레이어 2 포워딩 테이블

스위치, 라우터 및 NFX 시리즈 디바이스의 레이어 2 포워딩 테이블 이해

레이어 2 브리징을 지원하기 위해 레이어 2 MAC 주소와 VLAN 학습 및 포워딩 속성을 구성할 수 있습니다. 유니캐스트 미디어 액세스 제어(MAC) 주소는 패킷을 VLAN의 모든 포트로 플러딩하지 않도록 학습됩니다. 소스 MAC 항목은 VLAN에 속하는 포트에서 수신된 패킷에서 학습한 각 MAC 주소에 대해 소스 및 대상 MAC 테이블에 생성됩니다.

VLAN을 구성할 때 레이어 2 주소 학습이 기본적으로 활성화됩니다. VLAN은 유니캐스트 미디어 액세스 제어(MAC) 주소를 학습하여 패킷이 VLAN의 모든 포트로 플러딩되지 않도록 합니다. 각 VLAN은 VLAN에 속하는 포트에서 수신된 패킷에서 학습한 각 소스 MAC 주소에 대해 소스 MAC 테이블에 소스 MAC 항목을 생성합니다.

선택적으로 전체 디바이스 또는 특정 VLAN이나 논리적 인터페이스에 대한 MAC 학습을 비활성화할 수 있습니다. 또한 다음과 같은 레이어 2 학습 및 전달 속성을 구성할 수 있습니다.

• MAC 항목의 시간 초과 간격

• 논리적 인터페이스에만 해당하는 정적 MAC 항목

• 특정 논리적 인터페이스 또는 VLAN의 모든 논리적 인터페이스에서 학습된 MAC 주소의 수로 제한

• VLAN에 대한 MAC 주소 테이블의 크기

• VLAN에 대한 MAC 어카운팅

보안 디바이스의 레이어 2 포워딩 테이블 이해

SRX 시리즈 방화벽은 각 레이어 2 VLAN에 대한 MAC 주소 및 관련 인터페이스를 포함하는 포워딩 테이블을 유지합니다. 패킷이 프레임 헤더에 새로운 소스 MAC 주소와 함께 도착하면 디바이스는 MAC 주소를 포워딩 테이블에 추가하고 패킷이 도착한 인터페이스를 추적합니다. 이 테이블에는 디바이스가 특정 MAC 주소에 대한 트래픽을 전달할 수 있는 해당 인터페이스도 포함되어 있습니다.

패킷의 목적지 MAC 주소를 디바이스에서 알 수 없는 경우(즉, 패킷의 목적지 MAC 주소에 포워딩 테이블에 항목이 없는 경우), 디바이스는 패킷을 복제하여 패킷이 도착한 인터페이스 이외의 VLAN의 모든 인터페이스에 플러딩합니다. 이를 패킷 플러딩 이라고 하며, 알 수 없는 대상 MAC 주소에 대한 발신 인터페이스를 결정하기 위한 디바이스의 기본 동작입니다. 패킷 플러딩은 다음 두 가지 수준에서 수행됩니다. 패킷은 구성된 레이어 2 보안 정책에서 허용하는 대로 다른 영역으로 플러딩되며, 패킷은 동일한 영역 내에서 동일한 VLAN 식별자를 가진 다른 인터페이스로도 플러딩됩니다. 디바이스는 MAC 주소를 가진 응답이 인터페이스 중 하나에 도착하면 MAC 주소에 대한 포워딩 인터페이스를 학습합니다.

SRX 시리즈 방화벽이 알 수 없는 대상 MAC 주소를 찾기 위해 패킷 플러딩 대신 ARP 쿼리 및 경로 추적 요청(TTL(time-to-live) 값이 1로 설정된 ICMP 에코 요청)을 사용하도록 지정할 수 있습니다. 이 방법은 디바이스가 모든 인터페이스에서 초기 패킷이 아닌 ARP 쿼리 및 경로 추적 패킷을 플러딩하기 때문에 패킷 플러딩보다 더 안전한 것으로 간주됩니다. ARP 또는 트레이스라우트 플러딩을 사용하면 원래 패킷이 삭제됩니다. 디바이스는 ARP 또는 ICMP 쿼리를 동일한 서브네트워크의 다른 모든 디바이스로 브로드캐스트하여 지정된 대상 IP 주소의 디바이스에 응답을 다시 보내도록 요청합니다. 지정된 IP 주소를 가진 디바이스만 응답하며, 이는 요청자에게 응답자의 MAC 주소를 제공합니다.

ARP를 사용하면 대상 IP 주소가 수신 IP 주소와 동일한 서브네트워크에 있는 경우 디바이스가 유니캐스트 패킷의 대상 MAC 주소를 검색할 수 있습니다. (수신 IP 주소는 디바이스에 패킷을 전송한 마지막 디바이스의 IP 주소를 나타냅니다. 디바이스는 패킷을 전송한 소스 또는 패킷을 전달하는 라우터일 수 있습니다.) Traceroute를 사용하면 대상 IP 주소가 수신 IP 주소를 넘어 서브네트워크의 디바이스에 속하더라도 디바이스가 대상 MAC 주소를 검색할 수 있습니다.

