Cisco의 Voice VLAN은 IP Phone(VoIP 전화기) 트래픽을 일반 PC 데이터 트래픽과 분리하여 음성 품질(QoS), 보안, 관리 편의성을 높이기 위한 기능입니다. 단순히 “전화기를 다른 VLAN에 넣는다”는 개념을 넘어 Cisco 스위치와 Cisco IP Phone이 함께 동작하는 다양한 메커니즘이 포함되어 있습니다.

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1. Voice VLAN이 필요한 이유

회사에서 PC와 IP Phone을 사용하는 경우 일반적인 연결은 다음과 같습니다.

      +-------------+
      | Cisco Switch|
      +------+------+
             |
             |
      +------+------+
      | Cisco IP Phone|
      +------+------+
             |
          PC 연결

Cisco IP Phone에는 내부적으로 2-Port Switch가 있습니다.

Switch
   |
   |
Phone
 |    |
 |    +---- PC
 |
 Voice

하나의 랜선으로

• Phone
• PC

두 장비가 동시에 통신합니다.

하지만 Phone과 PC를 같은 VLAN에 두면 문제가 있습니다.

예)

• 대용량 파일 전송
• 백업
• 인터넷 다운로드

등으로 네트워크가 혼잡해지면

Voice Packet이 지연됩니다.

VoIP는

• Delay
• Jitter
• Packet Loss

에 매우 민감합니다.

그래서 Voice VLAN을 사용합니다.

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2. 기본 개념

예를 들어

Data VLAN : VLAN 10
Voice VLAN : VLAN 20

PC는

VLAN 10

Phone은

VLAN 20

를 사용합니다.

하지만 물리적으로는 하나의 포트입니다.

Switch Port
      |
      |
Cisco Phone
   |
   +------ PC

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3. Access Port인데 두 개 VLAN?

일반적인 Access Port는 하나의 VLAN만 가질 수 있습니다.

하지만 Cisco는 특별히

switchport voice vlan

명령을 제공하여

Access VLAN과 Voice VLAN을 동시에 사용할 수 있습니다.

예)

interface GigabitEthernet0/1

switchport mode access
switchport access vlan 10
switchport voice vlan 20

의 의미는

PC
↓

VLAN 10 (untagged)

Phone
↓

VLAN 20 (802.1Q tagged)

입니다.

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4. 실제 Packet 흐름

PC Packet

PC는 VLAN을 모릅니다.

그냥 Ethernet Frame을 보냅니다.

PC
↓

Frame

↓

Phone

↓

Switch

Phone은

PC에서 들어오는 Frame을

Tag 없이 그대로 전달

합니다.

Switch는

Access VLAN인

VLAN 10

으로 처리합니다.

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Phone Packet

Phone은 Voice VLAN 정보를 알고 있습니다.

따라서

Voice Packet

↓

802.1Q Tag

↓

VLAN 20

으로 보냅니다.

Switch는

VLAN 20

으로 전달합니다.

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결과

PC
↓

No Tag

↓

Switch

↓

VLAN10

Phone

↓

Tag VLAN20

↓

Switch

↓

VLAN20

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5. Phone은 Voice VLAN을 어떻게 알까?

가장 중요한 부분입니다.

Phone은 처음에는

Voice VLAN이 무엇인지 모릅니다.

Cisco Phone은 여러 방법으로 이를 알아냅니다.

대표적인 방법은

① CDP

Cisco Discovery Protocol

Cisco 장비끼리 사용하는 프로토콜입니다.

Switch가 주기적으로

Voice VLAN = 20

이라는 정보를 보냅니다.

Phone은

아!

Voice VLAN이 20이구나.

하고 인식합니다.

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② LLDP-MED

Cisco가 아닌

• Poly
• Yealink
• Avaya

등은

LLDP-MED를 사용합니다.

Switch가

Voice VLAN =20

을 알려줍니다.

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③ DHCP Option

일부 Phone은

DHCP Option으로

Voice 정보를 받을 수도 있습니다.

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6. 부팅 과정

Phone 전원을 켭니다.

Power ON

↓

CDP 수신

Voice VLAN =20

↓

VLAN20으로 DHCP 요청

DHCP Discover

↓

IP 획득

10.20.0.10

↓

Call Manager 등록

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7. DHCP 구성

보통

Data VLAN

10.10.10.0/24

Voice VLAN

10.20.20.0/24

를 따로 둡니다.

