📌 블로그 글 개요
1. 실습 목적: 이번 실습을 왜 진행했는가?
2. 사용한 장비 및 역할: 어떤 장비를 사용했고, 각각 어떤 역할을 하는가?
3. 네트워크 구성: 장비 간 연결 및 통신 방식
4. 장비별 설정 및 명령어: 네트워크가 동작하도록 설정한 과정
5. 패킷 흐름 분석: Ping이 이동하는 경로 및 장비별 동작 방식
6. 네트워크 테스트: 올바르게 설정되었는지 확인하는 방법
7. 결론 및 배운 점: 이번 실습에서 얻은 지식
📌 VLAN을 활용한 네트워크 분리 및 L3 스위치를 이용한 VLAN 간 라우팅
네트워크에서 효율적인 트래픽 관리와 보안을 위해 VLAN을 활용하는 방법을 실습하고, L3 스위치를 통해 서로 다른 VLAN 간 라우팅을 구현하는 과정에 대해 다룬다.
1. 실습 목적
이번 실습에서는 VLAN을 활용한 네트워크 분리 및 L3 스위치를 이용한 VLAN 간 라우팅을 구현하는 방법을 학습한다.
일반적으로 L2 스위치만을 사용하면 같은 브로드캐스트 도메인에서만 통신이 가능하다.
하지만 서로 다른 VLAN에 속한 PC들은 직접 통신할 수 없으며, 이를 위해 L3 스위치를 활용하여 VLAN 간 라우팅을 수행해야 한다.
💡 이번 실습의 주요 목표
1. VLAN을 활용하여 네트워크를 논리적으로 분리하는 방법을 학습
2. L3 스위치를 활용하여 서로 다른 VLAN 간 통신을 가능하게 하는 방법을 실습
3. L2 스위치와 L3 스위치 간의 트렁크(Trunk) 포트 설정 및 데이터 전달 방식 이해
4. 라우터를 활용하여 외부 네트워크(인터넷)로의 연결을 설정하는 과정 학습
2. 사용한 장비 및 역할
이번 실습에서는 **Cisco 패킷 트레이서(Packet Tracer)**를 사용하여 아래와 같은 네트워크 장비를 구성했다.
장비역할설명
Cisco 2960 (L2 스위치) | VLAN을 통한 네트워크 분리 | PC가 연결되는 스위치, VLAN을 통해 서로 다른 네트워크로 구분 |
Cisco 3560 (L3 스위치) | VLAN 간 라우팅 | L2 스위치와 연결되어 VLAN 간 통신을 담당 |
Cisco 2911 (라우터) | 외부 네트워크 연결 | L3 스위치와 연결되어 인터넷과 통신 가능 |
PC 0, PC 1 | 네트워크 테스트 | 각각 VLAN 10과 VLAN 20에 속한 PC로, 서로 다른 네트워크로 설정 |
💡 각 장비의 핵심 기능
• L2 스위치: VLAN을 사용하여 논리적으로 네트워크를 구분
• L3 스위치: VLAN 간 통신을 위한 라우팅 수행
• 라우터: 인터넷 연결 및 NAT(Network Address Translation) 수행
3. 네트워크 구성
이번 실습에서 구현한 네트워크의 물리적 연결 및 논리적 구성을 시각적으로 이해하기 쉽게 정리하면 다음과 같다.
PC0 ---- [Fa0/1] L2 Switch [Fa0/24] ---- [Fa0/24] L3 Switch [Fa0/1] ---- [Gi0/0] Router
VLAN 10 (192.168.10.100) Trunk VLAN 10, 20 VLAN Routing
PC1 ---- [Fa0/2] L2 Switch
VLAN 20 (192.168.20.100)
💡 각 장비 간 통신 방식
• PC0(192.168.10.100)과 PC1(192.168.20.100)은 서로 다른 VLAN에 속해 있음 → 기본적으로 직접 통신 불가능
• L2 스위치는 VLAN을 관리하고, 트렁크 포트를 통해 L3 스위치로 데이터를 전달
• L3 스위치는 VLAN 10과 VLAN 20 간 패킷을 라우팅하여 통신을 가능하게 함
• 라우터는 L3 스위치와 연결되어 인터넷과 통신하도록 설정됨
4. 장비별 설정 및 명령어
각 장비에서 수행한 설정을 정리하면 다음과 같다.
