STP, 802.1D   Spanning Tree Protocol   스패닝 트리 프로토콜

(2019-08-16)

VLAN CST, VLAN PVST

1. 스패닝 트리 프로토콜브리지/스위치로 구성된 네트워크에서 Physical Loop를 발견,방지,제거하는 프로토콜
     - Spanning Tree 형태의 토폴로지 데이터베이스를 작성하는 알고리즘에 기초함
     - 브리지 간에 BPDU(Bridge Protocol Data Unit)를 교환하며 브리지 루프를 차단시킴

  ㅇ 관련표준 ☞ IEEE 802.1D-2004 ( Media Access Control (MAC) Bridges )


2. STP 동작 BPDU 교환
     - 모든 브리지가 정기적으로 BPDU이라는 특수 목적의 프레임(Spanning-Tree 관련 정보)을
       송출 및 수신하게됨 (2초 마다)
        . BPDU에 담겨지는 주요 정보 : 브리지 ID, 경로비용, 포트 정보 등
           .. 이 정보를 바탕으로 루트 브리지 선출 및 브리지 루프를 차단하게 됨

  ㅇ 브리지 루프 차단
     - 각 브리지에서 루트 브리지로 가는 각 경로의 경로 비용을 계산하여,
     - 경로 비용이 가장 낮은 경로 만 유지하고, 다른 경로는 중단(블록킹)시킴
        . 주로, 루핑 포트 중 하나를 차단시키는 방식으로 운용됨


3. STP에서 선출 및 차단 과정

  ㅇ 1 단계  :  루트 브리지 선출
     - 가장 낮은 BID 값을 갖는 브리지루트 브리지로 선출         

  ㅇ 2 단계  :  루트 포트 결정
     - 루트 브리지까지의 최단 경로비용을 계산하여, 
       Non-Root 브리지 마다 하나의 루트 포트를 결정

  ㅇ 3 단계  :  지정 포트 결정
     - 세그먼트당 하나의 Designated 포트를 결정

  ㅇ 4 단계  :  비지정 포트 봉쇄
     - 결국, 루트포트지정포트도 아닌 포트비지정포트로 정하여 최종적으로 차단


4. STP 상태 구분

  ㅇ Disabled
     - 초기화, 비활성 

  ㅇ Blocking 
     - 데이터 프레임 차단,  BPDU 수신 허용 

  ㅇ Listening
     - 데이터 프레임 차단,  BPDU 수신 및 송신 허용 

  ㅇ Learning
     - 데이터 프레임 차단,  수신 프레임 MAC 주소 학습 분석

  ㅇ Forwarding
     - 데이터 프레임 전달 허용


5. VLAN 및 STP

  ㅇ CST (Common Spanning Tree)
     - 모든 VLAN에 공통된 Spanning Tree를 만듬

  ㅇ PVST (Per VLAN Spanning Tree)
     - 각 VLAN 마다 별도 다른 Spanning Tree를 만듬
     - 시스코社 고유의 프로토콜


6. STP 고속화

  ㅇ 802.1w RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)
     - 토폴로지 변화에 신속한 대응을 위해 차단에서 전달 상태로의 수렴시간 단축
  ㅇ 802.1w PVRST+ (Per VLAN Rapid Spanning Tree Protocol Plus)
     - 각 VLAN 당 하나의 RSTP를 구체화
  ㅇ 이더채널 (EtherChannel)
     - 물리이더넷 채널을 여럿을 묶어 하나의 논리적인 대역폭으로 서비스 제공


[STP(Spanning Tree)] 1. STP(스패닝 트리 프로토콜) 2. BPDU 3. 루트 브리지 4. 브리지 ID 5. 스패닝 트리 6. 브리지 루프 7. 링크 비용
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            1.   STP(Spanning Tree)
              1.   1. STP(스패닝 트리 프로토콜)
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                  4. 브리지 ID
                  5. 스패닝 트리
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