[CCNA] Switch Interfaces

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Free CCNA 200-301 | Complete Course 2023

 

 

라우터와 스위치가 어떤 차이가 있는지 복습해보자.

라우터에는 광섬유 케이블용 SFP 인터페이스 8개와 콘솔 포트용 RJ-45 인터페이스 몇 개가 있다.

스위치는 SFP 인터페이스 4개와 RJ-45 인터페이스 48개가 있다.

스위치에 RJ-45 인터페이스가 많은 이유는 최종 호스트에 연결되기 때문이다.

 

이번에 볼 네트워크 토폴로지다.

라우터 하나, 스위치 두 개, PC 4개

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Day 8 에서는 라우터에 대해 show ip interface brief 명령을 사용했었다.

지금은 스위치에 대해 show ip interface brief 명령을 사용했다.

 

차이점이 보인다.

라우터에서는 기본 설정이 shutdown이라서 Status와 Protocol이 다 down이었다.

그러나 스위치는 shutdown 명령이 적용되지 않는다.

그래서 장치를 연결하면 구성이 필요하지 않은 up up 상태가 된다.

 

그리고 스위치는 Layer 2 장치이기 때문에 IP 주소가 필요하지 않다.

 

아래 부분의 down down은

스위치 인터페이스가 shutdown 된 것을 의미하지 않는다.

단지 연결되지 않았음을 의미한다.

 

요약하자면, 라우터의 인터페이스에서는 기본적으로 shutdown 명령이 적용되므로 관리상 down/down 상태가 된다.

스위치의 인터페이스에는 기본적으로 종료 명령이 적용되지 않으므로 다른 장치에 연결하면 up/up 상태가 되고

연결되지 않은 경우 down/down 상태가 된다.

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이제 스위치 인터페이스를 확인하는 또다른 유용한 명령을 보자.

show interfaces status 이다.

 

• Port는 단순히 각 인터페이스가 나열된다.
• Name은 인터페이스에 대한 설명이다.
• Status는 연결 상태를 표시한다.
• VLAN은 LAN을 더 잘게 나눈 것이다. VLAN은 다른 영상에서 다룬다.
• Duplex는 장치가 동시에 데이터 송수신이 가능한지 전이중(full-duplex)과 반이중(half-duplex)를 나타낸다.
  Cisco 스위치는 자동으로 전이중 방식이 설정된다.
• Speed는 속도를 의미하며, 주변장치와 자동으로 협상하여 가능한 가장 빠른 속도로 설정된다.
• Type은 연결된 선의 유형을 의미한다. UTP, SFP 까지도 확인할 수 있다.

일반적으로 자동으로 설정되도록 두지만, 수동으로도 설정할 수 있다.

speed와 duplex와 description을 설정하는 모습이다.

 

speed 100

duplex full

description ## to R1 ##

 

 

직접 설정했기에 "a-"가 빠져있다.

일반적으로 자동 협상을 유지하지만, 문제가 있어서 작동하지 않는 경우

인터페이스의 속도와 이중방식을 수동으로 구성하는 방법을 알아야 한다.

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사용하지 않는 인터페이스들은 이제 어떻게 할까?

비활성화 시켜야 한다.

 

스위치 인터페이스가 기본적으로 활성화되어 있다는 점은 편리하지만

장치를 연결하고 바로 사용할 수 있으므로 보안 문제로 이어질 수 있다.

그렇기 때문에 사용하지 않는 인터페이스는 실제로 비활성화 해야 한다.

 

여러 개의 인터페이스를 한 번에 구성할 수 있는 방법이 있다.'

전역 구성 모드에서 인터페이스 범위를 입력한 후

인터페이스 범위 구성 모드로 이동하여 명령어를 입력한다.

 

interface range f0/5 - 12

 

그럼 한꺼번에 인터페이스가 관리상 down으로 변경되었다는 메세지가 나타난다.

 

범위의 인터페이스가 연속이 아니어도 된다.

콤마를 이용하여 인터페이스를 지정할 수도 있다.

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비활성화시키니 Status가 notconnect에서 disabled로 변경되었다.

다시 말하지만 이 상태는 show ip interface brief에 표시되는 Status와 다르다.

show ip interface brief의 Status의 down과

show interfaces status의 Status의 disabled가 같은 의미다.

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반이중 통신은 동시에 송신과 수신을 할 수 없다는 뜻이다.

지금은 기술이 발전하여 다 전이중 통신을 사용 중이다. 반이중 통신을 찾아보기 어렵다.

 

 

예전에 반이중 통신을 사용했을 때의 상황을 잠시 보자.