알 수 없는 대상 MAC 주소를 찾기 위해 ARP 쿼리를 활성화하면 경로 추적 요청도 활성화됩니다. 선택적으로 traceroute 요청을 사용하지 않도록 지정할 수도 있습니다. 그러나 디바이스는 대상 IP 주소가 수신 IP 주소와 동일한 서브네트워크에 있는 경우에만 유니캐스트 패킷의 대상 MAC 주소를 검색할 수 있습니다.

알 수 없는 대상 MAC 주소를 찾기 위해 ARP 쿼리 및 경로 추적 요청을 활성화하든 ARP 전용 쿼리를 활성화하든 SRX 시리즈 방화벽은 다음과 같은 일련의 작업을 수행합니다.

1. 디바이스는 초기 패킷의 대상 MAC 주소를 기록합니다. 디바이스는 소스 MAC 주소와 해당 인터페이스를 포워딩 테이블에 추가합니다(아직 없는 경우).

2. 디바이스는 초기 패킷을 삭제합니다.

3. 디바이스는 ARP 쿼리 패킷과 선택적으로 traceroute 패킷을 생성하고 초기 패킷이 도착한 인터페이스를 제외한 모든 인터페이스에서 해당 패킷을 플러딩합니다.

   ARP 패킷은 다음 필드 값으로 전송됩니다.

   • IRB의 IP 주소로 설정된 소스 IP 주소

   • 원본 패킷의 대상 IP 주소로 설정된 대상 IP 주소

   • IRB의 MAC 주소로 설정된 소스 MAC 주소

   • 브로드캐스트 MAC 주소로 설정된 대상 MAC 주소(모두 0xf)

   경로 추적(ICMP 에코 요청 또는 ping) 패킷은 다음 필드 값으로 전송됩니다.

   • 원본 패킷의 IP 주소로 설정된 소스 IP 주소

   • 원본 패킷의 대상 IP 주소로 설정된 대상 IP 주소

   • 원본 패킷의 소스 MAC 주소로 설정된 소스 MAC 주소

   • 원본 패킷의 대상 MAC 주소로 설정된 대상 MAC 주소

   • TTL(Time-to-Live)을 1

4. 초기 패킷의 대상 MAC 주소를 해당 MAC 주소로 이어지는 인터페이스와 결합하면 디바이스는 포워딩 테이블에 새 항목을 추가합니다.

5. 디바이스는 대상 MAC 주소에 대해 수신하는 모든 후속 패킷을 올바른 인터페이스를 통해 대상에 전달합니다.

통합 포워딩 테이블의 이점

전통적으로 포워딩 테이블은 정적으로 정의되어 각 주소 유형에 대해 고정된 수의 항목만 지원했습니다. 통합 포워딩 테이블(UFT)은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 포워딩 테이블 리소스를 할당하여 네트워크의 요구 사항에 따라 다양한 주소 유형에 사용할 수 있는 메모리를 최적화할 수 있습니다.

• 한 가지 유형의 주소 또는 다른 유형에 대해 더 높은 비율의 메모리를 할당할 수 있습니다.

통합 포워딩 테이블을 사용하여 주소 스토리지 최적화

EX4400, EX4600, EX4650, QFX5100, QFX5110, QFX5120 및 QFX5200 스위치에서 다음을 저장하는 데 사용할 수 있는 포워딩 테이블 메모리의 할당을 제어할 수 있습니다.

• MAC 주소 - 레이어 2 환경에서 스위치는 새 MAC 주소를 학습하여 MAC 주소 테이블에 저장합니다.

• 레이어 3 호스트 항목 - 레이어 2 및 레이어 3 환경에서 스위치는 어떤 IP 주소가 어떤 MAC 주소에 매핑되는지 학습합니다. 이러한 키-값 쌍은 레이어 3 호스트 테이블에 저장됩니다.

• LPM(Longest Prefix Match) 테이블 항목 - 레이어 3 환경에서 스위치에는 라우팅 테이블이 있고 가장 구체적인 경로에는 접두사 또는 넷마스크를 다음 홉에 연결하기 위한 포워딩 테이블 항목이 있습니다. 그러나 모든 IPv4/32 접두사 및 IPv6/128 접두사는 레이어 3 호스트 테이블에 저장됩니다.

