[NETWORK] - PVST를 이용한 VLAN별 Root Bridge 설정 및 트래픽 분산

📌PVST 개요

STP(Spanning Tree Protocol)란?

STP(Spanning Tree Protocol)는 네트워크에서 루프를 방지하기 위해 스위치 간의 중복 경로를 차단하는 프로토콜입니다. STP는 네트워크 내에서 단 하나의 Root Bridge를 선택하고, 모든 스위치가 Root Bridge를 중심으로 트래픽을 전달하도록 합니다.

PVST(Per VLAN Spanning Tree)란?

PVST(Per VLAN Spanning Tree)는 Cisco에서 개발한 STP의 확장 버전으로, VLAN별로 독립적인 STP 인스턴스를 운영할 수 있습니다. 즉, VLAN마다 서로 다른 Root Bridge를 설정할 수 있어 네트워크 트래픽을 효과적으로 분산할 수 있습니다.

PVST의 장점

• VLAN별로 독립적인 STP 인스턴스 운영: VLAN별로 다른 Root Bridge를 설정하여 트래픽을 균형 있게 분산 가능
• 트래픽 경로 최적화: VLAN마다 최적의 경로를 사용할 수 있어 네트워크 성능 향상
• 네트워크 안정성 증가: 특정 VLAN에서 발생한 문제(STP 재선택 등)가 다른 VLAN에 영향을 주지 않음

👨🏻‍💻 PVST를 이용한 VLAN별 Root Bridge 설정

VLAN별 Root Bridge를 다르게 설정하는 이유

• 기본적으로 모든 VLAN이 동일한 Root Bridge를 공유하면 특정 스위치로 트래픽이 집중될 수 있습니다.
• VLAN별로 서로 다른 Root Bridge를 설정하면 트래픽을 여러 개의 스위치로 분산할 수 있어 네트워크 부하가 균형을 이루게 됩니다.

VLAN별 Root Bridge 선정 기준

• Bridge Priority(우선순위)가 가장 낮은 스위치가 Root Bridge가 됨 (기본값: 32768)
• 동일한 Bridge Priority를 가진다면 MAC 주소가 가장 낮은 스위치가 Root Bridge로 선정됨
• VLAN별로 다른 스위치를 Root Bridge로 지정하여 트래픽을 분산

🟢 PVST Root Bridge 설정 방법

네트워크 토폴로지 예시

          [Switch A]                [Switch B]
         /           \            /           \
        /             \          /             \
   [Switch C]     [Switch D]  [Switch E]     [Switch F]

• VLAN 10의 Root Bridge → Switch A
• VLAN 20의 Root Bridge → Switch B

VLAN 10 및 VLAN 20 Root Bridge 설정 (Cisco Switch)

VLAN 10의 Root Bridge를 Switch A로 설정

SwitchA(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096

VLAN 20의 Root Bridge를 Switch B로 설정

SwitchB(config)# spanning-tree vlan 20 priority 4096

백업 Root Bridge 설정 (Switch C, Switch D)

SwitchC(config)# spanning-tree vlan 10 priority 8192
SwitchD(config)# spanning-tree vlan 20 priority 8192

설정 결과 및 트래픽 경로

• VLAN 10 트래픽 경로: Switch A → Switch C 또는 Switch D → 목적지
• VLAN 20 트래픽 경로: Switch B → Switch E 또는 Switch F → 목적지

이렇게 설정하면 VLAN 10의 트래픽은 Switch A를 중심으로, VLAN 20의 트래픽은 Switch B를 중심으로 전달되며, 네트워크 부하가 분산됩니다.

✅ PVST 적용 시 고려사항

Root Bridge 선정 시 유의사항

• 네트워크에서 중심이 되는 스위치를 Root Bridge로 지정해야 함
• STP 재선택이 발생하지 않도록 priority 값을 명시적으로 설정할 것
• 동일한 우선순위를 설정하면 MAC 주소가 낮은 스위치가 Root Bridge가 되므로 주의 필요

PVST+ (Per VLAN Spanning Tree Plus)

• PVST는 Cisco 장비에서만 동작하지만, PVST+는 IEEE 802.1Q 네트워크에서도 동작 가능
• 서로 다른 STP 프로토콜이 혼합된 환경에서도 VLAN별 STP 운영이 가능

📕 결론

PVST를 활용하면 VLAN별로 Root Bridge를 다르게 설정할 수 있어 트래픽 부하를 분산하고 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. VLAN별로 Root Bridge를 전략적으로 선정하여 네트워크 안정성을 높이고, 트래픽 경로를 효율적으로 조정하는 것이 중요합니다.