VLAN
Reference: [책] IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문
1. What is VLAN?
물리적 배치와 상관없이 LAN을 논리적으로 분할, 구성하는 기술
한 대의
Switch를 여러개의VLAN으로 분할할 수 있다별도의 switch 처럼 동작한다
기업에서의 부서별 네트워크 분할 및 스마트폰, PC 등 다수의 단말이 네트워크에 연결됨에 따라 네트워크 분할이 중요하다
네트워크 분할이 필요한 이유
과도한 broadcast로 인한 단말들의 성능 저하
보안 향상을 위한 차단 용도
서비스 성격에 따른 정책 적용
VLAN을 나누면 하나의 장비를 서로 다른 network를 갖도록 논리적으로 분할한 것이므로Unicast뿐만 아니라Broadcast도 VLAN 간에 통신할 수 없다만약
VLAN간의 통신이 필요하다면, 서로 다른 network 간의 통신이므로 3계층 장비의 도움이 필요하다
VLAN을 사용하면 물리적 구성과 상관없이 network를 분리할 수 있고, 물리적으로 다른 층에 있는 단말이 하나의VLAN을 사용해 동일한 network로 묶을 수 있다분리된 단말 간에는
3계층 장비를 통해 통신하게 된다
2. Types of VLANS
VLAN 할당 방식에는 port 기반의 VLAN과 MAC 주소 기반의 VLAN이 있다
Port Based VLAN
VLAN이 처음 도입되었을 때는 switch가 고가였고 여러 hub를 묶는 역할을 switch가 담당했으므로 switch를 분할해 여러 network에 사용하는 것이 VLAN 기능을 적용하는 목적이었다
이렇게 switch의 위치를 논리적으로 분할해 사용하는 것이 목적인 VLAN을
Port Based VLAN이라고 부른다우리가 일반적으로 언급하는 대부분의 VLAN은
Port Based VLAN이다
어떤 단말이 접속하든지 switch의 특정 port에 VLAN을 할당하면 할당된 VLAN에 속하게 된다
Port Based VLAN으로 설정된 switch에서 VLAN 설정 기준은 Switch의 port 이다ex)
AA PC가 1번 port에 연결되면 VLAN 10에 속하고, 4번 port에 연결되면 VLAN 20에 속한다
Mac Based VLAN
사용자들의 자리 이동이 많아지면서 MAC Address를 기반으로 한
Mac Based VLAN이 개발되었다Mac Based VLAN을 사용하면 유선 사용자가 이동하더라도 같은 VLAN에 할당된다
Switch의 고정 port에 VLAN을 할당하는 것이 아니라 switch에 연결되는 단말의 MAC Address를 기반으로 VLAN을 할당하는 기술이다
단말이 연결되면, 단말의 MAC Address를 인식한 switch가 해당 port를 지정된 VLAN으로 변경한다
단말에 따라 VLAN 정보가 바뀔 수 있어
Dynamic VLAN이라고도 부른다
Mac Based VLAN의 VLAN 할당 기준은 PC의 MAC주소이다ex)
AA PC는 어떤 switch의 어떤 port에 접속하더라도 동일한 VLAN이 할당된다
3. How VLAN Works (Trunk/Access)
Port Based VPN에서는 Switch의 각 port에 각각 사용할 VLAN을 설정하는데, 한 대의 switch에 연결되더라도 서로 다른 VLAN이 설정된 prot 간에는 통신할 수 없다VLAN이 다르면 별도의 분리된 switch에 연결된 것과 같으므로 VLAN 간 통신이 불가능하다서로 다른 VLAN 간 통신을 위해서는
router와 같은 3계층 장비를 사용해야 한다VLAN으로 구분된 network에서는broadcast인 ARP Request가 다른 VLAN으로 전달될 수 없으므로 3계층 장비를 이용해 통신해야 한다
Switch port에 VLAN을 설정하여 network를 분리하면 물리적으로 switch를 분리할 때보다 효율적으로 장비를 사용할 수 있다
VLAN 분리는 다수의 논리적인 switch를 만드는 효과가 있다
여러 개의 VLAN이 존재하는 상황에서 switch를 서로 연결해야 하는 경우에는 각 VLAN 끼리 통신하려면 VLAN 개수만큼 port를 연결해야 한다
VLAN이 분할된 switch는 물리적인 별도의 switch로 취급된다
ex)
Switch 하나에 3개의 VLAN이 구성되어 있는 경우, 각 VLAN이 switch 간에 통신하려면 3개의 port가 필요하다
VLAN을 더 많이 사용하는 중/대형 network에서 이렇게 VLAN별로 port를 연결하면 장비 간의 연결만으로도 많은 port가 낭비된다
이 문제를 해결하기 위해
VLAN Tag 기능이 등장했다!
Tagged Port (Trunk Port)
Tag 기능은 하나의 port에 여러 개의 VLAN을 함께 전송할 수 있게 해준다
이 port를
Tagged port또는Trunk port라고 한다
여러 개의 VLAN을 동시에 전송해야 하는
Tagged port는 통신할 때 Ethernet Frame 중간에 VLAN Field를 끼워 넣어 이 정보를 이용한다Tagged Port로 packet을 보낼 때는 VLAN ID를 붙이고, 수신측에서는 이 VLAN ID를 제거하면서 해당 VLAN ID의 VLAN으로 packet을 보낼 수 있게 된다
Tagged Port를 사용하면 VLAN마다 통신하기 위해 필요했던 여러 개의 port를 하나로 묶어 사용할 수 있으므로 port 낭비 없이 network를 유연하게 design 할 수 있다Tagged Port기능이 switch에 생기면서 switch의 packet 전송에 사용하는 MAC Address Table에도 변화가 생겼다다른 VLAN끼리 통신하지 못하도록 Mac Address Table에 VLAN을 지정하는 field가 추가된 것이다!
즉, 하나의 switch에서 VLAN을 이용해 network를 분리하면 VLAN 별로 Mac Address Table이 존재하는 것 처럼 동작한다
Tagged Port는 여러 개의 VLAN, 즉 여러 network를 하나의 물리적 port로 전달하는 데 사용된다Tagged Port는 일반적으로 여러 network가 동시에 설정된 switch 간의 연결에서 사용된다Tagged Port로 packet이 들어올 경우 Tag를 벗겨내면서 Tag된 VLAN 쪽으로 packet을 전송한다
Untagged Port (Access Port)
일반적인 port를
Untagged Port또는Access Port라고 한다Untagged Port하나의 VLAN에 속한 경우에만 사용된다그래서 일반적으로 하나의 network에 속한 server의 경우
Untagged로 설정한다
Untagged Port로 packet이 들어올 경우, 같은 VLAN으로만 packet을 전송한다
가상화 Server
Switch 간의 연결이 아닌 sever와 연결된 port도 가상화 server가 연결될 때는 여러 VLAN과 통신해야 할 수도 있다
이 경우 server와 연결된 port더라도
Untagged가 아닌Tagged로 설정한다Tagged 상태이므로 가상화 server쪽 interface에서도 tagged 상태로 설정해야 한다
가상화 server 내부에 가상 switch가 존재하므로 switch간 연결로 보면 더 이해하기 쉽다
VLAN 간 통신
VLAN은 switch 통신을 분할하는 기능 때문에
unicast,multicast,broadcast모두 VLAN을 넘어가지 못한다일반적으로 VLAN이 다르다는 것은 별도의 network로 분할한 것이기 때문에 network가 다르고, IP 주소 할당도 다른 network로 할당되는 것이 일반적이다
다른 network 간의 통신이 필요하다면
router와 같은 3계층 장비의 도움이 필요하다
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