하나의 Hub에 연결된 PC 3대가 있다.

두 PC가 동시에 데이터를 전송하려고 한다.

그러면 충돌이 발생하고, 하나의 프레임만 전송된다.

 

Hub에 연결된 모든 장치는 충돌 도메인(Collision domain)의 일부다.

그들이 보내는 프레임은 허브에 연결된 다른 장치의 프레임과 충돌할 수 있다.

이와 같은 반이중 상황에서 충돌을 처리하기 위해 이더넷 장치는 CSMA/CD 매커니즘을 사용한다.

 

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

CSMA/CD는 충돌 감지를 통한 캐리어 감지 다중 접근을 의미한다.

반이중 상황에서 장치가 충돌을 피하는 방법과,

충돌이 발생할 경우 어떻게 반응하는지 설명한다.

 

1. 프레임을 보내기 전에, 장치는 다른 장치가 프레임을 보내지 않는다는 것을 감지할 때까지 충돌 도메인을 Listen한다.
2. 잘못된 타이밍으로 충돌이 발생할 수 있는 경우, 장치는 재밍 신호를 보내 다른 장치에 충돌이 발생했음을 알린다.
3. 그 후 각 장치는 프레임을 전송하기 전에 임의의 시간 동안 기다린다.
4. 이 프로세스를 반복한다.

이는 오랫동안 네트워크가 작동하는 방식이었다.

그러나 스위치는 허브보다 더 정교하다.

 

허브는 Layer 1에서 작동하여 수신되는 모든 신호를 반복하는 간단한 중계기다.

스위치는 Layer 2에서 MAC 주소를 사용하여 특정 호스트에 프레임을 보낸다.

그리고 스위치는 한 번에 두 개의 프레임을 동일한 호스트로 보내려고 시도하지 않는다.

 

따라서 허브에 연결되었을 때는 하나의 충돌영역이었던 것이

스위치에 연결되면서 각각의 충돌영역으로 나뉘어진다.

 

스위치의 향상된 기능으로 인해 이제 전이중으로 작동할 수 있다.

즉, 다른 장치가 동시에 데이터를 보내고 있는지 여부에 대해 걱정할 필요가 없으며

자유롭게 데이터를 보낼 수 있다.

 

충돌과 같은 문제가 여전히 발생하기는 하지만,

일반적으로 반이중 네트워크 처럼 정기적으로 발생하는 것이 아니라

잘못된 구성으로 인해 발생한다.

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이제 인터페이스의 speed와 duplex 자동 협상에 대해 이야기하겠다.

라우터와 스위치 모두에 적용된다. 

 

다양한 속도로 실행될 수 있는 인터페이스에는 기본적으로 speed auto, duplex auto 설정이 있다.

인터페이스는 자신의 기능을 이웃에게 알리고 둘 다 가능한 최고의 속도와 duplex 설정을 협상한다.

 

 

다른 경우를 보자.

스위치에 연결된 장치에서 자동 협상이 비활성화되면 어떻게 될까?

 

속도의 경우 스위치는 다른 장치가 작동하는 속도를 감지하려고 시도한다.

속도 감지에 실패하면 지원되는 가장 느린 속도를 사용한다.

 

duplex의 경우 속도가 10Mbps 또는 100Mbps의 속도를 사용하게 되면 스위치는 반이중 방식을 사용하게 된다.

속도가 1000Mbps 이상인 경우 전이중 방식을 사용한다.

 

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이제 정상적으로 작동하는 것처럼 보이는 인터페이스에 나타날 수 있는 몇 가지 오류를 보자

 

Day 8에서 라우터의 인터페이스를 확인하면서 사용했던

show interfaces 명령어를 똑같이 사용한다.

스위치나 라우터나 error 부분은 동일하다.

 

출력된 text의 아래 부분을 보자.

먼저, 인터페이스에서 수신된 총 패킷 수와 해당 패킷의 총 바이트 수를 확인할 수 있다.

runts: 최소 이더넷 프레임 크기인 64바이트보다 작은 프레임.

giants: 이더넷 최대 프레임 크기인 1518 바이트보다 큰 프레임.

CRC: CRC 검사에 실패한 프레임 수를 계산

frame: 올바르지 않거나 잘못된 형식이 있는 프레임 수를 계산

input errors: 위의 4가지를 포함한 다양한 오류의 수 계산

output errors: 스위치가 전송을 시도했지만, 오류로 인해 실패한 프레임 수 계산

 

(*CRC: 이더넷 프레임의 트레일러에서 FCS 또는 프레임 검사 시퀀스를 통해 수행되는 순환중복검사)