STP

스패닝 트리 프로토콜

이더넷 프레임이 장비들 사이에서 빙빙 도는 현상을 이더넷 프레임 루핑(looping)이라 한다.
이를 방지해주는것이 스패닝 트리 프로토콜(STP) 라고 한다. 
IP 패킷은 헤더에(TTL)필드가 있어 패킷의 무한루프를 방지할 수 가 있는데,
이더넷 프레임 헤더에는 루프를 방지해주는 필드가 없어 대신 STP 가 막아준다.

루핑 현상이 발생하면 다음과 같은 현상이 생긴다.
브로드 캐스트 폭풍 발생
맥주소 테이블 불안정
이중 프레인 수신 을 하게된다.

 

간단한 실습

 

공통)

conf t
no ip domain lookup
line c 0
logg sy
exec-time 0
exit
line vty 0 4
password cisco
exit

 

R1)
int f0/0
ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
no sh

R2)
int f0/1
ip add 1.1.1.2 255.255.255.0
no sh

 

 

STP 동작 방식

1) 전체 스위치 중 ROOT 스위치를 선택한다.

2) 루트 스위치가 아닌 모든 스위치에서 루트 포트를 하나씩 선택한다.

3)한 스위치 세그먼트당 지정 포트를 하나씩 선택한다.

4) 루트포트도 , 지정 포트도 아닌 것을 대체 포트라 한다.

 

전체 스위치 중 브리지 ID 값이 낮은것이 루트 스위치가 된다.

 

브리지 ID에는 우선순위와 MAC 주소로 이루어 진다.

 

##루트 포트를 선택할 때 경쟁 포트사이 다음 사항을 비교한다.

1.경로값 합이 작은 포트

2.인접스위치 브리지ID 값이 낮은 포트

3.인접 스위치 포트 ID 값이 낮은 포트

 

경로값이란?

 

10Mbps=100 (cost)

100Mps=19 (cost)

1Gpbs=4 (cost)

로 표현된다.

 

stp 확인값

 

 

 

 

SW1

 

SW2

 

SW3

 

SW1 에서는 우선순위가 32768 MAC은 cc02.3ad8.0000이고

SW2 에서는 우선순위가 32768 MAC은 cc05.19bc.0000고

SW3 에서는 우선순위가 32768 MAC은 cc04.6934.0000 이다.

 

mac주소가 가장 낮은 sw1 이 브리지 id 도 가장낮음으로 루트 스위치가 된다.

 

sw2에서 f1/11과 12 포트중에 경로값이 더 작은 f1/11=19 , f1/12=19+19=38 이므로 f1/11이 지정 포트이다.

sw3에서는 같은이유로 f1/13 포트가 지정포트가 된다.

 

그렇다면 아무것도 아닌 f1/12 포트가 대체포트가 되는 것이다.

 

스패닝 트리 포트상태

스패닝 트리는 포트의 상태를 차단 청취 학습 전송 및 비활성 상태로분류된다.

네트워크 장애시 STP 동작

SW3 와 같이 대체 포트를 가지고 있는 스위치의 관점에서 봤을때  접속된 포트가 다운되었을때와 토폴로지가 변경되었을 경우로 구분할 수 있다.

SW2 의 F1/11 포트를 차단시켜보자

F1/11 포트를 비활성화 시키면서 즉시 차단 상태로 변경되었다.
이후 SW3이 SW2에게 수신하는 BPDU에 포함됨 루트 브릿지 ID 가 SW1에서 값이 더 높은 SW2것으로 변경된다.

BPDU를 수신하여 SW2와 SW1 사이에 장애가 발생했다는것을 감지하고 20초 맥스 에이지 타이머가 만료 될때까지 기다린다.

이후 청취 상태에서 15초

학습상태에서 15 초를 더 기다린다음

장애발생 50초 후에 F1/12 포트가 FW 상태가 된다.

 

 

결과적으로 약 50 초동안 SW2 와 접속된 장비들은  통신두절이된다.

 

 

'포트패스트'
스위치에 접속된 장비들은 스패닝 트리 프로토콜에 의해 청취,학습,전송 단계를 거친다.
포트 패스트는 포트가 활성화 되면 바로 전송 상태가 되는것을 말한다.

 

 

인터페이스를 키면 차단에서 바로 전송상태로 변경된다는 메세지가 표시된다.