DHCP도 분리합니다.

VLAN10

10.10.10.x

VLAN20

10.20.20.x

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8. QoS와의 관계

Voice VLAN은 대부분 QoS와 함께 사용됩니다.

Phone은 Voice Packet에

CoS = 5

또는

DSCP EF(46)

를 표시합니다.

Switch는

Voice Traffic

을 우선 처리합니다.

그래서

대용량 데이터가 있어도

전화 품질을 유지할 수 있습니다.

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9. 실제 설정 예제

interface GigabitEthernet1/0/10

switchport mode access

switchport access vlan 10

switchport voice vlan 20

spanning-tree portfast

mls qos trust device cisco-phone

mls qos trust cos

설명

PC → VLAN10

Phone → VLAN20

Cisco Phone이면 CoS 신뢰

Voice 우선 처리

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10. Packet 예시

PC

Dst MAC
Src MAC
Type
Payload

Tag 없음

Phone

Dst MAC
Src MAC

802.1Q Tag

VLAN20

CoS=5

Payload

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11. 왜 Trunk Port를 쓰지 않을까?

많은 사람들이 궁금해하는 부분입니다.

Phone은 VLAN 태깅을 사용하므로 “트렁크 포트를 쓰면 되지 않나?”라고 생각할 수 있습니다.

실제로 Cisco의 switchport voice vlan이 설정된 포트는 일반적인 트렁크 포트와는 다르게 동작하는 하이브리드 형태입니다.

• PC 트래픽: Access VLAN(예: VLAN 10)으로 태그 없이(untagged) 전송됩니다.
• Phone 트래픽: Voice VLAN(예: VLAN 20)으로 802.1Q 태그를 붙여(tagged) 전송됩니다.

이 방식의 장점은 PC가 VLAN 태깅을 전혀 인식하지 않아도 된다는 것입니다. 일반 트렁크 포트는 여러 VLAN의 태그된 프레임을 처리할 수 있는 장치가 필요하지만, voice vlan은 전화기만 태그를 처리하고 PC는 일반 액세스 포트처럼 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

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12. Voice VLAN 사용 시 장점

항목	설명
음성 품질 향상	QoS 적용이 쉬워 지연과 지터를 줄일 수 있음
보안	음성 단말과 PC를 논리적으로 분리
관리 편의성	데이터와 음성 네트워크를 독립적으로 운영 가능
장애 분석	Voice 트래픽만 별도로 모니터링 가능
확장성	IP Phone 추가 및 정책 적용이 용이

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13. Voice VLAN 사용 시 주의사항

• CDP 또는 LLDP-MED 설정 확인: 전화기가 Voice VLAN 정보를 받아야 올바른 VLAN에서 DHCP를 받을 수 있습니다.
• Voice VLAN용 DHCP 범위 구성: 음성 VLAN에 별도의 IP 주소 풀과 필요한 DHCP 옵션(예: IP-PBX/TFTP 정보)을 제공해야 합니다.
• QoS 정책 적용: Voice VLAN만 구성해도 음성 트래픽이 자동으로 우선 처리되는 것은 아닙니다. CoS/DSCP 신뢰(trust) 및 큐잉 정책을 함께 구성해야 효과를 볼 수 있습니다.
• VLAN 간 라우팅: 데이터 VLAN과 음성 VLAN이 서로 통신해야 하는 경우에는 Layer 3 스위치나 라우터에서 적절한 인터 VLAN 라우팅과 ACL 정책을 구성해야 합니다.

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전체 동작 흐름

                Cisco Switch
        Access VLAN = 10
        Voice VLAN  = 20
               │
               │
      ┌────────┴────────┐
      │   Cisco Phone   │
      └───────┬─────────┘
              │
            PC 연결

PC
 └─ Untagged Frame ─────────► VLAN 10

Phone
 └─ 802.1Q Tagged Frame ────► VLAN 20
      CoS = 5

핵심은 하나의 물리적 스위치 포트에서 데이터와 음성 트래픽을 서로 다른 VLAN으로 분리하면서도, PC는 일반 액세스 포트처럼 동작하고 IP Phone만 Voice VLAN 태깅을 수행한다는 점입니다. 이 구조 덕분에 케이블을 하나만 사용하면서도 음성 트래픽에 대한 QoS, 보안, 네트워크 관리 효율성을 모두 확보할 수 있습니다.