Cisco Networking - 18 / 스위치와 브리지

1. 스패닝 트리 알고리즘

• 스위치나 브리지에서 발생하는 루핑을 막아주기 위한 프로토콜
• Spanning Tree Protocol을 줄여서 STP라고 함
• 스위치나 브리지 구성에서 출발지로부터 목적지까지의 경로가 2개 이상 존재할 때 1개의 경로만을 남겨두고 모두 끊어두었다가, 사용하던 경로에 문제가 발생하면 그때 끊어두었던 경로를 하나씩 설명
• 스패닝 트리 프로토콜을 이해하기 위해 브리지 (Bridge ID), Path Cost
• 브리지 ID란 브리지나 스위치들이 통신할 때 서로를 확인하기 위해 하나씩 가지고 이쓴 번호
• 스위치도 이 ID를 사용하지만 우린 스위치 ID라고 하지 않고 브리지 ID라고 함
• 8바이트(64비트) = Brideg Priority(2바이트, 16비트) + 맥 어드레스 MAC Address(6바이트, 48비트)
• Bridge Priorty 뒤에 오는 맥 어드레스는 스위치에 고정되어 있는 값
• Bridge ID는 나중에 스패닝 트리 프로토콜을 수행할 때 아주 중요한 값
• Priority는 낮은 값이 더 높은 우선순위를 갖음
• Path Cost란 길을 가는데 드는 비용
• 네트워크 분야에서 길이란, 바로 장비와 장비가 연결되어 있는 링크를 말함
• Path Cost란, 브리지가 얼마나 가까이, 그리고 빠른 링크로 연결되어 있는지를 알아냄
• 스패닝 트리 프로토콜을 정의하고 있는 IEEE 802.ID에서는 이 Cost값을 계산할 때 1,000 Mbps를 두 장비 사이의 링크 대역폭으로 나눈 값
• EX. 두 스위치가 10 Mbps로 연결되어 있을 때, Path Cost는 1,000 Mbps를 둘 사이의 링크 대역폭 1,000/10 = 100
• Path Cost는 링크의 속도(대역폭)까 빠르면 빠를수록 더 작은 값이 됨
• 다양한 속도가 나오면서 (기가비트 1,000 Mbps와 ATM) 그동안 사용해 오던 계산법에 따라 계산을 하면 소수점이 나옴. 그래서 IEEE에서는 소수점이 나오지 않도록 하기 위해 각 속도마다 다음 표와 같은 Path Cost를 적음

* 네트워크당 하나의 루트 브리지(Root Bridge)를 가짐

루트 브리지가 아닌 나머지 모든 브리지(Non Root Bridge)는 무조건 하나씩의 루트 포트(Root Port)를 갖는다.

세그먼트(Segment) 당 하나씩의 데지그네이티드 포트(Designated Port)를 가짐

 

2. 루트 브리지

• 네트워크당 하나의 루트 브리지를 가짐
• 네트워크는 스위치나 브리지로 구성된 하나의 네트워크
• 라우터에 의해 나누어지는 브로드캐스트 도메인이 하나의 네트워크
• 스패닝 트리 프로토콜을 수행할 때 기준이 되는 브리지
• 루트 브리지가 아닌 나머지 모든 브리지를 Non Root Bridge라고 하는데, 이 Non Root Bridge당 하나씩의 루트 포트를 가져야 함
• 루트 포트란, 루트 브리지에 가장 빨리 갈 수 있는 포트
• 네트워크당 하나씩의ㅣ 루트 브리지가 있으므로 루트 브리지를 제외한 나머지 모든 브리지는 자동으로 Non Root Bridge
• 세그먼트란, 브리지 또는 스위치 간에 서로 연결된 링크
• 브리지나 스위치가 서로 연결되어 있을 때 이 세그먼트에서 반드시 한 포트는 Designated Port로 선출

3. STP에서 힘 겨루기

• 루트 포트나 데지그네이티드 포트가 될지를 정하려면 순서가 필요함
• 1. 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?
• 2. 루트 브리지까지의 Path Cost 값은 누가 더 작은가
• 3. 누구의 BID(Sender BID)가 더 낮은가?
• 4. 누구의 포트 ID가 더 낮은가?

4. BPDU(Bridge Protocol Data Unit)

• 스패닝 트리 정보를 자기들끼리 주고받기 위해서 특수한 프레임 사용
• BRDU(Brideg Protocol Data Unit)에는 아까 설명한 루트 브리지의 BID인 Root BID, 루트 브리지까지 가는 경로값인 Root Path Cost, 보내는 브리지의 BID인 Sender BID, 그리고 어떤 포트에서 보냈는지 알게 해주는 Port ID