[CCNA] ICND(Interconnecting Cisco Network Devices) 요약정리5

4장. Catalyst 1900 Swtich 동작

1. Layer2 Switching (Bridging) 기술
* 이더넷 스위치는 OSI 2계층에서 동작함
* 스위치의 3가지 기능
  - Address learning: 스위치는 각각의 포트들에 연결된 디바이스들의 MAC주소들을 학습하여 주소 대 포트 매핑 정보를 MAC database에 저장.
  - Forward/Filter decision: 이더넷 스위치가 프레임을 받게 되면 프레임의 목적지 주소의 단말에 도착하기 위해 MAC database를 참조함. 주소가 있으면 해당 포트로만 프레임을 forwarding하고 다른 포트로는 filtering하여 프레임이 못 나가게 함.
  - Loop  Avoidance: 스위치로 연결된 네트웍이 Redundant Topology때문에 loop가 발생하면, 이더넷 스위치는 Loop때문에 발생 가능한 3가지 문제를 spanning tree protocol(STP)을 사용하여 방지함.
* MAC Address Learning
  1. 스위치가 프레임 수신하여 버퍼에 저장
  2. 모든 포트로 프레임을 "flooding" 함
  3. 해당 포트와 관련된 MAC Address Table 생성
* Switching(Filtering or Forwarding): 프레임을 수신하여 해당 포트로 전달(Forwarding). 다른포트는 막음(Filtering) => 밴드위스의 절약
* Broadcast와 Multicast 프레임은 "flooding" 함
* Loop Avoidance
  - Redundant Topology에서 사용
※ Redundant Topology? 이중화 구성
* Redundant Topology의 문제: Broadcast.storms, Multiple Frame Copies, MAC Database Instabilities가 발생할 수 있음 => Spanning Tree Protocol로 해결
* Spanning Tree Protocol(IEEE 802.1d)
  - Loop-free 네트워크 유지
* Loop Avoidance 과정

  - Root 브릿지를 정하고 Root브릿지를 기준으로 Loop중에서 가장 약한 포트를 막음. 

* Root Bridge: Root Bridge의 모든 Port는 Designated port가 됨. Designated port는 forwarding state
* Root port: Root Bridge가 아니라면 하나의 Root port를 가짐. Root port는 forwarding state에 있음. Spanning Tree는 속도가 빠른쪽으로 경로를 구성.
* Designated port: 각 세그먼트는 하나의 Designated port가 있음. Designated port는 forwarding state
* Spanning Tree Protocol의 Root선택 방법: BPDU를 통해 가장 낮은 브릿지 ID를 가진 브릿지가 Root가 됨.
* BPDU (Bridge Protocol Data Unit): Priority (2바이트) + Bridge MAC Address (6바이트)
* Spanning Tree Protocol에서 거치는 포트의 상태 종류와 이유.
  - Blocking state (20sec)-> Listening state (15sec)-> Learning state (15 sec)-> Forwarding state
  - 중간 state를 두는 이유는 모든 브릿지 들이 망내 변화에 대한 동일한 정보를 가지기 위한 것
* Spanning Tree 재계산 과정    

  - 링크의 추가 또는 장애가 발생하는 등 네트웍 토폴로지의 변경이 발생하면, 새로운 BPDU를 수신하고, MAC Age 시간이 지난 다음 다음 새 Spanning Tree 재계산에 들어감.

*Time to Convergence 이슈      

  - 네트웍 토폴로지에 변화가 일어났을 때, 스위치는 Spanning Tree 프로토콜을 재계산해야 하고 이것이 유저 트래픽을 멈추게 함

2. Catalyst Switch 기술 개요 
* Switching, Bridging 비교
  - Switching: 하드웨어(ASIC) 기반. 스위치당 다수의 Spanning Tree. 포트 다수 수용
  - Bridging: 소프트웨어 기반. 브릿지당 하나의 Spanning Tree. 최대 16 포트
* Switching modes
  - Cut-Through: 프레임 헤더가 도착하자마자 목적지 주소를 보고 즉각 프레임을 forwarding
  - Store and Forward: 프레임을 모두 수신하여 목적지와 소스 주소를 읽고, CRC(Cyclic Redundancy Check) 수행, 필터링 적용하여 forwarding
  - Fragment free: 프레임을 forwarding 하기 전 64bit를 읽음. collision프레임을 필터링
* Full duplex (전이중)
  - Point-to-point에서만 사용

..- Dedicated switch port에 연결됨.
  - 양 끝 단에서 full duplex를 지원해야 함.
  - Collision free
  - Collision detect circuit disabled

* Half duplex (반이중)
  - 단 방향 데이터 흐름
  - Collision 가능성
  - Hub 연결 시에 사용 

3. Catalyst 1900 Swtich 구현
* 구현방식
  - Menu 방식
  - Web 기반의 VSM (Visual Switch Manager)
  - IOS CLI (Command Line Interface) 
* Duplex를 설정: Switch(config-if)#duplex full
* 포트의 Duplex 옵션을 확인: Switch#show interfaces
* 상호 연결된 Duplex 불일치: 상호 연결된 포트를 다른 duplex로 설정한 경우
* MAC Address 테이블 보기: Switch#show mac-address-table
* MAC Address 테이블에 static하게 엔트리를 입력: SWITCH(config)#mac-address-table permanent 1111.2222.1111 ethernet 0/1
* 스위치 포트를 Secure 포트로 설정: Switch(config-if)#port secure max-mac-count 1
* 스위치의 하드웨어와 IOS 소프트웨어 버젼을 확인: show version
* 스위치 configuration을 TFTP 서버로 백업: Switch#copy nvram tftp://host/dst_file
* 스위치 configuration 파일을 삭제: Switch#delete nvram