네트워크 STP

네트워크 STP 그 중에 IEEE 802.1d STP(Spanning-Tree Protocol)는 브리지 루프를 해결하기 위하여 IEEE에서 정의한 표준 프로토콜입니다. 여기서 STP는 이중화 링크 구간에서 스위치간에 발생하는 브리지 루프를 방지하고 스위치 구간을 모니터링하여 내부 토폴로지 정보를 갱신합니다. 브리지 루프를 방지하기 위해서는 스위치의 특정 포트를 논리적으로 차단해서 프레임 전송 처리를 못하게 합니다.

그렇다면 굳이 이중화 링크를 안하면 되지 않을까하지만 만약 서비스에 장애가 발생해도 다운 되지 않고 계속 사용될 필요가 있기때문에 LAN스위치 구간에서 좀더 안정적인 서비스 지원을 위해서 이중화 링크는 꼭 필요합니다.

브리지 루프를 방지하기 위한 STP 동작 과정에 대해 알아보겠습니다.

STP는 브리지 루프를 방지하기 위해 먼저 루트 브리지를 선정합니다. 루트 브리지가 아닌 다른 스위치에서는 BPDU를 수신하는 루트포트(Root Port)를 가집니다. 그리고 세그먼트당 하나의 지정포트(Designated Port)를 가집니다.그리고 루트포트와 지정포트가 아닌 포트를 대체포트(Altemate Port)로 서정하고 논리적으로 차단 상태를 유지합니다.

Blocking의 지정 과정을 알아보겠습니다.

첫번째로 루트 브리지를 선출합니다. 루트 브리지를 선정하는 방법은 priortiy(우선순위)값이 가장 작은 스위치이고 값이 같다면 MAC주소값이 가장 작은 스위치를 루트 브리지로 선정합니다. 루트 브리지는 BLK포트가 없습니다.

두번째로 DP와 RP 선정합니다. DP는 BPDU의송신포트이고 RP는 BPDU 수신 포트입니다. 

세번째로 BLK 포트를 선정되게 되는데 Root Path Cost가 높은 스위치포트 다음으로 Bridge-ID 값이 높은 스위치 포트 그 다음으로 Port-ID값이 높은 스위치 포트의 순서대로 BLK포트가 지정됩니다. BLK포트를 가진 브리지를 Non루트 브리지이고 나머지는 백업 루트 브리지라고 합니다.

Spanning-Tree 프로토콜의 대한 5가지의 상태에 대해 알아보겠습니다.

Disabled : 포트가 고장나서 사용 할 수 없는 상태거나 네트워크 관리자가 포트를 일부러 Shutdown 시켜 놓은 상태입니다

Blocking : 스위치를 맨 처음 켜거나 Disabled 되어 있는 포트를 관리자가 다시 살렸을 때 그 포트는 Blocking 상태를 유지합니다

Listening : 블로킹 상태에 있던 스위치 포트가 루트 포트나 지정 포트로 선정되면 포트는 바로 리스닝 상태

Learning : 리스닝 상태에 있던 스위치 포트가 포워딩 딜레이(Forwarding Dealy, 기본값 15초) 시간동안 그 상태를 계속 유지하면 리스닝 상태는 러닝 상태로 넘어가서 Mac Address를 배우기 시작합니다.

Forwarding : 스위치 포트가 러닝 상태에서 다른 상태로 넘어가지 않고 15초(기본값) 동안 유지하면 포워딩 상태로 넘어갑니다.

Forwarding Delay : 브리지 포트가 블로킹 상태에서 포워딩 상태로 넘어 갈 때까지 걸리는 시간입니다. 

Tip

일반적인 STP를 사용해서 연결하면 약 50초정도 포트가 포워딩되는데 시간이 걸리는데 RSTP를 사용하면 바로 연결이 가능합니다.