스패닝 트리 프로토콜 (STP) 개요

네트워크에서 발생한 문제를 처리하기 위해 스위치를 만들기 전에 STP (Spanning Tree Protocol)가 개발되었습니다 네트워크 브리지를 구현하고있었습니다. STP는 두 가지 용도로 사용됩니다. 첫째, 네트워크에서 루프로 인해 발생하는 문제를 방지합니다. 둘째, 중복 루프가 네트워크에서 계획 될 때 STP는 네트워크 변경 또는 실패를 수정합니다.

브리지와 스위치의 차이점은 스위치가 다중 포트 브리지와 같은 기능을한다는 점입니다. 브리지는 2 ~ 4 개의 포트를 가질 수 있지만 스위치는 허브처럼 보이며 엔터프라이즈 네트워크에서는 대개 12 ~ 48 개의 포트를 갖습니다. 이 장을 다룰 때 STP 기술은 실제로 스위치 (다중 포트 브리지)를 배치 할 때 브리지 라는 용어를 사용합니다. STP가 생성 될 때 스위치가 존재하지 않았습니다. 진흙으로 맑습니까?

STP는 네트워크에서 스위치가 구성되는 방식을 파악하기 위해 데이터를 앞뒤로주고받은 모든 정보를 수집하여 논리 트리를 만드는 데 사용하는 레이어 2 프로토콜입니다. STP가받는 정보의 일부는 모든 네트워크 스위치가 어떻게 상호 연결되는지를 정확하게 정의합니다.

STP는 브리지 프로토콜 데이터 유닛 (BPDU 또는 때로는 BDU)이라고하는 네트워크 패킷을 전송하여이 정보를 구축합니다. 이러한 BPDU는 STP가 네트워크 토폴로지를 결정하는 방식을 제어합니다.

다음 그림은 스위치에 대한 4 자리 MAC 주소를 단순화 한 기본 네트워크를 보여줍니다. 루프가없는 네트워크 인 경우에도 네트워크의 모든 스위치가 BPDU 프레임을 전체 네트워크로 보냅니다. 기본적으로이 패킷은 2 초마다 네트워크에 보내지고 아주 작으며 네트워크 트래픽에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.

그러나 네트워크에서 패킷 캡처를 수행하는 경우 이러한 패킷이 캡처 화면을 빠르게 채우고 캡처 된 데이터를 검토 할 때 혼란 스러울 수 있습니다. BPDU 프레임을 보내는 초기 프로세스는 루트 브리지 가 될 스위치를 결정하고 네트워크에서 STP의 컨트롤러 또는 관리자 역할을합니다. 기본적으로 루트 브리지는 숫자가 가장 낮은 MAC 주소가있는 스위치입니다.

루트 포트 식별

모든 스위치가 전송하는 BPDU에는 스위치 및 네트워크의 스위치를 고유하게 식별하는 브리지 ID 에 대한 정보가 들어 있습니다. 브리지 ID는 구성 가능한 브리지 우선 순위 값 (기본적으로 32, 768)과 스위치 MAC 주소의 두 가지 구성 요소로 구성됩니다.

네트워크상의 어느 스위치에도 브리지 우선 순위 값이 조정되어 있지 않으면 가장 낮은 MAC 주소를 가진 스위치가 루트 브리지가됩니다. 그러나 네트워크의 브리지 우선 순위 값이 수정 된 경우 루트 브리지는 가장 낮은 브리지 우선 순위 값을 가진 스위치가됩니다. 위 그림에 표시된 루트 브리지는 스위치 11: 11입니다.

루트 브리지가 식별 된 후 다른 모든 스위치는 루트 브리지로의 가장 빠른 경로를 결정합니다. 일부 스위치는 네트워크 루프로 인해 루트 브리지에 둘 이상의 경로가 있습니다. 위의 그림에서 스위치 11: 22는 루트 브리지에서 2 홉 떨어져 있고 1 홉 멀리 떨어져있는 두 개의 경로가 있습니다. 모든 네트워크 세그먼트에서 네트워킹 기술의 속도가 동일하다면, 홉 수가 가장 적은 경로가 루트 포트로 지정됩니다.

스위치는 인터페이스 중 루트 포트를 식별합니다. 각 네트워크 기술에는 정격 속도가 있으므로 스위치와 루트 브리지 사이의 각 네트워크 세그먼트 기술을 기반으로 스위치는 사용 가능한 각 경로의 비용을 계산할 수 있습니다.

다음 표에는 각 네트워크 기술 속도와 관련된 STP 비용이 나와 있습니다. 표에서 데이터 속도는 STP 비용에 반비례한다는 점에 유의하십시오. 네트워크 속도 및 STP 비용

데이터 속도

STP 비용 4 Mbps

5, 000, 000	10 Mbps
2, 000, 000	16 Mbps < 1 Gbps, 2 Gbps, 9 Gbps, 10 Gbps, 2 Gbps, 9 Gbps, 000
다음 그림에서 모든 루트 포트가 식별됩니다. 스위치에 루트 브리지에 대한 두 개의 경로가 있고 각 경로의 비용이 같을 경우 스위치는 각 경로의 클로짓 인접 장치에서 BPDU 프레임을 조사합니다. 스위치는 가장 낮은 브리지 ID를 가진 이웃을 기반으로 루트 포트를 지정합니다.	지정된 포트 식별
각 스위치는 루트 브리지에 도달하기 위해 소요되는 최소 비용 경로를 알고 있으며, 다른 경로의 인터페이스로 데이터를 전달해야 할 수 있습니다. 이 예의 경우, 예를 들어 참조 스위치와 인접 스위치에 사용 된 주 스위치는 인접 스위치입니다. 다음에 가장 가까운 스위치 (인접 스위치)에서 참조 스위치와 마주하는 루트 브리지의 포트를	지정 포트
라고합니다.	레퍼런스 스위치는 지정된 포트를 루트 브리지로가는 경로로 사용합니다. 다음 그림은 다운 스트림 스위치가 루트 브리지에 데이터를 전송하는 데 사용할 모든 지정된 포트를 식별합니다.
블로킹 루프	아직 해결해야 할 문제가 하나 있습니다. 이 네트워크에는 아직 현재 루프를 중단시킬 수있는 루프가 있습니다. 그러나 모든 루트 포트와 지정된 포트가 할당되는 방법을 통해 작업함으로써 실제로 네트워크에서 루프 문제를 해결하는 작업을 완료했습니다.
이 절 바로 앞에있는 그림에서는 루트 포트 나 지정된 포트가 아닌 인접 스위치에 연결하는 데 2 개의 포트만 사용됩니다.이러한 포트에는 할당 된 역할이 없으므로 네트워크에서 루프의 일부입니다. 그림을 검토하면 네트워크의 루프를 식별 할 수 있어야합니다. 루프 문제를 해결하기 위해 STP는 역할이없는 포트를 차단 상태로 설정합니다.이 상태는	차단 포트
입니다.	블로킹 포트는 포트를 통해 트래픽을 보내거나받을 수없는 포트입니다. 트래픽을 차단하고 있습니다. 본질적으로 차단 포트는 비활성화되었지만 비활성화되지 않았다고 말할 수 있습니다. 포트가 비활성화되어 있지 않으므로 링크의 반대쪽에있는 스위치는 여전히 링크를 활성으로 간주하지만 해당 링크를 통해 전송 된 프레임 (BPDU 프레임 제외)은 삭제됩니다 (차단됨).