LAN 스위치는 가상 회로 스위칭(VCS) 기술을 사용하기 때문에 모든 입력 및 출력 포트 간의 대역폭을 기술적으로 비경쟁적으로 유지할 수 있어, 전송 병목 현상 없이 포트 간 고속 데이터 전송이 가능합니다. 이는 네트워크 정보 포인트의 데이터 처리량을 크게 향상시키고 전체 네트워크 시스템을 최적화합니다. 이 글에서는 관련된 다섯 가지 주요 기술에 대해 설명합니다.
1. 프로그래밍 가능 ASIC(애플리케이션별 집적 회로)
이는 레이어 2 스위칭을 최적화하도록 특별히 설계된 전용 집적 회로 칩입니다. 오늘날 네트워킹 솔루션에 사용되는 핵심 집적 기술이며, 단일 칩에 여러 기능을 통합하여 설계 간소화, 높은 신뢰성, 저전력 소비, 고성능 및 저비용 등의 장점을 제공합니다. LAN 스위치에 널리 사용되는 프로그래밍 가능 ASIC 칩은 제조업체 또는 사용자가 애플리케이션 요구 사항에 맞게 맞춤 설정할 수 있습니다. 이러한 특징 덕분에 LAN 스위치 애플리케이션의 핵심 기술 중 하나로 자리 잡았습니다.
2. 분산 파이프라인
분산 파이프라이닝을 통해 여러 개의 분산 포워딩 엔진이 각각의 패킷을 빠르고 독립적으로 포워딩할 수 있습니다. 단일 파이프라인에서 여러 개의 ASIC 칩이 여러 프레임을 동시에 처리할 수 있습니다. 이러한 동시성과 파이프라이닝은 포워딩 성능을 한 차원 높여 모든 포트에서 유니캐스트, 브로드캐스트 및 멀티캐스트 트래픽에 대해 회선 속도 수준의 성능을 구현합니다. 따라서 분산 파이프라이닝은 LAN 스위칭 속도 향상에 중요한 요소입니다.
3. 동적 확장 가능 메모리
고성능 및 고품질 기능을 제공하는 고급 LAN 스위칭 제품은 지능형 메모리 시스템을 핵심으로 합니다. 동적 확장 메모리 기술을 통해 스위치는 트래픽 요구 사항에 따라 메모리 용량을 실시간으로 확장할 수 있습니다. 레이어 3 스위치에서는 메모리의 일부가 포워딩 엔진에 직접 연결되어 있어 인터페이스 모듈을 추가할 수 있습니다. 포워딩 엔진의 수가 증가함에 따라 연결된 메모리도 그에 맞춰 확장됩니다. 파이프라인 기반 ASIC 프로세싱을 통해 버퍼를 동적으로 구성하여 메모리 활용률을 높이고 대량 데이터 전송 시 패킷 손실을 방지할 수 있습니다.
4. 고급 대기열 메커니즘
아무리 강력한 네트워크 장치라도 연결된 네트워크 세그먼트에서 혼잡을 겪을 수밖에 없습니다. 기존 방식에서는 포트의 트래픽이 단일 출력 큐에 저장되고, 우선순위와 관계없이 선입선출(FIFO) 방식으로 처리됩니다. 큐가 가득 차면 초과 패킷은 폐기되고, 큐의 길이가 길어지면 지연 시간이 증가합니다. 이러한 기존 큐잉 메커니즘은 실시간 및 멀티미디어 애플리케이션에 어려움을 초래합니다.
따라서 많은 벤더들이 지연 및 지터를 제어하면서 이더넷 세그먼트에서 차별화된 서비스를 지원하기 위해 고급 큐잉 기술을 개발해 왔습니다. 이러한 기술에는 포트당 여러 단계의 큐가 포함되어 트래픽 수준을 더욱 효과적으로 구분할 수 있습니다. 멀티미디어 및 실시간 데이터 패킷은 우선순위가 높은 큐에 배치되며, 가중 공정 큐잉(Weighted Fair Queuing)을 통해 우선순위가 낮은 트래픽을 완전히 무시하지 않으면서도 이러한 큐의 패킷이 더 자주 처리됩니다. 일반 애플리케이션 사용자는 응답 시간이나 처리량의 변화를 느끼지 못하는 반면, 시간에 민감한 애플리케이션을 실행하는 사용자는 적시에 응답을 받습니다.
5. 자동 교통 분류
네트워크 전송에서 일부 데이터 흐름은 다른 흐름보다 더 중요합니다. 레이어 3 LAN 스위치는 다양한 유형과 우선순위의 트래픽을 구분하기 위해 자동 트래픽 분류 기술을 도입하기 시작했습니다. 실제 적용 사례에 따르면 자동 분류를 통해 스위치는 패킷 처리 파이프라인에 사용자가 지정한 흐름을 구분하도록 지시하여 지연 시간을 줄이고 우선순위가 높은 트래픽을 전달할 수 있습니다. 이는 특수 트래픽 흐름에 대한 효과적인 제어 및 관리를 제공할 뿐만 아니라 네트워크 혼잡을 방지하는 데에도 도움이 됩니다.
게시 시간: 2025년 11월 20일