STP(Spanning Tree Protocol)이란?

1.   STP 개념

 

-   이더넷 프레임 장비들 사이에서 이더넷 프레임 루핑을 방지해 주는 역할을 수행하는 프로토콜

-   이더넷 프레임 루프가 발생하면 브로드캐스트 폭풍, MAC주소 불안정, 이중 프레임 수신 현상발생

 

 

Broadcast Strom

 

 2. Configuration BPDU(설정 BPDU)

 

-   Switch의 경우 기본적으로 2초마다 Configuration BPDU를 주기적 교환을 수행한다. 각 Switch는 수신한 'Configuration BPDU'의 다음 3가지 필드 값을 기준으로  Switch의 역할과 각 Port 역할을 결정하게 된다.

 

1. Bridge ID

 

-    브리지나 Switch가 통신을 할 때 서로를 확인하기 위해 하나씩 가지고 있는 ID이다.

-   Bridge ID가 가장 낮은 Switch가 Root switch로 선출된다.

 

 

Bridge ID

 

-   Bridge Priority(Default:32,768) + 자신의 MAC 주소 값이 낮은 스위치가 root Bridge가 된다.

 

2. Path Cost

 

-   특정 Switch 포트에서 Root Bridge까지 Link의 속도를 특정 값으로 변환시킨 것을 의미한다.

-   BPDU에서 사용하는 Path cost는 해당 Switch에서 Root 스위치까지의 경로를 합한 값이다.

 

Path Cost

 

-   Path Cost는 케이블의 속도가 빠를수록 값이 작아진다.

 

3. Port ID

 

-   Switch 포트마다 부여된 고유한 ID를 의미한다. 기본적으로 128. 뒤에 해당 포트 번호를 붙여서 사용한다.

-   번호가 낮을수록 우선순위가 높아진다.

 

Ex)   Fa0/1 => 128.1  ,  Fa0/8 => 128.8

 

3.   STP 선정과정

 

1.  브로드 캐스트 도메인에서 Root Bridge(대장 스위치)를 선정한다.

         1) Bridge Priority + MAC Address값이 가장 작은 스위치

 

2.  Root Bridge가 아닌 포트에서 각 Non-Root Bridge마다 다음 조건에 따라 하나의 root Port를 선출한다.

         1) Path Cost가 가장 낮은 포트.  
         2) 연결된 상대방의 Bridge ID가 가장 낮은 포트. 
         3) 연결된 상대방의 Port ID가 가장 낮은 포트. 

 

3.  각 Segment 마다 다음 조건에 따라 하나의 Degignated Port를 선출한다.

         0) Root Bridge의 모든 포트. 
         1) Switch 자체의 Path Cost가 낮은 Switch의 포트. 
         2) 자신의 Bridge ID가 가장 낮은 Switch의 포트. 
         3) 자신의 Port ID가 가장 낮은 Switch의 포트.

 

4. 역할을 부여받지 못한 포트는 논리적으로 Blocking 상태가 되어 Loop를 방지할 수 있다.

 

 

STP 선정과정

 

-   4개의 Switch가 연결되어 있다.

-   통신속도는 모두 FastEthernet으로 100Mbps로 동일하다.

 

2. Root Port

 

-   Root Switch 는 Bridge ID가 가장작은 SW2 가 된다. (Priorty값은 동일 Mac Address는 SW2가 가장 작다)

-   SW1에서 SW2로 가는 경로중 Fa0/1이 빠르므로 Fa0/1이 Root Port가 된다. (Fa0/1 = 19, Fa0/2=48)

-   SW3에서 SW2로 가는 경로는 둘 다 같으므로 Bridge ID'가 가장 낮은 포트인 Fa0/1이 Root Port가 된다.              (SW1(Fa0/1): 1111 > SW4(Fa0/2): 2222)

-   SW4에서 SW2로 가는 경로중 Fa0/2이 빠르므로 Fa0/2이 Root Port가 된다. (Fa0/2 = 19, Fa0/1=48)

 

3. Degignated Port

 

-   Root Switch 와 연결된 포트인 SW2의 Fa0/1, Fa0/2가 선정된다.

-   SW1의 Fa0/2와 SW3의 Fa0/1중 Path cost가 작은 SW1의 Fa0/2가 선정된다.

-   SW4의 Fa0/1과 SW3의 Fa0/2중 Path cost가 작은 SW4의 Fa0/1가 선정된다.

 

 

4.   Cammand로 STP확인 하는법

 

 

network LAB

 

show spanning-tree vlan 1

 

SW4#show spanning-tree vlan 1 VLAN0001 Spanning tree enabled protocol ieee  (Root Switch 정보)  Root ID Priority 32769 Address 0007.EC52.D3E7 Cost 19 Port 3(FastEthernet0/3) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec   Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1) (Switch 4 정보)  Address 000B.BEB2.B2BD (Root Switch일 경우 위아래 정보가 같게 나온다.) Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec Aging Time 20   Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type ---------------- ---- --- --------- -------- -------------------------------- Fa0/3 Root FWD 19 128.3 P2p Fa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2p