포워딩 기초: VLAN, LAG, 스패닝 트리, 라우팅
트랜시버 문제는 결코 트랜시버 문제로 자신을 드러내지 않습니다. 스패닝 트리 토폴로지 변경, suspended 상태가 된 LAG 멤버, 요동치는 OSPF 네이버, 플래핑하는 VXLAN 터널, 혹은 "사용자 절반이 느려요"라는 형태로 나타날 뿐입니다. 이런 증상을 물리 계층까지 거슬러 해석하려면 포워딩 어휘가 필요합니다. 즉 스위치가 MAC 주소를 어떻게 학습하는지, VLAN과 트렁크가 무엇인지, 링크 애그리게이션이 플로우를 어떻게 해싱하는지, 스패닝 트리가 왜 포트를 차단하는지, 링크가 깜박일 때 라우팅 프로토콜이 무엇을 하는지입니다. 이 페이지가 다루는 것이 바로 그 어휘이며, 근본 원인이 오염된 커넥터일 수도 있는 상황에서 중요한 부분으로 추렸습니다.
레이어 2: MAC 주소 학습과 VLAN
| 개념 | 일어나는 일 | 광 모듈 관점 |
|---|
| MAC 주소 학습 | 각 프레임의 소스 MAC을 수신 포트에 대응해 기록하며, 목적지를 모르면 플러딩합니다 | 플래핑하는 포트는 항목을 플러시하고 다시 학습합니다 — 플랩마다 짧은 플러딩이 발생합니다 |
| 에이징 | 항목이 만료됩니다(기본값 300 s) | — |
| VLAN(802.1Q) | 브로드캐스트 도메인입니다. 트렁크에서 프레임은 12비트 태그(1–4094)를 가집니다 | — |
| 액세스 포트 | 태그되지 않은 VLAN 하나 | — |
| 트렁크 포트 | 태그된 VLAN 다수와 태그되지 않은 네이티브 VLAN 하나 | 업링크 양단의 네이티브 VLAN 불일치는 링크 장애가 아니라 부분적인 연결 장애로 나타납니다 |
| MTU/점보 | 기본값 1 500바이트, 점보는 9 000–9 216 | 업링크 양단의 MTU 불일치는 작은 패킷은 통과시키고 큰 패킷은 버립니다 — 간헐적인 광 모듈 문제처럼 보입니다 |
| 스톰 컨트롤, BPDU 가드, 포트 보안 | 포트를 차단하는 보호 기능입니다 | 이 중 무엇이든 원인이 되어 errdisable 상태가 된 포트는 죽은 모듈처럼 보입니다(증상 색인) |
스패닝 트리
| 변형 | 컨버전스 | 비고 |
|---|
| STP(802.1D) | 30–50 s | 레거시 |
| RSTP(802.1w) | < 1–3 s | 대부분에서 기본값 |
| MSTP(802.1s) | 인스턴스별로 RSTP와 동일 | VLAN 그룹 |
| PVST+/Rapid-PVST+ | VLAN별 | Cisco |
스패닝 트리는 중복된 L2 경로를 차단합니다. 상태가 나쁜 광 모듈이 여기에 미치는 영향은 다음과 같습니다.
- 플래핑하는 업링크는 토폴로지 변경 알림(TCN)을 발생시킵니다. TCN마다 네트워크 전체의 MAC 테이블이 플러시되고 몇 초간 플러딩이 일어나 사용자는 플랩마다 정체를 경험합니다(링크 플래핑).
- 단방향 링크(광섬유 한 가닥이 끊어져 Tx는 동작하고 Rx는 동작하지 않는 상태)는 BPDU 수신이 끊기면 루프를 만들 수 있습니다 — UDLD, 루프 가드, 브리지 어슈어런스는 정확히 이런 상황을 위해 존재합니다(링크 없음).
- 차단(Blocking) 상태 포트의 LED(황색)는 이중화된 링크에서 정상이며 장애가 아닙니다(포트 명명과 LED).
리프-스파인 패브릭은 모든 링크를 라우팅함으로써 STP를 피합니다.
링크 애그리게이션(LAG, port-channel, bond)
| 항목 | 규칙 |
|---|
| 프로토콜 | LACP(802.1AX/802.3ad): 멤버끼리 PDU를 주고받으며 멤버십을 협상합니다. 정적 LAG는 보호 기능이 없습니다 |
| 멤버 | 속도, 듀플렉스, MTU가 동일해야 합니다. 대부분의 NOS는 FEC와 미디어 유형도 동일할 것을 요구합니다 — 4 × 25G 광 모듈이나 4 × 25G DAC 중 하나로 통일해야 하며 섞을 수 없습니다 |
| 해싱 | MAC/IP/포트 필드의 해시로 플로우를 분산합니다. 하나의 플로우는 멤버 하나의 속도를 결코 넘지 못합니다 |
| 오류가 있는 멤버 | PDU가 계속 오가는 한 LACP는 해당 멤버를 번들에 남겨 둡니다. 한 멤버에서 CRC 오류가 나면 그 멤버로 해싱된 플로우가 손상됩니다 — "일부 세션은 느리고 나머지는 멀쩡함"이 전형적인 증상입니다(VDM 및 FEC 지표) |
| Min-links | 활성 멤버가 N개 미만이면 번들이 다운됩니다 — 성능이 저하된 링크 하나로 운용되는 상황을 막아 줍니다 |
| 이름 | NOS별로 Port-channel, ae, Eth-Trunk, bond, PortChannel |
| 두 스위치에 걸친 경우 | MLAG/vPC/VLT(스태킹과 MLAG) |
실무 팁: LAG가 “동작은 하지만 느릴” 때는 번들이 아니라 멤버별 카운터와 DDM을 확인하십시오.
