CCNA_ITA(8)

이기태·2024년 4월 19일

CCNA

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VLAN

스위치에서 가상으로 LAN을 분리하는 기능
목적
- 논리적으로 브로드캐스트 도메인을 분할해 브로드캐스트 양 최소화
- 서로 다른 VLAN간 ARP요청이 안되기 때문에 유니케스트 접근 제어 가능
- 논리적인 방법으로 브로드케스트 도메인을 분할하기 떄문에 관리상 효율적이다.
범위
VLAN 1 ~ VLAN 4096
VLAN 1, 1002~1005는 수적및 삭제 불가능
VLAN 생성 최대 개수: 1005개
VLAN 1~1005 -> Standard VLAN
VLAN 1006~4096 -> Extended VLAN
VLAN 설정 단계

VLAN 생성
VLAN 포트 할당
트렁크 포드 구성

VLAN database
VLAN의 설정 정보("flash: vlan.dat")
- 스위치 초기화 방법
  en
  conf t
  delete flash:vlan.dat
  end
  sh flash
  reload
트렁크 프로토콜
스위치간 VLAN 개수만큼 연결로 포트가 부족해 확장성 문제를 해결하기 위해
트렁크 포트를 구성해 이더넷 프레임에 VLAN-ID를 태깅해 프레임을 전송하는 방법
트렁크 프로토콜 헤더(IEEE 802.1q)

Inter-VLAN

VLAN설정을 하면 같은 스위치에 물려있더라도 접근할 수 없다.
그래서 VLAN간 연결하기 위해 VLAN간 라우팅 설정하는 것을 Inter-VLAN이라 한다.
ex) VLAN 11 <-> VLAN 12

Inter-VLAN 구성

트렁크 포트 구성
서브 인터페이스 생성

VLAN 명령어 정리

(스위치 - 글로벌모드)
vlan 11 // 생성
name VLAN_A
int f0/1 // 할당
switchport mode access
switchport access vlan 11
int f0/24 // 트렁크모드
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
(라우터 - 글로벌 모드)
int f0/0 // inter-vlan 설정
no shut
int f0/0.11 // 서브 인터페이스1 생성
encapsulation dot1Q 11 // vlan id
ip addr 192.168.11.254 255.255.255.0
int f0/0.12 // 서브 인터페이스2 생성
encapsulation dot1Q 12
ip addr 192.168.12.254 255.255.255.0
(확인)
sh vlan brief

VTP

트렁크로 연결된 스위치 간에 VLAN 정보(생성/삭제/수정)를 공유하는 기능
-> VLAN 정보를 각 스위치에 동기화 하기위해 사용

사용 조건(중요)

스위치 연결은 트렁크로 구성해야 한다.
VTP Domain이 동일해야 한다.
VTP Password가 동일해야 한다.

VTP 설정 과정
1) 트렁크 설정
2) VTP Domain 설정
3) VTP Password 설정
4) VTP Mode 설정(Server mode default)
정보 공유 방법
VTP Configuration Revision 값이 높은 스위치쪽의 VLAN 정보로 공유된다.
VTP Configuration Revision 값은 VLAN DB 내용이 변경될때 마다 1씩 증가한다.
VTP 모드
- 1) 서버 모드(기본 모드,RW): VLAN 데이터베이스 읽기 및 쓰기 권한이 보장
  VLAN 사용 가능, VLAN 생성/삭제/수정 가능
  VLAN 정보 광고/일치/전달 가능
  [주의] extended vlan이 있으면 서버 모드로 전환이 불가능하다.
- 2) 클라이언트 모드(RO): VLAN 데이터베이스 읽기는 가능하지만, 쓰기 권한이 제공되지 않는다
  VLAN 사용 가능, VLAN 생성/삭제/수정 불가능
  VLAN 정보 광고 x, 일치/전달 가능
- 3) 트랜스패런트 모드(광고x): VLAN 데이터베이스 읽기와 쓰기 권한이 보장
  VLAN 사용 가능, VLAN 생성/삭제/수정 가능
  VLAN 정보 광고/일치 x, 전달 가능
  => 별도로 관리하는 사람이 있는 경우 사용
  => 서버와 클라이언트 스위치 사이에 스위치가 있는경우 일반적인 스위치처럼 사용할 수 있다.
  ==> 전달자 역할
VTP Configuration Revision 초기화 방법
트랜스패런트 모드로 갔다가 서버 모드로 오면 초기화 된다.
트랜스패런트 모드는 정보가 변경되도 VTP Configuration Revision값이 항상 0이기 때문.
VTP Pruning
트렁크 포트로 불필요한 브로드케스트 프레임이 플러딩되는 것을 방지하는 기능을 수행
VTP 설정 명령어
(확인)
sh int trunk
sh vtp status
sh vtp password
sh vlan brief
sh r
(설정)
vtp domain CCNA
vtp password cisco
vtp mode server|transparent|client

