STP

STP

STP(Spanning Tree Protocol)는 네트워크 내의 스위치는 스패닝 트리 알고리즘을 실행하기 전에 “루트 브리지”로 선택해야 하는 스위치를 정확하게 결정할 수 있도록 STP에 대해 활성화해야 한다. 이 지정된 루트 브리즈는 다른 정보와 함께 BPDU(Configuration Bridge Protocol Data Unit)를 직접 연결된 스위치로 전송하여 BPDU를 이웃 스위치로 전달하는 역할을 한다. 각 스위치에는 우선 순위 값(기본값 32768)과 스위치 고유의 MAC 주소의 조합인 브리지 ID 우선순위 값(BID)이 있습니다. BID가 가장 낮은 스위치가 루트 브리지가 된다.

STP 포트 상태

다섯 가지 STP 스위치 포트 상태가 있다. 이것들은:

• Disabled - 포트를 비활성화하는 관리 명령의 결과이다.
• Blocking - 장치가 연결되면 포트가 먼저 차단 상태로 들어간다.
• Listening - 스위치가 BPDU를 수신하고 전송한다.
• Learning - 스위치는 상위 BPDU를 수신하고 자체 BPDU 전송을 중지하며 상위 BPDU를 중계한다.
• Forwarding - 포트가 트래픽을 전달하고 있다.

STP 포트 역할

• Root - 루트 브리지에 대한 최상의 비용 경로가 있는 루트가 아닌 스위치의 포트. 이 포트는 데이터를 루트 브리지로 전달한다.
• Designated - 루트 및 지정된 스위치의 포트, 루트 브리지의 모든 포트가 지정된다.
• Blocked - 브리지 또는 스위치에 대한 다른 모든 포트는 차단된 상태입니다. 워크스테이션이나 PC로 가는 엑세스 포트는 영향을 받지 않는다.

STP 선출 절차

스위치를 키면 BID가 포함된 구성 BPDU를 보내며 각 스위치는 초기에 자신을 루트 브리지로 간주한다. 그러나 스위치가 상위(낮은 값) BID가 있는 BPDU를 수신하면 해당 스위치는 원래 구성 BPDU를 중지하고 대신 이러한 상위 BPDU를 인접 스위치에 전달한다.

루트브리지가 최정적으로 선출되면 “루트 포트” 선택 프로세스(프레임을 루트 브리지로 전달할 스위치의 포트)를 결정하기 위한 두 번째 선택 프로세스가 시작된다. 이 프로세스는 루트 포트가 선택될 때까지 아래 단계를 따른다.

1. 스위치 포트는 다른 스위치에서 우수한 BPDU를 수신하고 해당 스위치를 루트 브리지로 식별한다.
2. 가능한 경우 루트 경로가 가장 낮은 포트가 루트 포트로 선택된다.
3. 경로 비용이 같으면 스위치는 발신자 BID가 가장 낮은 포트를 선택한 루트 포트로 선택한다.
4. 송신자 BID가 동일한 경우(일반적으로 동일한 스위치) 송신 스위치에서 물리적 포트 번호가 가장 낮은 포트가 루트 브리지(최종 타이 브레이커)로 선택 된다.

선출 과정 다이어그램

1. 우수한 BPDU를 수신하는 스위치 포트. 포트 fa0/1및 fa0/2는 동일한 상위 BPDU를 수신하므로 루트 포트를 결정하려면 추가 단계가 필요하다. 스위치 2의 포트 FA0/3은 스위치 3에서 BPDU를 받기 때문에 적합하지 않다.
2. 루트 경로 비용이 가장 낮은 포트. 포트 fa0/1과 fa0/2의 경로 비용이 동일하므로 여전히 동률이다.
3. 발신자 BID가 가장 낮은 포트. 다시 fa0/1과 fa0/2는 동일한 BID(스위치 2의 BID)를 가지므로 마지막 단계는 루트 포트를 결정하는 데 사용된다.
4. 보내는 스위치의 가장 낮은 포트 번호이다. fa0/1은 가장 낮은 포트 번호이므로 이 스위치를 루트 포트로 선택한다.

RSTP

RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)는 이름에서 알 수 있듯이 포트 포워딩 상태로의 빠른 전환이다. 5개의 스위치 포트 상태가 있는 STP와 달리 RSTP에는 폐기, | 적립 및 전달의 세가지만 있다.

RSTP 포트 상태

• Disabled - 포트를 비활성화하는 관리 명령의 결과이다.
• Discarding - 장치가 연결되면 포트는 먼저 폐기 상태로 들어갑니다.
• Learning - 스위치는 상위 BPDU를 수신하고 자체 BPDU 전송을 중지하며 상위 BPDU를 중계한다.
• Forwarding - 포트가 트래픽을 전달하고 있다.

RSTP 포트 역할

• Root - 루트 브리지에 대한 최상의 비용 경로가 있는 루트가 아닌 스위치의 포트, 이 포트는 데이터를 루트 브리지로 전달한다.
• Designated - 루트 및 지정된 스위치의 포트, 루트 브리지의 모든 포트가 지정된다.
• Alternate - 다른 스위치에서 BPDU를 수신하지만 차단된 상태를 유지한다.
• Backup - 자체 스위치에서 BPDU를 수신하지만 차단된 상태로 유지된다. 허브를 사용하지 않는 한 프로덕션 환경에서는 이를 볼 수 없다.

대체 및 백업 포트

RSTP에서 선택 프로세스는 차단된 포트가 2개의 새로운 포트 역할인 alternamte 및 backup으로 불할된다는 점을 제외하면 STP와 동일하다.

STP와 RSTP 포트 상태 비교

STP	RSTP
Blocking	Discarding
Listening	Discarding
Learning	Learning
Forwarding	Forwarding