🔹 1) L2 스위치 설정
✅ VLAN 생성 및 포트 할당
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name VLAN10
Switch(config-vlan)# exit
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name VLAN20
Switch(config-vlan)# exit
✅ 포트 VLAN 지정
Switch(config)# interface FastEthernet0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface FastEthernet0/2
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 20
Switch(config-if)# exit
✅ 트렁크 포트 설정
Switch(config)# interface FastEthernet0/24
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20
Switch(config-if)# exit
🔹 2) L3 스위치 설정
✅ VLAN 인터페이스에 IP 주소 할당
Switch(config)# interface Vlan10
Switch(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# interface Vlan20
Switch(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# exit
✅ 라우팅 활성화
Switch(config)# ip routing
🔹 3) 라우터 설정
✅ 인터넷 연결을 위한 기본 설정
Router(config)# interface GigabitEthernet0/0
Router(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
✅ 기본 라우트 추가
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.30.2
5. 네트워크 테스트 (Ping)
✅ VLAN 간 통신 확인
PC0> ping 192.168.20.100
✅ L3 스위치 연결 확인
PC0> ping 192.168.10.1
✅ 인터넷 연결 확인
Router# ping 8.8.8.8
6. 결론 및 배운 점
• VLAN을 사용하여 같은 스위치에서도 논리적으로 네트워크를 분리할 수 있다.
• L3 스위치를 활용하면 VLAN 간 라우팅을 통해 서로 다른 네트워크 간 통신이 가능하다.
• 라우터를 활용하면 외부 네트워크(인터넷)로의 연결이 가능하다.
✅ PC0에서 PC1로 Ping이 가는 경로 분석
이제 PC0(192.168.10.100)에서 PC1(192.168.20.100)로 Ping이 전송될 때의 흐름을 하나하나 분석해볼게.
각 장비에서 어떤 동작이 발생하는지도 입문자가 이해하기 쉽게 정리해줄게! 🚀
📌 1. 네트워크 구성
PC0 ---- [Fa0/1] L2 Switch [Fa0/24] ---- [Fa0/24] L3 Switch [Fa0/1] ---- [Gi0/0] Router ---- (인터넷)
VLAN 10 (192.168.10.100) Trunk VLAN 10, 20 VLAN Routing
PC1 ---- [Fa0/2] L2 Switch
VLAN 20 (192.168.20.100)
• PC0 (192.168.10.100, VLAN 10)
• PC1 (192.168.20.100, VLAN 20)
• L2 스위치 (VLAN 구분 및 트렁크)
• L3 스위치 (VLAN 간 라우팅)
• 라우터 (인터넷 연결)
📌 2. PC0에서 PC1로 Ping이 갈 때 발생하는 과정
1️⃣ PC0에서 Ping 패킷 생성 (ICMP Request)
PC0> ping 192.168.20.100
PC0가 하는 일:
• PC0는 자신의 IP 192.168.10.100에서 192.168.20.100으로 Ping을 보냄.
• PC0는 자신과 PC1이 같은 네트워크에 있는지 확인 → 다른 서브넷(VLAN 20)임을 알게 됨.
• 기본 게이트웨이(192.168.10.1)로 Ping 패킷을 보냄.
2️⃣ PC0 → L2 스위치 (VLAN 10)
L2 스위치가 하는 일:
• PC0(192.168.10.100) → VLAN 10 (Fa0/1)으로 패킷 전달
• VLAN 10은 같은 네트워크를 공유하지만, 목적지가 VLAN 20이므로 L3 스위치로 보내야 함.
• L2 스위치는 트렁크 포트(Fa0/24)를 통해 L3 스위치로 Ping을 전달.
3️⃣ L2 스위치 → L3 스위치 (트렁크를 통해 전달)
L3 스위치가 하는 일:
• L2 스위치에서 수신한 Ping 패킷을 VLAN 10 인터페이스로 전달 (Vlan10: 192.168.10.1)
• L3 스위치는 “내가 VLAN 10과 VLAN 20을 관리하는구나!” 라고 인식.
• L3 스위치는 VLAN 10 → VLAN 20으로 패킷을 라우팅해야 한다고 판단!
