[Network] 네트워크 기초 이론 15강 — L2 스위치: 액세스와 디스트리뷰션, 업링크와 링크 업

네트워크 기초 이론 시리즈 정리 — 15강. 참고: 널널한 개발자 TV, L2 스위치에 대해서 (재생목록)

13강에서 LAN은 MAC 주소에 기초해 작동하는 네트워크라고 정리했다. 그 LAN을 실제로 만들어 주는 장비가 L2 스위치다. L2에서 가장 중요한 식별자는 MAC 주소이고, 따라서 한마디로 — L2 스위치는 MAC 주소로 스위칭한다. 이번에는 이 장비가 네트워크 구성도 안에서 어디에 어떻게 놓이는지, 그리고 그 주변에서 헷갈리기 쉬운 용어들을 정리한다.

MAC 주소 복습

MAC 주소는 내 컴퓨터에서 바로 확인할 수 있다.

ipconfig /all        # Windows — "물리적 주소" 항목
ip link              # Linux — link/ether 뒤의 값

2강에서 정리한 내용 그대로다 — 48비트(6바이트)로 이루어진 하드웨어 주소이고, NIC에 부여된다. 전 세계에서 유일하다고 생각해도 된다. 엄밀히는 의도적으로 같은 값을 만들 수도 있지만, 기본 전제는 "중복 없음"이다.

엔드포인트에서 인터넷까지 — 스위치가 놓이는 자리

3강에서 네트워크는 스위치의 집합체이고, 네트워크 자체와 그것을 이용하는 주체(엔드포인트)를 구별하라고 정리했다. 이 구별이 이번 강의 용어의 뼈대가 된다.

네트워크 구성도에서 PC를 그릴 때 랜케이블이 꽂히는 접점을 과장해서 점으로 찍는데, 그 점이 곧 네트워크 인터페이스 — 보통 NIC다(접점이 두 개면 NIC도 두 개다). 그 점에서 나온 케이블이 처음 만나는 스위치부터 인터넷까지, 전형적인 구성은 이렇게 쌓인다.

 PC1 ──┐
 PC2 ──┤ [액세스 스위치 A] ──┐
                            ├── [디스트리뷰션 스위치] ── [라우터] ── 인터넷
 PC3 ──┐                    │        (게이트웨이 역할)
 PC4 ──┤ [액세스 스위치 B] ──┘

• L2 액세스 스위치 — 엔드포인트와 직접 맞닿는 스위치. PC가 네트워크에 접속(access)할 때 가장 먼저 만나는 장비다. 유선 스위치일 수도, 무선 AP일 수도 있다.
• L2 디스트리뷰션 스위치 — 스위치를 위한 스위치. 액세스 스위치들이 모여서 연결되는 상위 스위치다. 엔드포인트가 직접 붙을 수도 있지만 본래 역할은 스위치들의 집선이다.

둘의 차이는 성능이나 생김새가 아니라 "누구를 위한 스위치인가" 다. 건물에 비유하면 감이 잡힌다 — 액세스 스위치는 방 하나, 디스트리뷰션 스위치는 방들이 모인 건물 한 층, 그리고 층들이 최종적으로 모이는 라우터는 건물당 하나 정도. (물론 항상 이렇지는 않은 대략의 감각이다. 라우터는 L3 장비이고, 구성도의 라우터가 PC들 전체의 게이트웨이 역할을 한다 — 게이트웨이는 뒤에서 따로 다룬다.)

위 그림에서 PC2가 PC3에게 데이터를 보내면 액세스 스위치 A → 디스트리뷰션 → 액세스 스위치 B를 거쳐 흘러간다. 같은 액세스 스위치에 물린 PC1↔PC2라면 스위치 하나에서 끝난다.

업링크 ≠ 링크 업

여기서 용어 함정 하나. 케이블(링크)에 관한 두 용어가 비슷하게 생겼는데 뜻이 전혀 다르다.

용어	뜻
업링크(uplink)	상위 계층 스위치로 — 더 넓은 네트워크로 — 올라가는 연결선. 액세스→디스트리뷰션 구간이 대표적
링크 업(link up)	케이블이 연결되어 살아 있다는 상태. 스위치·랜카드의 녹색불이 이것이다
링크 다운(link down)	연결이 끊겼다는 상태 — 케이블이 빠졌거나 물리적 문제가 생겼다는 뜻

업링크는 자리(어느 방향의 연결선인가)이고, 링크 업/다운은 상태(붙었는가 끊겼는가)다.

포트 수 셈법 — 16포트면 PC 몇 대?

가정용 공유기나 사무실 스위치를 보면 랜 단자가 줄지어 있다. 단자 하나가 인터페이스 하나이고, 이것도 포트라고 부른다 — 5강의 포트(프로세스 식별자)와는 다른, 물리 포트다. 같은 단어가 계층에 따라 다른 것을 가리키는 대표 사례이니 구별해 두자.

단자가 16개인 L2 액세스 스위치가 있다면 엔드포인트를 몇 대까지 연결할 수 있을까. 16이 아니라 15대다 — 업링크로 한 자리를 써야 디스트리뷰션 스위치를 거쳐 바깥 네트워크로 나갈 수 있기 때문이다. 방에 컴퓨터가 15대 이하라면 이 스위치 하나로 커버된다는 계산이 이렇게 나온다.

정리

• L2 스위치는 MAC 주소로 스위칭한다. MAC 주소는 48비트 하드웨어 주소이고 원칙적으로 전 세계 유일이다.
• L2 스위치는 역할로 두 종류다 — 엔드포인트와 직접 만나면 액세스 스위치, 액세스 스위치들이 모여 연결되면 디스트리뷰션 스위치(스위치를 위한 스위치).
• 구성은 엔드포인트 → 액세스 → 디스트리뷰션 → 라우터(게이트웨이) → 인터넷으로 쌓인다. 감각적 비유: 방 하나 / 건물 한 층 / 건물당 라우터 하나.
• 업링크는 상위 네트워크로 올라가는 연결선, 링크 업/다운은 케이블 연결 상태다 — 헷갈리지 말 것.
• 스위치의 물리 포트 수에서 업링크 몫 하나를 빼야 연결 가능한 엔드포인트 수가 나온다. 16포트면 15대다.