STP

STP(Spanning Tree Protocol)

• IEEE 802.1D 표준 프로토콜
• 링크 이중화 시 발생할 수 있는 루프를 방지하기 위한 프로토콜
• 링크가 이중화된 인터페이스를 논리적으로 비활성화시켜 루프 방지

루핑(Looping)

스위치는 2개 이상의 경로가 만들어 질 경우 루핑이 발생

Broadcast Storm

• 이중 프레임 수신
• MAC Address 불안정

BPDU(Bridge Protocol Data Unit)

스위치는 2초마다 BPDU라고 하는 멀티캐스트 프레임을 교환

• BPDU에는 BID(Bridge ID), Cost Path, Port ID 등의 값을 포함
• BPDU 교환하여 차단 포트를 결정, 전달 포트의 이상을 감지
• 루트 스위치가 결정되면 루트 스위치에서만 BPDU를 생성

Wireshark packet dump

 

STP 포트 결정

누가 루트 브리지가 될 지될지 정하고, 누가 루트 포트나 지정 포트가 될지 정하기 위한 선정 기준

1. 누가 더 작은 Root BID를 가졌는지
2. 루트 브리지까지의 Path Cost 값은 누가 더 작은지
3. 누구의 BID가 더 낮은지
4. 누구의 PID가 더 낮은지

구조

• 네트워크당 하나의 루트 브리지를 가짐
• 루트 브리지가 아닌 나머지 모든 브리지는 무조건 하나씩의 루트 포트를 가짐
• 세그먼트당 하나의 지정포트를 가짐

각 세그먼트에서 지정포트 결정

• 루트 스위치의 모든 포트는 지정 포트
• 루트 스위치 결정 - 지정 포트를 결정하는 3단계를 통해 남는 포트들은 모두 차단 포트로 결정

 

포트 상태

Blocking - STP에 의해 논리적으로 비활성화된 상태

Listening - BPDU를 수신

Learning - 스위치의 Learning을 통해 MAC 주소 학습

Forwarding - 사용자 데이터를 전달할 수 있는 상태

 

STP 수렴 시간

전달 상태까지 이동하는데 소요되는 시간

문제점

1. 수렴 시간

2. 낮은 인터페이스 사용률

보완

1. 여러 STP 관련 옵션

Loop Guard, Root Guard... 등

2. 여러 종류의 진화된 프로토콜

PVSTP(cisco 전용), MSTP, RSTP.. 등

 

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고객사에 가서 L2 쪽 스위치를 교체하거나 설정을 볼 때

STP 관련 설정이 잘 들어가 있는지 우선적으로 확인했었다.

그만큼 네트워크, 장비 자체에 큰 영향을 가할 수 있어 중요하다고 할 수 있다.

추가로, 낮은 인터페이스 사용률 등을 개선하기 위해 MLAG과 같은 기술이 나왔다고 들었는데, 실제로 사용해 본 적도 없어 알아보질 못했었다.