4️⃣ L3 스위치에서 VLAN 10 → VLAN 20으로 라우팅
L3 스위치의 역할:
• VLAN 10(192.168.10.1)에서 받은 패킷을 VLAN 20(192.168.20.1)로 변경
• 즉, L3 스위치는 PC0의 Ping 요청을 VLAN 20 네트워크로 전달
• 목적지 MAC 주소를 PC1의 MAC 주소로 변경 후 VLAN 20으로 보냄
5️⃣ L3 스위치 → L2 스위치 (VLAN 20)
L2 스위치가 하는 일:
• L3 스위치에서 VLAN 20으로 전달된 패킷을 수신.
• L2 스위치는 목적지 MAC 주소를 보고 PC1이 연결된 포트(Fa0/2)로 Ping 패킷을 전달.
6️⃣ PC1에서 Ping 응답 (ICMP Reply)
PC1이 하는 일:
• PC1은 Ping 요청을 받고 응답(Ping Reply)을 생성.
• PC0(192.168.10.100)로 응답을 보내야 함.
• 기본 게이트웨이(192.168.20.1)로 패킷을 보냄.
7️⃣ 반대 경로로 되돌아감
다시 L3 스위치 → L2 스위치 → PC0로 돌아가는 과정
• PC1 → L2 스위치(VLAN 20) → L3 스위치
• L3 스위치가 VLAN 20 → VLAN 10으로 패킷을 변환
• L2 스위치가 VLAN 10을 통해 PC0로 전달
• PC0에서 Ping 응답을 받음!
📌 3. 전체 흐름 요약
1️⃣ PC0 → L2 스위치 (VLAN 10)
2️⃣ L2 스위치 → L3 스위치 (트렁크 연결)
3️⃣ L3 스위치 (VLAN 10 → VLAN 20으로 라우팅)
4️⃣ L3 스위치 → L2 스위치 (VLAN 20 전달)
5️⃣ L2 스위치 → PC1 (VLAN 20)
6️⃣ PC1 → Ping 응답 생성 (ICMP Reply)
7️⃣ 반대 경로로 되돌아감
✅ Ping 응답이 돌아오면 VLAN 간 라우팅이 정상적으로 동작하는 것!
📌 4. 각 장비의 역할 정리
장비역할
PC0 | Ping 요청 생성, 기본 게이트웨이로 전달 |
L2 스위치 | VLAN 구분, 트렁크 포트로 L3 스위치 연결 |
L3 스위치 | VLAN 10 ↔ VLAN 20 라우팅 수행 |
L2 스위치 (PC1쪽) | VLAN 20을 통해 PC1에게 패킷 전달 |
PC1 | Ping 응답(Reply) 생성 후 되돌려 보냄 |
📌 5. 네트워크 테스트를 위한 Ping 실행
이제 아래 Ping 테스트를 실행해서, 네트워크가 제대로 동작하는지 확인해보자!
1️⃣ PC0 → PC1 Ping 테스트
PC0> ping 192.168.20.100
✅ 응답이 오면 VLAN 간 통신이 정상적으로 설정된 것!
❌ Ping 실패하면 L3 스위치의 ip routing 설정 확인 필요!
2️⃣ PC0 → L3 스위치 (게이트웨이) Ping 테스트
PC0> ping 192.168.10.1
✅ 응답이 있으면 PC0 → L3 스위치 연결이 정상!
❌ Ping 실패하면 L3 스위치에서 show ip interface brief로 상태 확인!
3️⃣ PC1 → L3 스위치 (게이트웨이) Ping 테스트
PC1> ping 192.168.20.1
✅ 응답이 있으면 PC1 → L3 스위치 연결이 정상!
❌ Ping 실패하면 VLAN 20의 인터페이스 설정을 확인해야 함.
📌 6. 최종 결론
✅ VLAN이 다르면 PC0 → L2 스위치 → L3 스위치 → VLAN 20 → L2 스위치 → PC1 경로로 이동해야 한다.
✅ L3 스위치는 VLAN 간 IP 주소 기반 라우팅을 수행한다.
✅ L2 스위치는 각 VLAN에 따라 포트를 분리하고 트렁크를 통해 L3 스위치와 통신한다.
✅ Ping 응답이 오면 VLAN과 라우팅이 정상적으로 동작하는 것!
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