Network - 스위치 이중화, 루핑, STP

스위치 이중화

- 내부 결함성향상을 위해 같은 네트워크 대역에 2개이상의 스위치를 구성하는것

Looping(루핑)

- 2개이상의 스위치가 연결 되어있을때 프레임이 돌고도는 현상

발생원인

- 기본적으로 스위치는 스위치의 MAC Table이 초기상태라는 가정하에 프레임을 

    들어온 포트외의 모든 포트로 보내도록 되어있다(Flooding) 이때, 목적지로의 경로가 2개 이상 존재하는 경우

    계속해서 같은 프레임을 서로 주고받게 되어 트래픽이 증가하게 된다.

문제점

- 하나의 프레임이 처리가 완료되지 못하고 네트워크 상에 계속해서 쌓이다보면 네트워크의 성능이 현저히 떨어질 수 있다.

STP(Spanning Tree Protocol)

      - 802.1d

- 스위치 이중화 구조에서 루핑이 발생하는 것을 방지하는 프로토콜

- 하나의 세그먼트당 BPDU를 송출하는 데지그네이티드 포트를 하나만을 두어 루핑 방지

Port 상태

    

용어

1. Root Bridge : 가장 작은 Bridge ID를 가져 BPDU를 송출하게 되는 Bridge

2. Bridge ID : Priority(Default : 32768) + MAC Address(VLAN1)

2. Root Port : BPDU를 받는 포트 (BPDU를 전달받는 코스트가 가장낮은 포트가 Root Port가 된다)

3. Designated Port : BPDU를 송출하는 포트 

(Root Bridge의 모든 포트는 당연히 D.Port이다)

4. Block Port : BPDU 송출이 막힌 포트(STP를 위해)

5. Cost : 대역폭 대비 해당 포트로 프레임을 전송하기위한 Path Cost값을 의미

- 100 Mb/s : 19 Cost

- 10 Mb/s : 100 Cost

동작 

1. 루트 브릿지 선출

원래 MAC Address 는 총 48비트(6바이트 : 0x 0000-0000-0000) 이지만 

우연히 첫자리로 판별이 가능해서 4개의 16진수만 그림에 넣었다.

1) Switch 1 , Switch 2 스위치 부팅시 각각의 스위치가 Bridge ID에 자신의 ID를 적어 송출한다.

    (처음 켜졌을 때에는 네트워크에 자신만이 존재한다고 생각)

2) 이때 Switch1 의 BID가 더 낮기 때문에 Switch2 는 BID를 Switch1의 BID로 바꾸어 다른 쪽으로 전송한다

    (Switch1은 자신의 BID가 더 낮기 때문에 Switch2의 BPDU를 무시한다)                                                                    동시에 Switch 0 이 부팅되어 자신의 BID를 BID로 하여 다른 스위치들에게 보낸다                                

3)  결국 브릿지 ID가 가장 낮은 Switch 0 스위치가 루트 브릿지가 된다

2. 루트 포트(Root Port) 선출

 - 루트 브릿지가 선출되면 루트 포트선출이 시작된다 루트브릿지가 보내는 BPDU가 도착하는 

   코스트가 가장 낮은 포트가 루트 포트가 된다

모든 대역이 FastEhternet(100mb/s) 이므로 COST 는 19이다

때문에 Root Bridge와 가까운 쪽이 모두 Root Port가 된다.

3. 데지그네이트 포트(Designated Port) 선출

- 세그먼트당 하나의 Designated Port를 두어 프레임 루핑을 방지한다

당연히 루트브릿지의 모든 포트는 프레임을 송출하는 Designated Port가 된다

루트 브릿지 외의 두개의 스위치중 더 낮은 BID를 가진 스위치 쪽이 D.P가 된다.

4. 블락 포트(Block Port) 선출

- D.P로 선출되지 못한 스위치의 포트를 BlockPort로 지정하여 프레임 송출을 막는다.

시스코 패킷트레이서 명령어

Priority 조정 

- spanning-tree vlan 1 priority 4096

ROOT Bridge 확인 

1. 스위치를 클릭하여 CLI를 실행

2. enable (관리자모드 진입)

3. show spanning-tree

STP 루트 브릿지 변경

1.  Priority 값 조정 - spanning-tree vlan 1 priority 4096

2. 대장,부대장 직접 지정 - 어차피 Priority 값을 조정 하는 것이다.

대장 지정 - spanning-tree vlan 1 root primary

부대장 지정 - spanning-tree vlan 1 root secondary