STP(IEEE 802.1d, Spanning-Tree Protocol)

스위치 이중화 링크

이중화 링크 문제점
- 브리징 루프(Briding Loop)
  스위치는 브로드케스트를 수신하면, 모든 트렁크 포트로 플러딩하기 때문에 이중화 링크를 구현한 환경에서는 브리징 루프가 발생된다
  - 브로드케스트 스톰
    호스트가 전송하는 브로드케스트 트래픽을 스위치가 이중화 링크를 통해 지속적으로 플러딩해 네트워크 기능을 악화시키는 현상
  - MAC 주소 테이블 불안정(MAC Flapping)
    소스 주소가 등록되지않으면 MAC주소를 학습하고 목적지주소가 없으면 플러딩을한다.
    이 작업을 같은 테이블에 무한 등록
  - 유니케스트 프레임 복제
    Unknown 유니케스트 프레임을 수신하면 모든 스위치 포트로 프레임을 플러딩해 연결된 스위치 포트 개수만큼 유니케스트 프레임을 복제

=> (해결) 특정 스위치 포트를 논리적으로 차단(Blocking)하는 것 -> STP

STP

이중화과정에서 어떤 스위치 포트를 차단할것인지 자동으로 결정해 차단(브리징 루프 방지)
BPDU 메세지를 이용해 모니터링(장애 발생/복구를 주기적으로 감시)

STP 동작 과정
- 루트 브리지 선출
- 루트 포트(RP)와 지정포트 선정(DP)
- 포트 차단
BPDU(Bridge Protocol Data Unit)
STP가 지원하는 스위치들 사이에서 교환되는 프레임
- BPDU 프레임
  Root Identifier: 루트 브리지로 선출된 스위치의 브리지 ID
  Root Path Cost: 루트 브리지 까지의 비용
  Bridge Identifier: 루트 브리지로 가는 경로 직전에 있는 스위치의 브리지 ID
  port identirier: 포트 ID, ‘128.포트 번호’를 기본값으로 사용.
- 브리지 ID
  
  우선순위 16bit
  MAC 주소 48bit
- Cost
  DP/RP를 선정하고, 포트 차단시 사용
  루트 브리지로부터의 거리
  비용이 클수록 멀리있음
- 포트 ID
  포트번호(SW에 연결된 상대편 포트 번호)
  DP/RP를 결정 및 포트 차단시 사용
  BPDU를 전송하는 스위치의 포트 우선 순위값과 포트 번호
  포트 우선 순위 기본값: 128
STP를 이용한 포트 Blocking 과정
루트 브리지 선정 -> DP/RP 포트 선정 -> 포트 차단(Blocking)
- 1) 루트 브리지선출
  - 브리지 아이디의 우선순위가 가장 낮은 스위치
  - 브리지 아이디의 MAC주소가 가장 낮은 스위치
- 2) RP/DP 포트
  - DP: BPDU 송신 포트
  - RP: BPDU 수신 포트
  - 보통 루트 브리지에서 BPDU 송신이 시작되기 때문에 Root Bridge 포트가 DP로 선정된다.
  - RP는 루트 브리지에서 Cost 값이 가장 낮은 스위치 포트로 선정된다.
- 3) Blocking 포트(대체 포트)
  - 루트 브리지기지 Cost(Root path cost)값이 높은 스위치 포트가 block 된다.
  - Bridge ID 값이 높은 스위치 포트가 Block 된다.
  - 상대방 포트 아이디가 높은 포트에 연결된 스위치 포트가 block 된다.
- STP 정보 확인
  sh spanning-tree vlan 1
  sh cdp neighbors
- Block 포트
  - Blocking 포트는 프레임 송수신이 되지 않는다.
  - Blocking 포트는 BPDU 송신이 안된다.
    단, Blocking 포트는 BPDU 수신은 가능하다.
STP 루트 브리지 및 Blocking 수동 설정
(SW2) spanning-tree vlan 1 root primary
(SW2) spanning-tree vlan 1 priority 4096 // 위와 동일한 기능.
(SW2) spanning-tree vlan 1 root secondary
(SW2) spanning-tree vlan 1 priority 16384 // 위와 동일한 기능.
(SW2) spanning-tree vlan 1 port-priority 32(굳이 건들지 마라)
(SW2) spanning-tree vlan 1 cost 32 (굳이 건들지 마라)

