스위치(Switch)와 브릿지(Bridge)

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📁스위치(Switch)와 브릿지(Bridge)

📖스위치와 브릿지란?

네트워크 통신망을 연결하는 통신망 연결 장치로, 모든 포트가 같은 콜리전 도메인에 속한 허브와 다르게 콜리전 도메인을 분리해 사용한다. 따라서 허브와 다르게 한쪽 포트에서 콜리전이 일어나도 나머지 포트의 통신에 영향을 주지 않으며, 통신 속도를 나누어 쓰지 않기 때문에 연결된 장비가 늘어나도 속도 저하가 없다. 두 장치 모두 데이터 링크 계층에 속한다.

📑작동 방식

브릿지와 스위치의 작동 방식은 다섯 가지로 나누어 설명할 수 있다. 바로 Learning, Flooding, Forwarding, Filtering, Aging이다.

Learing: 연결된 PC가 통신하기 위해 프레임을 보내면 해당 PC의 맥 어드레스를 읽어서 브릿지 테이블에 저장한다.
Flooding: 전달받은 프레임의 맥 어드레스가 브릿지 테이블에 없다면 프레임이 들어온 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 프레임을 보낸다.
Forwarding: 목적지의 맥 어드레스가 브릿지 테이블에 저장되어 있고 출발지와 목적지의 세그먼트가 다르다면 목적지의 포트로만 프레임을 보낸다.
Fliterting: 목적지의 맥 어드레스가 브릿지 테이블에 저장되어 있고 출발지와 목적지의 세그먼트가 같다면 프레임이 다른 세그먼트로 넘어가지 않도록 막는다.(콜리전 도메인 분리)
Aging: 브릿지는 브릿지 테이블의 용량이 부족하지 않도록 맥 어드레스가 일정 시간 동안 통신에 쓰이지 않으면 삭제한다.

📑차이점

두 장치는 네트워크 모델의 같은 계층에 속할 뿐 아니라 역할도 비슷하기에 같은 장치로 봐도 무방하다. 다만 그럼에도 몇 가지 차이는 있다. 차이점을 나열하자면 다음과 같다.

스위치는 하드웨어로 프레임을 처리하고 브릿지는 소프트웨어로 프레임을 처리한다. 따라서 스위치의 속도가 훨씬 빠르다.
스위치는 각 포트마다 속도에 차이를 둘 수 있지만 브릿지는 모든 포트의 속도가 같다. 또한 스위치의 포트 수가 브릿지보다 훨씬 많다.
프레임을 처리하는 방식이 다르다. 스위치는 스토어 앤 포워드와 컷스루를 모두 사용할 수 있지만 브릿지는 스토어 앤 포워드 방식만 사용한다.

📑용어 설명

프레임(Frame): OSI 7 Layer 모델의 데이터 링크 계층에서 전송되는 데이터의 단위.

스토어 앤 포워드(Store-and-forward): 프레임 전체를 파악한 뒤에 프레임을 처리하는 방식이다. 목적지로 보내기 전에 에러를 검사하므로 쉽게 에러를 복구할 수 있다.

컷스루(Cut-through): 프레임의 목적지 주소(처음 48비트)만 확인하고 전송하는 방식이다. 속도가 빠르다는 장점이 있지만 에러 복구 능력은 떨어진다.

프래그먼트-프리(Fragment-free): 스토어 앤 포워드와 컷스루를 결합한 방식으로, 프레임의 처음 512비트를 확인한다.