오늘은 네트워크 왕초보자님들을 위해서 Ethernet Switching 기초에 대해서 설명드리겠습니다.

아래 그림과 같이 Ethernet 패킷은 다음과 같은 헤더로 구성이 됩니다. 

• Destination MAC Address(DA), 6바이트: 패킷을 수신할 단말(혹은 라우터)의 MAC 주소
• Source MAC Address(SA), 6바이트: 패킷을 송신하는(보내는) 단말(혹은 라우터)의 MAC 주소
• Ethernet Type(EType), 2바이트: Ethernet 헤더 다음에 어떤 프로토콜 패킷이 나오는지 명시함. 0x0800이면 우리가 너무 잘 아는 IP 패킷이고, 0x0806이면 ARP 패킷 (ARP 패킷이 뭔지 잘 모르시겠다구요? 다음에 설명 드리겠습니다.)
• CRC, 4바이트: Ethernet 패킷이 전송 도중에 깨졌는지 오류 검사를 위해 사용

자 이제 Ethernet Switch가 어떻게 MAC learning을 통해서 패킷을 전달하는지 설명드리겠습니다.

PC 3대가 있으며 각각 Ethernet Switch 1, 4, 8번 포트에 연결되어 있고, MAC 주소 A, B, C를 가지고 있습니다. PC에서 아무런 패킷을 보내는 않은 초기 상태에서는 Ethernet Switch의 MAC Address Table은 깨끗한 상태입니다. 

1. PC1에서 DA=B, SA=A로 하여 패킷을 송신합니다. (PC1은 본 패킷을 PC2에게 송신하기 위해 DA=B를 달았고, SA는 항상 송신자의 MAC 주소입니다.)
2. 이 패킷을 수신한 Ethernet Switch는 수신된 패킷의 SA를 참조하여 자신의 MAC Address Table을 생성합니다. 여기서는 SA=A이고 수신된 포트가 1번이므로 MAC Address Table에는 {MAC Address=A, Port=1}이라고 기록합니다. 본 행위를 MAC Learning이라고 합니다.
3. MAC Learning 수행 직후, 이번에는 Ethernet Switch가 수신된 패킷의 DA를 참조하여, 이 DA가 MAC Address Table에 있는지 검사를 합니다. 여기서는 DA=B가 MAC Address Table에 없습니다. 이 경우, Ethernet Switch는 해당 패킷을 어느 포트로 보내야 할 지 모르기 때문에 패킷을 수신한 포트(1번)를 제외한 모든 포트로 패킷을 송신합니다. (이렇게 모든 포트로 패킷을 보내는 행위를 Broadcasting 혹은 Flooding이라고 합니다.)
4. PC1이 보낸 패킷에 대한 응답으로 PC2가 DA=A, SA=B로 하여 패킷을 보냅니다.
5. 역시 Ethernet Switch는 MAC Learning을 수행합니다. (MAC Address Table에 {MAC Address=B, Port=4} 기록)
6. 그리고 패킷의 DA를 참조하는데, 이 경우 DA=A가 이미 자신의 MAC Address Table에 존재합니다 (MAC Address=A, Port=1). 이 경우 Ethernet Switch는 해당 패킷을 MAC Address Table에 명시된 포트(1번)로만 전달을 하고, 이 패킷은 PC1만 수신하게 됩니다. (이렇게 MAC Address Table 참조를 통해 특정 하나의 포트로만 패킷을 전달하는 행위를 Unicasting이라고 부릅니다.)
7. 이번에는 PC3이 DA=B, SA=C로 패킷을 보냅니다. 
8. Ethernet Switch는 MAC Learning을 통해 {MAC Address=C, Port=8}을 기록하고,
9. 패킷의 DA=B에 해당하는 Port인 포트 4번으로 패킷을 전달합니다.