STP(Spanning Tree Protocol)

STP(spanning tree protocol)은 다중 경로에 불필요한 경로 발생 시 덧붙임 경로를 제공하여 효율적은 경로를 사용하게 한다. 두 네트워크 장비에서 한번에 오직 하나의 경로만이 동작하고 덧붙임 경로는 장애시에는 백업 경로로 사용된다. 스위치 이중화를 예를 들어 설명해 보겠다.

PC0은 PC1에게 데이터를 보내기 위해 SW1에게 프레임을 전송한다. PC0으로부터 프레임을 전달 받은 SW1은 Mac Table이 완성되지 않은 관계로 해당프레임을 플러딩 한다. SW1으로부터 플러딩된 프레임을 받은  SW2번과 SW3번은 해당 프레임을 다시 플러딩 한다. SW2번 및 SW3번으로부터 플러딩된 프레임을 받은 SW4번은 S2번에서 플러딩된 프레임을 다시 플러딩함으로써 LOOP가 생긴다. 그러면 결국 PC0은 자신이 보낸 데이터를 계속 받게 되고, PC1은 이미 받은 프레임을 다시 계속 받은 동일한 프레임을 반복하여 수신하는 문제가 발생하게 되기 떄문에 이와 같은 해결을 위해 STP가 사용된다고 한다. 그림에서 주황색으로 막힌 부분이 있는데, 그 부분을 BP(Block Port)라고 한다. 루트브릿지에 가기 위한 포트를 RP(Root Port)라고 한다. DP(Designated Port)라고 한다. 그 Port를 설정하기 위해서는 몇가지 규칙이 있다. 1. Vlan의mac address 8자리가 가장 낮은 애가 대장(Root bridge)라고 한다. 2. 대장이 아닌 브릿지들은 루트브릿지로 가는 최소비용 Root Port를 갖는다. 3. 하나의 세그먼트(링크)에는 반드시 하나의 DP(Designated Port)를 갖는다. Mac address가 낮을수록 힘이 쎄다. 두 번째로 힘이 쎈 Root를 Backup Root Bridge라고 한다. 가장 위의 포트가 Mac address가 낮으므로 RB가 되고, 나머지 2개의 스위치에서는 왼쪽의 스위치가 더 Mac address가 높기 때문에 Block Port가 된다.

스위치 4개인 경우를 보면 맥어드레스에 따른 루트브릿지에 따라 양 옆 스위치가 각각 R.P를 가지며 양 옆 스위치 중 힘이 약한 스위치 쪽과 연결된 나머지 스위치 한쪽의 포트가 B.P가 됨을 확인 할 수 있다.

똑같이 스위치 4개인 경우인데 각각에 포트에 COST를 추가해 보았다. Fa Port은 fastethernet인 경우 19라는 비용이, gigabit에는 4라는 비용이 듭니다. 그래서 각각의 비용을 다르게 해서 보게 되면 000A가 우선순위가 낮음에도 COST가 높은 쪽이 B.P이 됨을 알 수 있다.

코스트도 고려하게 되지만 최고는 각각의 스위치에 우선순위를 줄 수 있다. 명령어Spanning-tree vlan 1 priority 0~61440(4096의 배수로 간다.)을 통해서 우선순위를 바꿈으로써 R.B도 바꿀 수 있고, 이런 변동으로 인해 자신이 막고 싶은 PORT도 막는게 가능해진다. 일단 기본 PRIORITY 값을 확인하기 위해 show spanning-tree vlan 1 을 통해 priority 값을 확인하고 오른쪽 아래의 스위치의 f0/2 포트를 막기 위해 왼쪽 위의 스위치에 우선순위 0를 왼쪽 아래의 스위치에 우선순위 4096을 주었다. 여기서 우선순위는 숫자가 낮을수록 더 우선순위 자체에서는 우위가 있는 것이다. 그러므로 왼쪽 위의 스위치가 RB가 왼쪽 아래의 스위치가 BRB가 된다. 이것을 통해서 가장 먼저 priority를 고려하고 그 후에 cost, mac address 순으로 고려하면서 R.P, D.P, B.P등을 유동적으로 바꾸어 나감을 확인 할 수 있다. 또 R.B, BR.B도 역시 계속 바꾸어 나간다고 볼 수 있다.