레이어 3: 스위치에서의 라우팅
| 개념 | 정의 | 광 모듈 관점 |
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| SVI/라우티드 포트 | VLAN 또는 물리 포트 위의 IP 인터페이스입니다 | 라우티드 업링크에는 STP가 없으며, 플랩은 라우팅 이벤트가 됩니다 |
| 정적/OSPF/IS-IS/BGP | 라우팅 프로토콜입니다. DC 패브릭은 BGP(링크별 eBGP) 또는 OSPF를 사용합니다 | 네이버 up/down 로그로 어느 링크가 언제 플래핑했는지 정확히 짚어낼 수 있습니다 |
| ECMP | N개의 업링크에 걸친 등가 비용 다중 경로이며, LAG와 마찬가지로 플로우가 해싱됩니다 | 업링크 하나에 문제가 생기면 플로우의 1/N이 저하됩니다. BFD(50–300 ms)는 프로토콜 타이머보다 빠르게 장애를 감지합니다 |
| 댐핑 | 플래핑하는 인터페이스의 광고를 억제합니다 | 플래핑하는 광 모듈은 결국 댐핑되어, 링크는 "up"이어도 트래픽은 라우팅되지 않습니다 |
| VRF | 별도의 라우팅 테이블입니다(관리 VRF도 있습니다!) | 잘못된 VRF로 스위치에 핑을 보내면 링크 장애처럼 보입니다 |
| 퍼스트 홉 이중화(HSRP/VRRP) | 두 스위치 사이의 가상 게이트웨이입니다 | 플랩이 발생하면 게이트웨이가 전환됩니다 |
오버레이
| 오버레이 | 사용 위치 | 광 모듈 관점 |
|---|
| VXLAN/EVPN | DC 패브릭: L3 위의 L2 | 터널은 ECMP를 타고 흐릅니다. 스파인 링크 하나에 장애가 생기면 터널이 결정적이 아니라 무작위로 저하됩니다 |
| MPLS/SR | 통신사업자 | 고속 재라우팅(50 ms 미만)이 플랩을 가리므로 언더레이 카운터를 확인해야 합니다 |
| EVPN 멀티호밍(ESI-LAG) | MLAG를 대체합니다 | 멤버 링크가 서로 다른 리프로 연결되며, 규칙은 LAG 멤버와 동일합니다 |
흐름 제어와 무손실 클래스
| 메커니즘 | 목적 | 광 모듈 관점 |
|---|
| 802.3x pause | 네이버를 정지시킵니다 | 거의 쓰이지 않습니다. 전역 pause는 혼잡을 감춥니다 |
| PFC(802.1Qbb) | RoCE/FCoE를 위한 우선순위별 pause입니다 | CRC 오류가 있는 링크는 pause가 아니라 재전송을 유발합니다 — 다만 플래핑하는 포트에서 발생하는 pause 스톰은 무손실 클래스 전체를 패브릭 전역에서 정지시킬 수 있습니다(무손실 이더넷) |
| ECN | 혼잡을 표시합니다 | — |
포워딩 증상을 물리 계층까지 거슬러 해석하기
| 포워딩 증상 | 확인할 물리적 원인 |
|---|
| 몇 분마다 STP TCN 발생, 로그에 MAC 플랩 | 업링크 하나가 플래핑 중 — DDM Rx 파워가 수신 감도에 근접, 오염된 커넥터 |
| LACP 멤버 “suspended”/“individual” | 해당 멤버의 FEC 또는 속도 불일치. 모듈이 인식되지 않음 |
| 링크 하나에서 OSPF/BGP 네이버가 리셋됨 | 광 모듈이 플래핑 중이거나 모듈이 온도 한계에 있음 |
| ECMP: 일부 플로우만 느리거나 손실 발생 | 업링크 하나에서 FEC 정정 불가 오류/CRC 발생 |
| 점보 프레임은 실패하지만 핑은 성공 | MTU 문제 — 광 모듈 문제 아님 |
| 광섬유 복구 후 루프 또는 브로드캐스트 스톰 | 단방향 링크, MPO 극성 반전, UDLD 미적용 |
| 소프트웨어 업그레이드 후 트래픽 중단 | 새 릴리스에서 서드파티 광 모듈이 거부됨(호환성 매트릭스와 펌웨어) |
| 서버에서는 링크 up으로 보이지만 트래픽 없음 | VLAN 오설정/네이티브 VLAN 불일치, 또는 스위치에는 LAG가 있지만 서버에는 없음 |
각 행의 근거가 되는 물리 계층 점검 항목은 증상 색인, 스위치에서 광 모듈 검증하기에 있습니다.
CodingBox에서
포워딩 계층의 증상은 포트를 가리키고, 포트는 모듈을 가리키며, 스위치에서 읽든 벤치에서 읽든 모듈의 DDM, 식별 정보, 임계값이 사건을 마무리짓습니다. code database에 모듈별 기록을 남겨 두면 "이번에도 LAG가 느렸다"가 "멤버 3, 시리얼 X, Rx −17 dBm, 교체함"으로 바뀝니다.