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Spanning-Tree Protocol

 

스위치 네트워크를 이중화 구성할 경우, 여러가지 장애가 발생할 있다.  

그러한 장애의 원인은 바로 이중화 구성 때문이다. 그럼 장애를 없애려면 어떻게 해야할까 

너무나도 간단한 이야기지만 이중화 구성이 아니면 된다… 

 

              

stp1.png

 

 

 

그럼.. 이미 구성해 이중화 링크를 한군데 뽑아버리느냐?? 그건 아니다.  

물리적으로 포트를 분리시키는 것이 아니라 논리적으로 하나의 포트를 일시적으로 막아서 사용하는 것이다.  

이렇게 논리적으로 하나의 포트를 막아서 루프를 방지하는 기술이 바로 Spanning-Tree Protocol이다. 

 

 

 

 

STP 동작과정 

stp2.png

 

 

 

STP 동작시키면 서로 연결된 여러 개의 스위치들은 그들 하나의 반장을 뽑는다.  

반장을 우리는 Root Bridge라고 부른다.  

그리고 하나의 Root Bridge 제외한 나머지 스위치들은 Non-Root Bridge라고 한다.  

 

 

<Root Bridge 선출 과정>

1. 한 네트워크 상에 있는 스위치들은 네트워크의 정보 스위치의 정보들이 담겨있는 프레임인 BPDU 서로 주고 받는다 

    BPDU : 네트워크의 정보와 스위치의 정보가 담긴 프레임이다.  

 

2. BPDU안에 담겨있는 Bridge-ID 비교하여 가장 낮은 Bridge-ID 가진 스위치가 Root Bridge 선출된다. 

    Bridge-ID = Bridge-Priority + MAC address 

 

 

<STP에서의 Port 종류>

Designated Port : Root Bridge에서 보내는 정보를 다른 스위치들에게 전달하기 위해 지정된 포트

Root Port : Root Bridge 가는 가장 좋은 길의 포트.

Nondesignated Port : Block 포트라고 해도 되며, 논리적으로 통신을 하지 못하게 막아두는 포트.

 

 

<Port 선출 과정>

Port 선정될 유의해 야 되는

- Root Bridge 가진 포트는 모두 Designated Port 된다.

- 하나의 세그먼트당 하나의 Designated Port 가진다.

- Non-Root Bridge 하나의 Root Port 가진다.

 

Port 선출 비교하는 기준

1. 낮은 Cost (대역폭에 따라 산출됨 - 대역폭이 클수록 Cost 낮음)

2. 낮은 Sender Bridge-ID

3. 낮은 Sender Port number

 

 

 

 

STP 상태변화

 

Disabled 

포트가 고장나서 사용할 없거나, 관리자가 수동으로 shutdown 시킨 상태

- 데이터전송 x , Mac주소학습 x , BPDU 전달 x

 

Blocking

스위치를 처음 키거나, Disabled 포트를 살린경우 Blocking상태로 들어간다. 상태에서 다른 스위치들과 BPDU 주고 받으며 Root Bridge 선정하고 포트를 설정하는 등의 작업이 일어난다.

- 데이터전송 x , Mac주소학습 x , BPDU 전달 o

 

Listening

Blocking 상태에서 모든 선정작업이 끝나게 되면 Listening 상태로 넘어가며, 상태는 15초간 지속된다. 새로운 장비가 접속하게 되면 다시 구성정보들이 변경되며 다시 Blocking으로 돌아간다.

- 데이터전송 x , Mac주소학습 x , BPDU 전달 o

 

Learning

Listening 15초가 지나면 Learning상태가 되는데, 상태에서는 맥주소의 학습을 하여 맥주소 테이블을 만든다. 상태는 15초간 지속된다.

- 데이터전송 x , Mac주소학습 o , BPDU 전달 o

 

Forwarding

스위치 포트가 Learning 상태에서 변동사항 없이 15초가 지나게 되면 Forwarding상태가 된다. 상태에서는 드디어 데이터전송이 가능해지게 된다.

- 데이터전송 o , Mac주소학습 o , BPDU 전달 o

 

           

port.png

 

 

 

Listening, Learning, Forwarding 상태에서 Root port 또는 D.P에서 탈락되게 되면 바로 Blocking 상태로 전환될 있다.  또한 스위치 포트가 어떤 상태에 있던지 관리자에 의해 shutdown 되거나 고장으로 인해 다운되면 Disabled 상태로 전환 된다. 

 

출처 : http://bignet.tistory.com/17

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