테이블을 비교하여 필요한 네트워크 트래픽만 네트워크 스위치를 통과하도록 허용합니다. 스위치의 필터링 및 전달은 브로드캐스트 스톰을 효과적으로 격리하고, 오류 패킷 및 오류 패킷의 발생을 줄이고, 공유 충돌을 방지할 수 있습니다.

 

네트워크 스위치는 동시에 여러 포트 쌍 간에 데이터 전송을 수행할 수 있습니다. 각 포트는 독립적인 네트워크 세그먼트로 간주될 수 있으며, 이에 연결된 네트워크 장비는 다른 장비와 경쟁하지 않고 단독으로 전체 대역폭을 즐길 수 있습니다. 노드 A가 노드 D에 데이터를 보내면 노드 B는 동시에 노드 C에 데이터를 보낼 수 있으며 두 전송 모두 네트워크의 전체 대역폭을 활용하고 자체 가상 연결을 갖습니다. 여기서 10Mbps 이더넷 스위치를 사용하면 이때 스위치의 전체 트래픽은 2 X 10Mbps = 20Mbps가 되고, 10Mbps 공유 허브를 사용하면 허브의 전체 트래픽은 10Mbps를 넘지 않게 된다.

 

네트워크 스위치의 응용

 

이더넷 스위치는 근거리 통신망의 주요 연결 장치로서 가장 널리 사용되는 네트워크 장치 중 하나가 되었습니다. 스위칭 기술의 지속적인 발전으로 이더넷 스위치의 가격이 급격하게 하락하면서 데스크탑으로의 전환이 대세입니다.

 

이더넷 네트워크에 사용자 수가 많고 응용 프로그램이 많고 서버가 다양하며 네트워크 구조를 조정하지 않은 경우 전체 네트워크의 성능이 매우 낮을 수 있습니다. 한 가지 해결책은 10Mbps 일반 이더넷 데이터 스트림을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 100Mbps 고속 이더넷 연결도 지원하는 10/100Mbps 스위치를 이더넷에 추가하는 것입니다.

네트워크 활용도가 40%를 초과하고 충돌률이 10%를 초과하는 경우 네트워크 스위치를 사용하면 약간의 문제를 해결할 수 있습니다. 100Mbps 고속 이더넷 및 10Mbps 이더넷 포트를 갖춘 이더넷 스위치는 전이중 모드에서 작동할 수 있으며 전용 20Mbps~200Mbps 연결을 설정할 수 있습니다.

 

네트워크 환경에 따라 네트워크 스위치의 역할이 다를 뿐만 아니라, 동일한 네트워크 환경에서 새로운 네트워크 스위치를 추가하는 효과와 기존 네트워크 스위치 포트를 네트워크에 추가하는 효과도 다릅니다. 네트워크의 트래픽 패턴을 완벽하게 이해하고 파악하는 것은 네트워크 스위치 역할을 할 수 있는지 여부에 있어 매우 중요한 요소입니다. 네트워크 스위치를 사용하는 목적은 네트워크의 데이터 트래픽을 최대한 줄이고 필터링하는 것이기 때문에 네트워크의 네트워크 스위치가 잘못 설치되어 수신된 데이터 패킷을 거의 모두 전달해야 하는 경우 네트워크 스위치는 최적화할 수 없습니다. 그 네트워크. 성능의 영향으로 데이터 전송 속도가 감소하고 네트워크 지연이 증가했습니다.

 

설치 위치 외에도 부하가 적고 정보가 적은 네트워크에 네트워크 스위치를 무작정 추가하는 경우 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 데이터 패킷의 처리 시간, 스위치의 버퍼 크기, 새로운 데이터 패킷을 재생성해야 하는 필요성 등의 요인에 영향을 받으므로 이 경우에는 네트워크 스위치보다 간단한 허브를 사용하는 것이 더 이상적입니다. 그러므로 우리는 네트워크 SW가 가려움증은 HUB에 비해 장점이 있으며, 특히 사용자의 네트워크가 혼잡하지 않고 여전히 사용 가능한 공간이 많은 경우 HUB를 사용하면 네트워크의 기존 리소스를 최대한 활용할 수 있습니다.