LAN Switching - Redundant Topology 이중화 토폴로지

@ 이중화 토폴로지

 

(1) 장비의 이중화 - 똑같은 기능을 하는 장비를 하나 더 둔다.

(2) 링크의 이중화 - 출발지 부터 목적지까지 가는 길을 하나 더 둔다.

 

- 링크 이중화는 한 지점에서의 장래오 인해 네트워크의 기능 상실을 방지한다.

- 루프 문제가 발생할 수 있다 => Broadcast Storm, Multiple frame 복사, MAC Address Table

 

 

 

위의 Diagram 에서 Segment1 과 Segment2 의 연결이 Switch 하나로 연결되어 있다면 Switch에 문제가 생기거나 Port에 문제가 생겼을 경우 Segment 간의 연결이 끊어지게 되는 결과를 초래한다.

=> Switch를 두 개로 연결시켜 하나가 문제 발생시 다른 하나로 연결이 가능하게 구성할 수 있다.

< 이중화 할 시 문제 발생 >

하지만 두 개의 Redundant Path를 구성하게 되면 앞에 배웠던 Switch의 동작 방식일 경우 문제가 발생한다.

(1) Broadcast Srorms

(2) Multiple Frame Copies

(3) MAC Address Table Instability

 

 

 

1. Switch는 Broadcast Frame을 받게 되면 받은 Port를 제외한 모든 Port로 Flooding 하게 된다.

2, Host X가 Default Gateway를 찾는 경우 ARP Broadcast를 보낼 경우

 - Broadcast를 Switch A 가 받게 되면 받은 Port를 제외한 모든 Port로 Flooding 하게 된다.

   그러면 Segment 2 로 전달되고 이것을 Switch B가 받게 된다.

 - 이것을 Switch A 는 다시 Segment 2 로 Flooding 하는데 이런 방법으로 Broadcast는 계속

   Segment 1 과 Segment 2를 돌게 된다.

 - 이러한 Broadcast는 Network의 현저한 성능 저하를 일으키며, 또한 각 Segment에 연결되어 있는

   Device에 Interrupt를 걸게 되어 성능을 저하시킨다.

 -  Loop Avoidance Solution 은 논리적으로 Loop를 막아 이러한 문제를 해결한다.

 

 

 

1. 일반적으로 동일한 Frame을 다시 받게 되면 Application 문제를 일으킬 수가 있다.

   Sequence Numbering을 사용하는 Protocol은 동일한 Sequence Number의 Packet을 받게 되면

   많은 전송이 실패가 되었다고 가정하고 다시 Sequence Number를 시작하게 된다.

 

2. Loop 를 방지하지 않을 때 Multiple Frame의 도달 과정

- Host X 는 Router Y 에게 Unicast Frame을 보낸다.

- Segment 1 에서 직접 Router Y에 전달 될 것이며 Switch A에서 Router Y가 Segment 1 에 잇다는 것

   을 알고 있다면 Filtering 될 것이다.

- 하지만 아직 Switch A 가 Router Y의 위치를 알지 못하면 (MAC Address Table에 없다면) 다른

  모든 port로 Flooding 하게 될 것이다.

- 이것은 Segment 2 로 전달되고 Switch B 는 이 Unicast 를 다시 Segment 1로 .. 즉, Router Y로

  전달하게 된다.

- 이럴 경우 Host X 에게서 직접 받은 Unicast 와 Switch B에게서 받은 Unicast, 두개의 Frame을 받게

   된다.

- Loop Avoidance Solution 은 논리적으로 Loop를 막아 이러한 문제를 해결한다.

 

 

 

- Switch A와 Swtich B가 아직 Router Y의 위치를 모를 때 (MAC Address Table에 등록이 되지 않았

  을 때) Host X가 Router Y 에게 Unicast Frame을 보내게 되면 Switch의 MAC Address Table이

  불안정하게 된다.

 

< 잘못된 학습 과정 >

- Switch A와 B는 Host X에게 unicast를 받으므로 Switch 모두 Port 0 에 Host X가 있다고

  MAC Address Table에 등록하게 된다.

- 하지만 Router Y의 위치가 MAC Address Table에 없으므로 Port 1 로 Flooding 하게 되는데

  이것을 받은 두 Switch는 Port 1 에서 받은 Frame의 Source MAC Address 가 Host X 이므로

  조금 전에 등록한 MAC Address Table을 잘못 고치게 된다.

- 조금 후 다시 Host X가 Frame을 발생하면 다시 Port 0으로 등록하고 이러한 과정이 반복되면

   MAC Address Table이 불안정하게 된다.

 

- Loop Avoidance Solution 은 논리적으로 Loop를 막아 이러한 문제를 해결한다.