스패닝 트리3[STP][네트워크]

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스패닝 트리 구성을 연습해 보겠다. 먼저 루트 브리지, 루트 포트, 데지그네이티드 포트를 선출한 그림이 있다.

브리지 ID를 가지고 루트 브리지를 먼저 선출한 후 나머지 브리지에서 루트 브리지와 갖아 가까운 포트로 루트 포트를 뽑고, 각 세그먼트당 루트 브리지와 가장 가까운 것을 데니그네이티드 포트로 뽑는다고 말했다. 물론 이때 결정이 되지 않으면 이미 배운 4단계를 거쳐 승자를 뽑는다. 이제 이렇게 해서 스패닝 트리는 거의 완성되었다.

여기서 루트 포트와 데지그네이티드 포트는 포워딩(Forwarding)으로 만들고, Non Designated 포트는 블로킹(Blocking)으로 만들면 된다. 포워딩은 위에서 배운 대로 데이터 전송이 일어나는 상태고, 블로킹은 BPDU통신은 하되 데이터 전송은 불가능한 상태이다. 물론 여기서 포워딩으로 바로 표시했지만, 이 포트들이 맨 처음 블로킹 상태에서 바로 포워딩으로 가는건 아니다. 스패닝 트리 규칙에 따라 리스닝과 러닝을 거치게 된다.

그렇게 해서 만들어진 것이 이 그림이다. Non Designated 포트만 블로킹으로 바뀌었다.

그림처럼 블로킹으로 표시('B' 로 표시)한 곳에는 통신이 불가능하기 떄문에 스위치 B와 스위치 C의 사이의 링크는 끊어지게 된다. 따라서 3대의 스위치가 서로 연결되어 있기는 하지만 실제로는 스위치B와 C사이가 끊어진 아래 그림처럼 구성된다. 여기서 끊어져있던 스위치 B와 C사이의 링크는 스위치 A와 스위치 B사이 또는 스위치A와 C사이가 끊어질 경우 다시 살아나게 된다.

아래 그림을 보면 이번에는 스위치 5대가 연결되어있다. 가는 길에도 여러갈래다. 각 스위치는 서로 100Mbps로 연결되어 있고, 각각의 브리지 ID는 박스 안에 BID로 표시되어 있다. 그림에서 스위치 C의 경우 Bridge Priority를 100으로 바꾸었고, 나머지 스위치들의 Bridge Priority는 디폴트 값인 32768을 그대로 사용했다.

스패닝 트리 프로토콜이 Enable되었다고 가정할 경우, 이미 배운 대로 스위치는 출발지에서 목적지로 가는 경로가 2개 이상일 경우 한 개만을 남겨놓고 끊게 되는데 지금까지 우리가 배운 몇가지 과정을 거쳐서 이 결과를 만들어 낸다.

브리지 ID를 가지고 루트 브리지를 선출하고, 루트 브리지를 제외한 나머지 모든 브리지에서 루트 포트를 뽑은 후 세그먼트당 하나으 데지그네이티드 포트를 뽑는다. 이때 루트 포트와 데니그네이티드 포트를 뽑는 기준은 모두 어떤 포트가 루트 브리지에 더 가까운지를 보는 것이라는 점도 기억해야 한다. 이렇게 해서 만들어진 그림이 아래 그림이다.

이 그림에서 보는 것처럼 BID가 가장 작은 스위치 C가 루트 브리지로 선출되었고 나머지 브리지에서는 Root Path Cost(루트 브리지까지의 거리로 계산되는 값)를 가지고 루트 포트를 하나씩 선출했다. 선출된 루트 포트가 보이는가? 이렇게 뽑힌 루트 포트와 데지그네이티드 포트는 포트의 상태가 포워딩으로 바뀌게 되고(물론 중간에 리스닝과 러닝을 거친다.) 여기서 선출되지 못한 Non Designated 포트는 블로킹 상태로 바뀐다. 이미 배운 대로 블로킹 상태에서는 데이터 프레임이 전송되지 않기 때문에 다음과 같이 블로킹 포트가 있는 곳은 링크가 모두 끊어지게 된다.

그래서 만들어진 것이 바로 아래 그림이다. 처음 그림에서 복잡하게 보이던 많은 링크가 모두 없어지고 루트 브리지를 중앙에 두고 각 스위치들이 중앙에 연결된 구조이다

루트 브리지가 어느 스위치가 되느냐에 따라 링크 구성은 달라질 수 있다. 나중에 스위치를 직접 구성하게 될 떄, 도는 스위치 네트워크를 구성하게 될 때는 이 점을 항상 명심하셔서 루트 브리지를 선정해야 한다. 이번에도 5대의 스위치가 서로 연결되어 있는 걸 볼 수 있다. 그런데 이전 예제와 다른 점은 스위치 연결을 위한 속도에 차이가 난다는 점이다. 즉 기가비트와 패스트 이더넷으로 연결되어 있다. 따라서 Path Cost 값이 달라지게 된다는 걸 일단 기억해야한다.

앞에서 배운 대로 1Gbps의 PathCost는 4이고, 100Mbps의 Path Cost는 19이다. 또 각 스위치의 Bridge Prioeity는 디폴트 값인 32768을 사용했다. 자 이제 포트 선출을 위한 기본은 다 준비가 됐다. 그럼 이제 루트 브리지와 루트 포트, 데지그네이티드 포트를 찾아보겠다. 먼저 루트 브리지는 각 스위치가 가지고 있는 브리지 ID를 비교해서 금방 찾을 수 있다. 스위치 A가 루트 브리지가 되었다. 이제 두 번째로 나머지 스위치에서 각각 한 개씩의 루트포트를 선출하면 되는데, 이것은 누가 루트 브리지에 가장 가까이 있는가를 본다고 했으므로 Root Path Cost값을 비교해 보아야 한다. 이때 주의할 것은 기가로 연결된 곳은 '4'를, 패스트 이더넷으로 연결된 곳은 '19'를 넣어주어야 한다는 것이다. 그렇게 계산하면 아래 그림에서 보이는 포트들이 루트 포트로 선정된걸 알 수 있다. 특히 스위치 D를 보면 루트 브리지로 바로 연결된 링크는 패스트 이더넷이기 때문에 기가 링크쪽 포트를 포트로 선정한 것이다.

루트 포트 선정이 완료되면 이제 각 세그먼트(링크)별로 데지그네이티드 포트를 선출하게 된다. 데지그네이티드 포트 역시 Root Path Cost를 비교하고 만약 Root Path Cost가 서로 같을 경우 지난 번에 배운 대로 4단계의 비교를 거쳐 순위를 결정하게된다. 그렇게 결정된 데지그네이티드 포트가 그림에 나와있다. 마지막 단계로 루트 포트와 데지그네이티드 포트는 포워딩으로, Non Designated 포트는 블로킹으로 변환시켜 주는 것이다. 그렇게 만든 것이 아래 그림이다.

역시 속도가 느린 패스트 이더넷쪽 링크가 끊어진 걸 알 수 있다. 여기서 또 하나 기억해야 할 것이 나왔다. 아까 배운 것처럼 루트 브리지를 어디로 잡느냐에 따라 어떤 링크가 살고, 어떤 링크가 죽을지 결정되는 것처럼 링크의 속도에 따라서도 크게 영향을 받는다는 것이다. 이 점 역시 스위치 네트워크를 디자인할 때 염두에 두어야 한다. 이렇게 완성된 스패닝 트리 구성이 나와있다.