스위치 STP, RSTP

STP(Spanning Tree Protocol)

✅ 스위치의 5가지 기능

Learning: 들어온 MAC 주소를 기억해서 테이블에 저장
Flooding: 모르는 MAC 주소는 들어온 포트를 제외한 모든 포트로 전송
Forwarding: 알고 있는 포트로 정확하게 전달
Filtering: 불필요한 포트로는 전달하지 않게 막음
Aging: MAC 주소 정보를 일정 시간마다 갱신

🔁 루핑(Looping) 문제와 STP 필요성

스위치는 브로드캐스트 성격이라 두 개 이상의 경로가 있으면 무한히 전파되는 루핑 현상이 발생, 이를 방지하기 위해 STP가 필요

• 하나의 경로만 남기고 나머지 경로는 차단해 네트워크가 안정적으로 동작하도록 함
• 기존 경로에 문제가 생기면 차단했던 경로를 자동으로 열어 대체

🔐 Bridge ID (Bridge Identification)

스위치마다 고유하게 구분할 수 있도록 Bridge ID를 가짐
16비트의 Bridge Priority와 48비트의 MAC 주소로 구성
기본 Bridge Priority: 32768

• 낮을수록 우선순위가 높음

STP는 이 Bridge ID를 통해 루트 브리지를 선출

• spanning-tree vlan 1 priority 0 등으로 값을 설정

💰 Path Cost

스위치 간 경로에 대한 비용 개념

• 낮을수록 우선순위가 높음
• 대역폭이 높을수록 Path Cost는 낮음
• 예를 들어 10Mbps는 100, 100Mbps는 19, 1Gbps는 4, 10Gbps는 2로 계산

⚙️ STP 동작 순서

루트 브리지 선출: 가장 낮은 Bridge Priority 값을 가진 스위치가 루트가 되며, 값이 같을 경우 MAC 주소가 가장 낮은 스위치가 루트

루트 포트(Root Port) 선정: 루트 브리지를 제외한 모든 스위치는 루트까지 가는 최단 경로 포트를 1개 선택

지정 포트(Designated Port) 선정: 각 네트워크 세그먼트(구간)마다 데이터를 전달할 포트를 하나씩 정함

비지정 포트(Non-Designated, 차단 포트): 루프 방지를 위해 나머지 포트는 차단 상태로 유지

📌 포트 선정 우선순위

1. Path Cost가 낮은 포트
2. 인접한 스위치의 Bridge ID가 낮은 포트
3. 인접한 포트의 Port ID가 낮은 포트

RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)

Rapid: 빠른