STP (Spanning Tree Protocol)

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STP- Spanning Tree Protocol은 802.1d에 그 표준이 정해져있다.

 

스위치는 브로드캐스트 트래픽의 경우, 데이터를 받은 포트를 제외한 다른 모든 포트로 포워딩(이를 Flooding이라 한다) 한다.  그렇다면 다음과 같은 토폴로지에서 브로드캐스트가 발생하면 어떻게 될까?

 

위와 같은 네트워크에서 브로드캐스트가 발생하면, 브로드캐스트 프레임이 무한하게 포워딩된다. 왜냐하면 스위치는 브로드캐스트 프레임을 항상 플러딩Flooding 하기 때문이다. 아래처럼 브로드캐스트 프레임이 영원히 돌게 되는 것을 루프loop가 발생하였다고 한다. (실제로는 아래 그림에서 화살표 방향과 반대방향으로도 브로드캐스트 프레임의 루프Loop이 발생한다.) 그리고 브로드캐스트 루핑Looping에 의해서 네트워크에는 결국 Broadcast Strom이 발생하여 네트워크에 장애가 발생한다.

 

위 그림만 보아서는 실감할 수 없지만, 실제 네트워크에서 브로드캐스트 루프로 인한 Broadcast Storm이 발생하면 네트워크는 바로 장애가 발생하여, 정상적인 데이터의 전달이 실패하게 된다. 그리고 네트워크에 연결된 사용자의 컴퓨터와 같은 단말도 계속적으로 들어오는 브로드캐스트로 인해서 성능이 크게 저하된다.

 

이렇게 스위치들로 구성된 네트워크에서 Loop이 발생하면, 스위치들의 포트중 하나 혹은 일부를 비활성화하여 루프를 차단하게 된다. 이러한 스위치의 동작원리를 STP(Spanning Tree Protocol)이라고 한다.

 

스패닝트리 프로토콜의 동작원리

1. Root Bridge의 결정 

  Bridge ID가 낮은 것(Priority + MAC Address)

  Root Bridge가 아닌 것은 Non-Root Bridge가 된다.

 

2. Non-Root 브리지는 Root 포트 결정

3. 각 세그먼트마다 Designated Port 결정

4. Root Port도 아니고 Designated Port도 아닌 것은 Blocking Port로 결정된다.

 

SW-A#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0060.2F7C.8AD5
             Cost        19
             Port        1(FastEthernet0/1)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     00D0.977C.90A8
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p
Fa0/2            Altn BLK 19        128.2    P2p

SW-A#