IEEE 802.d STP 포트 상태

Disable: 포트가 동작하지 않는 상태
Blocking
Listening
Forwarding: 프레임 송수신이 가능한 상태
Portfast
- 포워드 딜레이 타임, Max Age타임을 줄이기 위해 사용.
- PC와 서버 등과 같이 스위칭을 하지 않는 종단 장비와 연결된 스위치 포트를 스위치가 부팅되면서 바로 STP 모드로 동작하게 하는 기술이다.
  기본적으로 blocking, listening, learning, forwording의 단계를 거치지만 이를 빠르게 연결
- 명령어
  (일반)
  int f0/1
  spanning-tree portfast
  (트렁크 링크)
  int f0/1
  spanning-tree portfast trunk

IEEE 802.w RSTP(노션 참조)

장애 발생시 딜레이 타임이 최소화.

설정(모든 스위치에서)
spanning-tree mode rapid-pvst // RSTP프로토콜 사용
(참고) spanning-tree mode pvst // STP 사용
sh spanning-tree vlan 1

(sw1)
-----------------------
no ip domain lookup
hostname sw1
line con 0
logg syn
exec-t 0 0
password ciscocon
login
line vty 0 15
password ciscovty
login
end
enable secret cisco
service password-encryption
int vlan 1
ip addr 192.168.100.1 255.255.255.0
no shut
exit
ip default-gateway 192.168.100.254
vlan 11
name VLAN_A
vlan 12
name VLAN_B
vlan 13
name VLAN_C
int f0/1
switchport mode access
switchport access vlan 11
int f0/2
switchport mode access
switchport access vlan 12
int f0/24
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
int f0/10
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
end
copy run start
-----------------------------

(sw2)
--------------------------
no ip domain lookup
hostname sw2
line con 0
logg syn
exec-t 0 0
password ciscocon
line vty 0 15
password ciscovty
end
enable secret cisco
service password-encryption
int vlan 1
ip addr 192.168.100.2 255.255.255.0
no shut
exit
ip default-gateway 192.168.100.254
vlan 11
name VLAN_A
vlan 12
name VLAN_B
vlan 13
name VLAN_C
int f0/1
switchport mode access
switchport access vlan 11
int f0/2
switchport mode access
switchport access vlan 12
int f0/3
switchport mode access
switchport access vlan 13
int f0/24
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
copy run start
---------------------------------

(r1)
-----------------------------
no ip domain lookup
hostname r1
line con 0
logg syn
exec-t 0 0
password ciscocon
line vty 0 15
password ciscovty
end
enable secret cisco
service password-encryption
int f0/0
ip addr 192.168.100.254 255.255.255.0
no shut
end
wr
int f0/0.11
enacapsulation dot1q 11
ip address 192.168.11.254 255.255.255.0
int f0/0.12
enacapsulation dot1q 12
ip address 192.168.12.254 255.255.255.0
int f0/0.12
enacapsulation dot1q 13
ip address 192.168.13.254 255.255.255.0
----------------------------------

(PC1,2,3,4,5)
--------------------------------
pc 1: 192.168.11.1/24 192.168.11.254
pc 2: 192.168.12.2/24 192.168.12.254
pc 3: 192.168.11.3/24 192.168.11.254
pc 4: 192.168.12.4/24 192.168.12.254
pc 5: 192.168.13.5/24 192.168.13.254
------------------------
(alias 설정)
alias exec r show run
alias exec i sh ip route
.....

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