Looping
같은 네트워크 대역 대에서 스위치에 연결된 경로가 2개 이상인 경우에 발생하게 됨
PC가 브로드캐스팅 패킷을 스위치들에게 전달하고 받은 스위치들은 Flooding을 함
그렇게 스위치들끼리 계속 전달해서 네트워크에 문제를 일으킴
물리적인 포트 연결의 실수 or 잘못된 이중화 구성으로 L2에서 가장 빈번히 발생하는 이슈
회선 및 스위치 이중화 or 증축 등에 의해 발생
STP(Spanning Tree Protocol)
자동으로 루핑을 막아주는 스패닝 트리 알고리즘에 사용되는 프로토콜
개념
1. Bridge ID : 스위치의 우선순위로 0~65535로 설정, 낮을수록 우선순위 높음
2. Path Cost : 링크의 속도(대역폭), 1000/링크 속도로 계산되고 작을수록 우선순위 높음. 1Gbps 속도가 나오면서 계산법이 적합하지 않아 IEEE에서 각 대역폭 별 숫자 정의
(10Mbps = 100, 100Mbps = 19, 1Gbps = 4)
- STP의 요소
1. Root Bridge : 네트워크당 1개 선출
2. Root Port : Root Bridge가 아닌 스위치들은 1개 포트 선출
3. Designated Port : 각 세그먼트별 1개 포트 지정
- BPDU(Bridge Protocol Data Unit)
STP에 의해 스위치간 서로 주고받는 제어 프레임
-
Configuration BPDU : 구성관련
Root BID - 루트 브리지로 선출될 스위치 정보
Path Cost - 루트 브리지까지의 경로 비용
Bridge ID, Port ID - 나머지 스위치와 포트의 우선순위 -
TCN(Topology Change Notification) BPDU : 네트워크 내 구성 변경시 통보
우선순위 - 낮은 숫자가 더 높은 Priority를 가짐
- 누가 더 작은 Root BID?
- 루트 브리지까지 더 낮은 Path Cost?
- 연결된 스위치 중 누가 더 낮은 BID?
- 연결된 포트 중 누가 더 낮은 Port ID?
- Root Bridge 선출
- 각 스위치는 고유의 BID를 가짐. 2Byte(우선순위) + 6Byte MAC주소
- 서로 BPDU를 교환하고 가장 낮은 숫자가 루트 브리지가 됨
- 우선순위 숫자는 명령어로 설정 가능
- Root Port 선출
- 나머지 스위치들은 루트 브리지와 가장 빠르게 연결되는 포트를 선출
- 루트 포트는 가장 낮은 Root Path Cost 값을 가짐
- Switch 2는 P1 = 4 + 19, Switch 3은 P0 = 19
- Designated Port 선출
- 각 세그먼트별 루트 브리지와 가장 빠르게 연결되는 포트를 Designated 포트로 선출
- 우선순위는 루트 브리지 ID > Path Cost > 브리지 ID > 포트 ID
- 상태변화
스위치의 포트는 STP 안에서 5가지 상태로 표현됨
- Disabled : 포트가 Shut Down인 상태로 데이터 전송 불가, MAC 학습 불가, BPDU 송수신 불가
- Blocking : 부팅하거나 Disabled 상태를 Up했을 때 첫번째 거치는 단계, BPDU만 송수신
- Listening : Blocking포트가 루트 or Designated Port로 선정되는 단계
- Learning : Listening 상태에서 특정 시간이 흐른 후 러닝 상태가 됨, MAC 학습 시작, BPDU 송수신
- Forwarding : Learning 상태에서 특정 시간이 이른 후 포워딩 상태가 됨, 데이터 전송 시작, BPDU 송수신
RSTP & MST
- RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)
STP 적용하면 포워딩 상태까지 30 ~ 50초 걸림, 이 컨버전스 타임을 1~2초 내외로 단축
Listening & Learning 단계가 없음
- MST(Multiple Spanning Tree)
네트워크 그룹이 많아지면 STP or RSTP BPDU 프레임이 많아지고 스위치 부하 발생
여러 개의 STP그룹들을 묶어서 효율적으로 관리