UFT는 기본적으로 세 개의 개별 포워딩 테이블을 결합하여 유연한 리소스 할당이 가능한 하나의 테이블을 만듭니다. 5개의 포워딩 테이블 프로필 중 네트워크 요구 사항에 가장 적합한 프로필 중 하나를 선택할 수 있습니다. 각 프로필은 각 주소 유형에 대해 서로 다른 최대값으로 구성됩니다. 예를 들어, 많은 서버와 가상화된 머신이 있는 가상화된 네트워크와 같이 많은 레이어 2 트래픽을 처리하는 스위치의 경우 MAC 주소에 더 높은 비율의 메모리를 할당하는 프로파일을 선택할 수 있습니다. 네트워크의 코어에서 작동하고 IP 패브릭에 참여하는 스위치의 경우 저장할 수 있는 라우팅 테이블 항목 수를 최대화하려고 할 수 있습니다. 이 경우 가장 긴 일치 접두사에 더 높은 비율의 메모리를 할당하는 프로필을 선택합니다. QFX5200 스위치는 MAC 주소, 레이어 3 호스트 주소 및 LPM 접두사 중 총 128,000개 항목으로 사용 가능한 4개의 공유 메모리 뱅크를 분할할 수 있는 사용자 지정 프로필을 지원합니다.

MAC 주소 및 호스트 주소 할당 이해

5개의 프로필이 모두 지원되며, 각 프로필은 레이어 2 또는 레이어 3 항목에 서로 다른 양의 메모리를 할당하므로 네트워크 요구 사항에 가장 적합한 프로필을 선택할 수 있습니다. 그러나 QFX5200 및 QFX5210 스위치는 각 프로파일에 대해 다른 스위치와 다른 최대값을 지원합니다. 사용자 지정 프로필에 대한 자세한 내용은 을 참조하십시오 스위치에서 통합 포워딩 테이블 구성.

표 1 에는 EX4400 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대해 선택할 수 있는 프로필과 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 2 에는 EX4600 및 QFX5100 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대해 선택할 수 있는 프로필과 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 3 에는 선택할 수 있는 프로파일과 QFX5110 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대한 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 4 에는 접두사 항목에 따른 QFX5110 스위치의 LPM 테이블 크기 변동이 나열되어 있습니다.

표 5 에는 선택할 수 있는 프로파일과 QFX5200-32C 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대한 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 6 에는 선택할 수 있는 프로파일과 QFX5200-48Y 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대한 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 7 에는 접두사 항목에 따른 QFX5200-48Y 스위치의 LPM 테이블 크기 변형이 나열되어 있습니다.

표 8 에는 선택할 수 있는 프로파일과 QFX5210-64C 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대한 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 9 에는 EX4650 및 QFX5120 스위치의 MAC 주소 및 호스트 테이블 항목에 대해 선택할 수 있는 프로필과 관련 최대값이 나열되어 있습니다.

표 10 에는 접두사 항목에 따른 QFX5210-64C 스위치의 LPM 테이블 크기 변형이 나열되어 있습니다.

표 11 은(는) 변화하는 IPv6/128 접두사 항목에 따른 EX4650 및 QFX5120 스위치의 레이어 3 Defip 테이블 크기 변형을 나열합니다.

Junos OS Evolved 릴리스용 QFX5130 및 QFX5700 스위치의 통합 포워딩 테이블 프로파일

Junos OS Evolved의 [edit system packet-forwarding-options] 계층 수준에서 구성 문을 사용하여 forwarding-profile QFX5130 및 QFX5700 스위치의 통합 포워딩 테이블에 대한 포워딩 프로필을 구성할 수 있습니다.

명령을 사용하여 프로파일당 규모를 볼 수 있습니다 show pfe uft-profile-info .

TCAM(Ternary Content Addressable Memory) 및 가장 긴 접두사 일치 항목 이해

TCAM(Ternary Content Addressable Memory)에 사용할 수 있는 공간을 구성하여 가장 긴 접두사 일치 항목에 더 많은 메모리를 할당함으로써 비 LPM 프로필을 추가로 사용자 지정할 수 있습니다. 이러한 IPv6 주소에 할당된 항목 수를 변경할 수 있으며, 기본적으로 접두사 길이가 64 이하인 LPM IPv4 항목 또는 접두사 길이가 64 이하인 IPv6 항목에 대해 더 많거나 적은 공간을 할당할 수 있습니다. LPM 항목에 대한 TCAM 메모리 공간의 기본 매개 변수를 변경하는 방법에 대한 자세한 내용은 을 참조하십시오 스위치에서 통합 포워딩 테이블 구성.

헤비 레이어 2 트래픽이 있는 프로파일에 대한 호스트 테이블 예

표 13 에는 EX4600 및 QFX5100 스위치에서 프로필을 사용하는 l2-profile-one 경우 호스트 테이블이 저장할 수 있는 다양한 유효한 조합이 나열되어 있습니다. 이 프로필은 레이어 2 주소에 메모리 백분율을 할당합니다. 기본값은 다른 스위치에서 다를 수 있습니다. 테이블의 각 행은 호스트 테이블이 꽉 차서 더 이상 항목을 수용할 수 없는 경우를 나타냅니다.