위로 아래

STP

STP (Spanning Tree Protocol)

  1. 네트워크의 루프 현상을 확인하고, 적절하게 포트를 컨트롤해서 루프를 예방하는 메커니즘
  2. 루프 현상 : 스위치들이 연결되며 고리 모양을 형성해 데이터가 무한히 빙글빙글 돌게 되는 현상.
  3. 루트 스위치 : 네트워크 상에서 뿌리가 되는 가장 높은 스위치
  4. 루트 포트 : 루트 브릿지로 가는 경로가 가장 짧은 포트, 루트 브릿지로 보낸 BPDU를 받는 포트
  5. 문제점
    1. STP는 스위치에 기기를 연결하면 50초 정도 지연이 생긴다. 그러나 TCP 기반 애플리케이션은 네트워크가 끊겼을 때 30초를 기다리지 못한다. 따라서 STP 기반 네트워크에 장애가 생기면 통신이 끊길 수 있다.
    2. STP를 위해 BPDU를 교환하는 과정은 스위치마다 2초 간격으로 이루어진다. VLAN 사용 시, VLAN 마다 STP를 계산하면서 부하가 생길 수 있다.

 

작동 방식

  1. 모든 스위치는 자신이 루트 스위치인 줄 알고 있다. 2초 간격으로 BPDU를 전송하고, 인접한 스위치로부터 BPDU를 받는다.
  2. 받은 BPDU에 들어 있는 브릿지 ID 값과 자신의 브릿지 ID 값을 비교해 더 값이 작은 스위치를 루트 스위치로 선정한다.
  3. 모든 스위치가 이 작업을 완료하면, 루프에 빠져 있는지 아닌지 판별이 가능하다.
  4. 루프인 것으로 확인 될 경우 포트를 Forwarding 상태가 되지 않도록 막아서 루프를 방지한다.

 

Port Fast

  1. 스위치가 아닌 일반 PC나 서버가 연결되는 포트라면, 단말이 네트워크에 연결될 때까지 시간이 지연될 필요가 없다.
  2. 이런 경우 포트를 포트 패스트로 설정하면, 포트가 곧바로 Forwarding 상태가 되어 BPDU 습득 과정 없이 정상적인 상태가 된다.
  3. 루프가 생길 위험이 있으니, 별도로 해당 포트에 BPDU Guard 같은 기술을 써줘야 좋다.

 

 

 

 

스위치 포트의 상태

  1. 스위치에 새로운 장비가 추가되면 통신하기까지 50초가 소요된다.
  2. 혹여나 새로 추가된 장비가 스위치여서 루프 현상이 일어날까 봐, 루프를 예방하기 위해 BPDU를 기다리는데 이 과정이 50초 소요된다.
  3. 순서 : Blocking 20초 -> Listening 15초 -> Learning 15초 -> Forwarding (정상 작동 가능)

 

Blocking

  1. 해당 포트가 패킷을 전송하지 못하도록 차단한 상태.
  2. BPDU를 기다리고 있다. 
  3. Max Age : BPDU를 기다리는 최대 시간. 총 20초 동안 2초 주기로 10번의 BPDU를 기다린다.
  4. BPDU를 받지 못한 채 Max Age를 넘기면 Listening 상태로 변경된다.

 

Listening

  1. 해당 포트가 전송 상태로 변경되는 것을 결정하고 준비하는 단계
  2. 자신의 BPDU를 상대방에게 전송하기 시작한다.
  3. 15초 동안 대기한다

 

Learning

  1. 해당 포트를 포워딩하기로 결정하고, 패킷 포워딩이 일어날 때 스위치가 동작하도록 MAC 주소를 학습하는 단계
  2. 15초 동안 대기한다

 

Forwarding

  1. 패킷을 포워딩하는 단계
  2. 정상적인 통신이 가능하다

 

 

 

RSTP

RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)

  1. 스위치에 연결된 기기가 정상작동할 때까지 걸리는 시간을 2~3초로 단축시켜, TCP 기반의 애플리케이션에서도 사용할 수 있도록 만들었다. 
  2. 기본적인 구성과 동작 방식은 STP와 같다.
  3. BPDU 메시지 형식이 다양해져서 가능(STP는 토폴로지 메시지를 TCN, TCA만 받는 반면, RSTP는 8개 비트를 모두 활용한다)

 

 

 

MST

CST (Common Spanning Tree)

일반적인 STP

VLAN 개수와 상관 없이 스패닝 트리가 한 개만 동작한다.

스위치의 관리 부하가 적으나, 자원을 효율적으로 활용하기 어렵다.

 

PVST (Per Vlan Spanning Tree)

VLAN 마다 다른 STP가 동작.

VLAN 마다의 최적의 경로를 디자인할 수 있다.

로드 셰어링이 가능하다. 

VLAN 마다 STP가 일어나므로 2초마다 BPDU를 교환하느라 스위치에 부하가 크다.

 

MST (Multiple Spanning Tree)

CST와 PVST의 단점을 보완하여 개발되었다.

여러 개의 VLAN을 그룹으로 묶고, 그룹마다 별도의 Spanning Tree가 동작한다. 

PVST보다 STP 프로세스가 적고, 로드 셰어링 기능도 사용이 가능하다.

 

저작자표시

티스토리툴바