STP 실습

간단하게 만든 토폴로지이다. 

STP는 STA( Spanning Tree Algorithm)을 사용해서 루프가 없는 토폴로지를 구성한다.

구성하는 데 있어서 총 3가지 단계가 필요한데

첫 번째. Root Bridge 선출

두 번째. Root Port 찾기

세 번째. Designated Port 찾기

로 구성된다.

 

첫 번째로 들어가기 전에 STP는 무엇일까?

STP는 Spanning Tree Protocol의 약자로 스위치나 브리지에서 발생할 수 있는 루핑을 미리 막기 위해 두 개 이상의
경로가 있다면 하나의 경로를 제외하고 나머지 경로를 막아둔다. 혹시나 기존 경로가 무슨 문제로 인해 패킷을 전달하지 못하는 상황이 온다면 막아둔 경로를 풀어서 데이터를 전송하기 위해서다.

 

첫 번째로 Root Bridge를 선출하기 위해서 각 스위치들은 BPDU라는 특수한 프레임을 전달한다.

(* Root Bridge가 되기 위한 조건은 Bridge Priority 값이 다른 스위치보다 낮아야한다. 만약 브리지 우선 순위 값이 동일하다면 맥 주소로 비교를 한다.)

BPDU에는 Bridge ID가 포함되어 있는데 줄여서 BID라고 부른다. BID는 Root Bridge, Root Port, Designated Port를 정할 때 사용된다.

 

BID에는 Bridge Priority(브리지 우선 순위)값과 Mac Address(맥 주소) 및 System ID( VLAN NUM)등이 들어가있다.

 

각각의 스위치는 처음 작동할 때, 자기가 Root Bridge라고 생각해 BPDU 프레임 속에 Root Bridge의 BID인 Root BID와
자기가 보내는 브리지의 ID Sender BID에 동일한 브리지 우선 순위 값과 맥 주소를 넣고 루트 브리지까지 가는 경로 값Root Path Cost 등을 다른 스위치들에게 전달을 합니다.

 

각각의 스위치는 BPDU를 전달함으로써 누가 더 BID의 값이 작은 지 알게 되고 위 사진으로 치면 Switch2가 Root Bridge가 되는 것이다.

 

Root Bridge가 선출되었기 때문에 Root Port를 찾아야한다.

Root Port란 간단하게 말하면 Root Bridge까지 가장 빨리 갈 수 있는 포트를 말한다.

가장 빨리 갈 수 있는 포트를 찾기 위해서 Path Cost를 알아야 한다.

간단하게 설명하자면 Path Cost는 대역폭(Bandwidth)에 의해 결정되는데 여기서도 마찬가지로 적은 값을 가질수록 빠르다는 이야기다.

 

본론으로 돌아가 Switch4를 기준으로 해서 설명하면 g0/1을 통해서 루트 브리지로 가는 경로 비용 (Path Cost)는 4이다.

f0/1을 통해 Switch 3에게 가서 g0/1을 통해 루트 브리지로 가는 경로를 선택한다면 경로 비용은 23이 든다.

결론을 말하면 Switch4의 루트 포트는 g0/1이 된다.

 

Switch5를 보면 g0/1이 루트 포트가 되는 것을 이제 알 것이다.

 

이제 루트 브리지를 제외한 다른 스위치 (Non Root Bridge )의 루트 포트는 정했기 때문에 다음으로 정해야할
Designated Port를 찾아야한다.

데지그네이티드 포트는 브리지나 스위치 간 연결되어 있는 세그먼트당 하나씩이 필요하다.

데지그네이티드 포트를 뽑기 위해서는 루트 브리지까지의 Path Cost 즉 Root Path Cost가 가장 작은 녀석이 데지그네이티

드 포트를 가지게 된다.

 

기본적으로 Root Bridge는 Root Path Cost가 0이기 때문에 Switch2의 g0/1, g0/2, f0/3은 데지그네이티드 포트가 됩니다.

루트 브리지를 제외한 다른 스위치중 데지그네이티드 포트를 선출하기 위해서는 Root Path Cost 외 3가지 단계가 더 있다.

첫 번째가 Root Bridge의 BID를 비교

두 번째가 위에서 말했던 Root Path Cost를 비교하는 것 

세 번째는 각자의 BID를 확인하여 누가 더 낮은 지 비교

네 번째는 각자의 포트 ID를 비교해 더 낮은 지 비교.

 

첫 번째 방법을 사용하면 Switch4와 Switch5는 서로 같은 Root Bridge를 쳐다보고 있기 때문에 BID는 서로 같다.

두 번째 방법으로는 Root Path Cost를 비교하는 것인데 마찬가지로 서로가 23이기 때문에 무용지물이다.

세 번째 방법으로 자신의 BID를 비교하는 것인데, 확인해보면 Switch4가 Switch3보다 Mac 주소가 더 낮은 걸 확인할 수 있다. 그렇기 때문에 Switch4의 f0/3이 데지그네이티드 포트가 되는 것이고 자동으로 Switch3의 f0/1은 대체 포트 (Alternate Port)가 되서 데이터를 전송하는 것이 막히게 된다.