[Network] STP (Spanning Tree Protocol)

루핑 방지 프로토콜인 STP에 대해 정리해 보았습니다.

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STP(spanning tree protocol)

STP

• 이더넷 프레임 장비들 사이에서 이더넷 프레임 루핑을 방지해 주는 역할을 수행하는 프로토콜
• 2초마다 BPDU를 주기적으로 교환(Bridge ID, Path Cost, Port ID)

STP 선정과정

• 브로드 캐스트 도메인에서 Root Bridge(Bridge Priorty + Mac Address 값이 낮은)를 선정
• Root Bridge가 아닌 포트에서 각 Non-Root Bridge마다 Path Cost, Bridge ID, Port ID가 가장 낮은포트를 하나의 root Port를 선출한다.
• 각 Segment 마다 Path Cost, Bridge ID, Port ID 하나의 Designated Port를 선출
• 역할을 부여받지 못한 포트는 논리적으로 Blocking 상태가 되어 Loop를 방지

STP 포트

 

RSTP

• STP보다 수렴시간이 빠르고 STP 다른 포트와상태와 역할을 정의함
• BPDU구성, 루트브릿지 선정 방법은 STP와 같음

RSTP 포트

MSTP

• 복수개의 VLAN을 하나의 Instance 그룹에 묶어 STP는 하나만 동작하게 하는 프로토콜
• MSTP는 2가지 Spanning Tree가 사용됨

1. CIST(Common and Internal Spanning tree) : 전체 스위치 네트워크를 Loop없이 연결 시키기위해 사용되며 네트워크당 하나의 CIST Root 스위치를 선정 후 영역별로 CIST 영역 root 스위치를 또 선정
2. MSTI(Multiple Spanning Tree Instance) : 각 영역내에서 Instance별로 동작하기 위해 MST Instance 별로 하나의 Root 스위치 선정

PVST - 시스코 전용 ISL 의 STP

• 각 VLAN 별로 스패닝 트리 인스턴스를 가진다.
• PVST가 작동하기 위해서는 Inter-switch Link (ISL) encapsulation으로 Trunking 되어 있어야 한다
• VLAN과 상관없이 물리적 구조를 바탕으로 하기 때문에 단 하나의 트리를 만듬
• 물리적 트리구조에 일부분만을 차지하는 VLAN 은 어쩔 수 없이 하나로 이루어진 전체 트리를 바탕으로 운용되고 때에 따라서는 부적절한 구조를 형성할 수도 있다. 이런 형식을 Common Spanning Tree라고 함
• PVST+는 CST Information이 PVST로 전달되게 하는 시스코 전용의 Implementation

CST(Common Spanning Tree)

• IEEE 802.1Q의 Spanning Tree Protocol로 모든 VLAN에 대해서 하나의 Spanning Tree를 정의한다.
• BPDU 정보는 VLAN 1위에서 송수신 된다.
• 모든 스위치가 하나의 루트 브리지를 선출하여 루트 브리지를 기준으로 Forwarding, Blocking State를 결정

pvst는 포트, 업링크, 백본패스트 지원

• 포트 패스트 : 포트 활성화시 바로 전송상태가 된다.
• 업링크 패스트 : 직접 연결된 링크가 다운되었을 때 차단 상태에 있는 포트를 즉시 전송상태로 변경한다
• 백본 패스트 : 간접링크가 차단되었을 때 차단상태의 맥스에이지를 생략하고 청취상태로 변경