김박사의 공부일지

1. MAC 주소의 정의

MAC 주소는 네트워크 장비(PC, 스마트폰, 라우터, 프린터 등)에 고유하게 부여되는 하드웨어 주소

즉,

LAN에서 통신할 때 사용하는 물리적 주소
(OSI 2계층 주소)

IP주소는 논리적 주소(바뀜)

MAC 주소는 물리적 주소(기기 NIC에 저장)

2. MAC 주소의 형태

✔ 표기 방식

AA:BB:CC:DD:EE:FF

총 48 비트 = 6 바이트

• 앞 3바이트(AA:BB:CC) → 제조사 식별 코드(OUI, 제조사별 고유 번호)
• 뒤 3바이트(DD:EE:FF) → 제조사가 개별 기기에 부여하는 고유 번호

예:

• 01:1A:79 → Apble
• 3C:5A:B4 → Samsong
• 00:50:56 → VMwore

3. MAC 주소는 왜 필요한가?

LAN 통신(Ethernet)은 IP가 아니라 MAC 주소로 실제 전달

예시:

PC가 192.168.0.10 → 192.168.0.20으로 패킷을 보내려면

1. 목적지 MAC 주소를 먼저 알아야함 (ARP)
2. 이더넷 프레임에
   - Source MAC
   - Destination MAC
   을 넣어 전송
3. 최종적으로 해당 MAC 주소를 가진 NIC(네트워크카드)가 프레임을 수신

즉:

LAN 안에서는 MAC 주소가 최종 주소
IP 주소는 라우터가 라우팅할 때 쓰는 주소

4. 스위치가 MAC 주소 기반으로 어떻게 동작하는가?

스위치는 OSI 2계층 장비로, MAC 주소를 보고 목적지 포트로 프레임을 전달

아래는 스위치 동작 3단계

🔥 ① 배움(Learning): MAC 주소 테이블 생성

스위치는 들어오는 모든 프레임에서

"출발지 MAC 주소가 어느 포트로부터 왔는지" 학습

예:

• 포트1에서 AA:BB:CC:11:22:33이 온다면
  → MAC 테이블에
  AA:BB:CC:11:22:33→포트1 저장

이걸 MAC 주소 테이블(CAM Table)이라고 함

※ CAM Table(Content-Addressable-Memory):스위치 내부에 존재하는 메모리로 MAC 주소 테이블을 저장, 어떤 포트와 연결되어 있는지, VLAN 등이 저장

🔥 ② 전달(Forwarding): 목적지 정보로 포워딩

프레임을 받았을 때

• 목적지 MAC 주소가 테이블에 있으면
  → 해당 포트에 정확히 1개만 전송(Unicast)

예:

목적지 MAC = 08:AA:BB:CC:DD:EE
→ MAC 테이블에서 포트 3번
→ 포트 3번으로만 전송

🔥 ③ 홍수(Flooding): 모르면 전부 뿌림

아직 학습되지 않은 MAC 주소일 경우:

• 어디로 보내야 할지 모르므로
• 모든 포트로 프레임을 뿌린다(Broadcast/Flooding)
  (들어온 포트 제외하고 전체로 보내기)

이렇게 해서 목적지 장치는 프레임을 받고 응답→스위치는 그 응답을 보고 MAC 테이블 업데이트

🔥 ④ 노화(Aging): 일정 시간 후 삭제

네트워크 변화에 대응하기 위해

MAC 테이블 항목은 보통 300초 후 자동 삭제

🔥 스위치 동작을 한 번에 이해할 수 있는 흐름

[1] Learning
	들어오는 프레임의 "출발지 MAC"을 보고
    MAC 테이블에
    MAC → 포트 번호 기록

[2] Forwarding
	목적지 MAC이 테이블에 있으면 해당 포트로 전송

[3] Flooding
	목적지 MAC이 없으면 모든 포트로 전송
    
[4] Aging
	일정 시간 지나면 학습된 MAC 제거

🔥 5. 스위치가 MAC 주소를 사용하는 진짜 이유

• LAN 내부 통신을 빠르게 하기 위함
• IP 없이도 통신 가능
• 브로드 캐스트 구간을 유지
• 라우터처럼 복잡한 경로 선택 없이 단순하고 빠름 (하드웨어 ASIC 기반)

🔥 6. 스위치 vs 라우터 MAC 처리의 차이

결론

MAC 주소

• 장비 NIC에 할당된 고유 주소
• LAN에서 실제로 통신할 때 사용
• ARP를 통해 IP ↔ MAC 대응

스위치

• MAC 주소 기반으로 프레임 전달
• Learning → Forwarding → Flooding → Aging 구조
• LAN에서 매우 빠르고 효율적으로 기기 연결