스위치의 프레임 처리 방식

L2 (Data link)의 역할

1계층을 통해 전송되는 정보의 오류와 흐름 관리하여 올바른 정보가 전달될 수 있도록 한다.
CRC 기반의 오류 제어화 흐름 제어를 제공한다.
통신기기 사이에 연결 및 데이터 전송 기능을 지원한다.
 

L2의 Frame 처리 방식

스위치가 Frame을 전달받고 처리하는 방식에는 3가지가 있다.
※ Preamble, SFD chd 8Byte의 헤덕값은 물리계층의 헤더로 Frame이 아니다
 

Learning, Frowarding, Flooding

모두 L2의 처리 방식이 Frame을 전달 받고 DST MAC을 참조하여 Forwarding하고 SRC MAC을 Learning 하여 Frame을 전달하여 MAC table을 갱신한다는 사실을 알고 있을 것이다.
 

L2 프레임 처리방식

따라서 이 글에서 설명하는 3가지의 처리 방식은 스위치가 위 과정을 거치기 위해 Frame을 얼만큼 검사하는지에 따라 구분된다.
아래 3가지 Frame 처리 모드 중 Cut-through 방식은 Fragment-free, Fast-forward
두 가지로 구분되는데, Fragment-Free를 따로 두어 3가지로 구분하는 것 같다.
 

https://www.networkacademy.io/ccna/ethernet/store-and-forward-vs-cut-through-switching

Cut-through
해당 모드를 이용하면 아래의 Store-and-Forward와 다르게 프레임의 Destination MAC만 참조하여 Forwarding 결정을 내린다.
기존 Store-and Forward 방식의 latency를 줄이고자 제시된 방법이었지만 하드웨어의 발전으로 큰 의미가 없어졌고 FCS 필드를 검사하지 않으므로 프레임의 오류제어, 무결성 보장이 불가능하므로 선호되지 않는다.
 
Fragment-Free
Cut-through와 Store-and Forward 방식의 장점을 합친 방식으로
Frame의 앞 64Byte를 전달받은 후 Forwarding 결정을 내리는 방식이다.
64Byte를 검사하는 이유는 이더넷의 충돌 감지를 보통 64Byte내로 알 수 있기 때문이다.
잘 사용하지 않는 방식이다.
 
Store-and-Forward

이 방법은 다른 세 가지 방법보다 대기 시간이 길어지고 기본적으로 64바이트(런트)보다 작고 1518바이트(자이언트)보다 큰 프레임은 삭제합니다.

해당 방법은 MAC Table을 참조하여 경로를 결정하기 전 Frame의 전체를 저장하고 검사한다.
프레임을 모두 수신받은 후 프레임의 FCS 필드를 검사하여 무결성과 정확성을 보장한다.
CRC(순환잉여검사 : 프레임의 무결성을 검사하는 값) 검사하여 CRC 값이 같지 않다면 폐기한다.
앞의 과정이 모두 정상적으로 이루어진 후 대상 MAC 주소를 참조하여 전달한다.
현재 Store-and-Forward 방식이 가장 많이 사용된다.
끝.