시스코 스위치에서 스패닝 트리(Spanning tree protocol)를 구성하는 방법

시스코 스위치에서 스패닝 트리(Spanning tree protocol)를 구성하는 방법

스패닝 트리(이더넷 스패닝 트리 또는 Spanning Tree Protocol, STP)는 네트워크 스위치에서 루프를 방지하고 데이터 패킷의 무한 반복을 방지하기 위한 프로토콜입니다. 스패닝 트리는 네트워크 트래픽이 안정하게 흐를 수 있도록 불필요한 루프를 차단합니다.

스패닝 트리 프로토콜(STP)에서 루트 브리지 선택 과정

기준 1단계: 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?

• 모든 스위치는 루트 브리지를 선택하기 위해 루트 BID (Bridge ID) 값을 비교합니다. 루트 BID는 브리지의 우선 순위 (Priority)와 MAC 주소로 구성됩니다. Root BID 값이 낮은 스위치가 루트 브리지로 선발됩니다.

기준 2단계: 루트 브리지까지의 Path Cost 값은 누가 더 작은가?

• 루트 BID가 동일한 경우, 스위치는 루트 브리지까지의 경로 비용 (Path Cost)를 비교합니다. 각 스위치는 루트 브리지까지의 경로 비용을 계산하고, 이 비용이 가장 낮은 스위치가 루트 브리지로 선택됩니다.

기준 3단계: 누구의 BID (Sender BID)가 더 낮은가?

• Root BID와 Path Cost 값도 동일한 경우, 스위치는 BID 값을 비교하여 누구의 BID (Sender BID)가 더 낮은지 확인합니다. 이때, Sender BID는 해당 스위치의 BID를 말합니다.

기준 4단계: 누구의 포트 ID가 더 낮은가?

• 모든 기준이 동일한 경우, 스위치는 포트 ID를 비교하여 누구의 포트 ID가 더 낮은지 확인합니다. 포트 ID는 스위치의 인터페이스 (포트)를 식별하는 데 사용됩니다.

이러한 단계를 통해 스패닝 트리는 루트 브리지를 선발하고, 루트 브리지로부터 각 스위치까지의 경로를 설정하여 루프를 방지하고 안정한 네트워크 트래픽 흐름을 보장합니다.

Switch C Bridge ID Priority 변경

SpanningTree

포트 상태 확인

Switch#show spanning-tree
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0000.0C16.E477
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     00E0.F753.5C28
             Aging Time 300
Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Altn BLK 19        128.3    Shr
Fa0/2            Root FWD 19        128.3    Shr

스위치에 로그인하고 전역 설정 모드

switch# configure terminal

1. 스패닝 트리 프로토콜 활성화

스패닝 트리 프로토콜을 활성화합니다.(RSTP 활성화)

switch(config)# spanning-tree mode {rapid-pvst | mst | pvst}

• rapid-pvst: Cisco의 고속 스패닝 트리(Rapid Spanning Tree Protocol) 모드를 활성화합니다.
• mst: 다중 인스턴스 스패닝 트리(Multiple Spanning Tree) 모드를 활성화합니다.
• pvst: Cisco의 고전적인 스패닝 트리(PVST, Per-VLAN Spanning Tree) 모드를 활성화합니다.

switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst

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2. VLAN 구성

스패닝 트리는 VLAN에 대해 각각 별도로 동작하므로 각 VLAN에 대한 스패닝 트리 설정을 구성해야 합니다.

• 특정 VLAN에 대한 STP 활성화

switch(config)# spanning-tree vlan <VLAN-ID> root primary

<VLAN-ID>는 STP를 설정하려는 VLAN의 ID를 나타냅니다.

3. 루트 브리지 선택

스패닝 트리는 루트 브리지(스위치)를 선택하여 모든 경로를 이 브리지를 향해 통합합니다. 스위치가 루트 브리지가 되는 것을 원하지 않는 경우, 다음 명령어를 사용하여 루트 브리지 관련 설정을 변경합니다.

switch(config)# spanning-tree vlan <vlan-id> priority <priority>

<vlan-id>는 관련된 VLAN ID를 나타내며, <priority>는 스위치가 루트 브리지로 선택되기 위한 우선 순위를 설정합니다.

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 100 //할당된 범위 안에서 선택 가능
% Bridge Priority must be in increments of 4096.
% Allowed values are:
  0     4096  8192  12288 16384 20480 24576 28672
  32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440

Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority 4096

4. 포트 상태 확인

스패닝 트리는 스위치 포트의 상태를 감시하여 루프를 방지합니다. 스위치 포트 상태를 확인하고 필요에 따라 포트를 비활성화하거나 루프 구성 요소를 확인합니다.

switch# show spanning-tree interface <interface>

<interface>에는 특정 스위치 인터페이스 이름을 입력합니다. 이 명령을 사용하여 포트의 스패닝 트리 상태를 확인할 수 있습니다.

Switch#show spanning-tree
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    4097
             Address     00E0.F753.5C28
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
  Bridge ID  Priority    4097  (priority 4096 sys-id-ext 1)
             Address     00E0.F753.5C28
             Aging Time 300
Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Desg LSN 19        128.3    Shr
Fa0/2            Desg FWD 19        128.3    Shr

5. 루프 감지 및 처리

스패닝 트리는 루프를 감지하면 루프에 대한 경로를 차단하여 네트워크 안정성을 유지합니다. 루프가 감지되면 경로가 차단되고 루프가 해결될 때까지 대기합니다.

6. 이벤트 및 경고 모니터링

스패닝 트리는 네트워크 이벤트 및 경고를 모니터링하므로 관리자가 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있습니다. 따라서 스패닝 트리에 대한 이벤트 로그 및 경고를 정기적으로 확인합니다.

스패닝 트리 Path Cost

스패닝 트리 프로토콜(STP)에서 사용하는 경로 비용입니다. 스패닝 트리는 네트워크에서 루프를 방지하기 위해 사용되는 프로토콜로, 각 스위치는 자신을 루트 스위치로 선언하고, 자신의 포트를 루트 스위치까지의 경로 비용에 따라 스패닝 트리 포트 상태로 설정합니다.

 

Path Cost는 각 스위치의 포트에 할당되는 값으로, 숫자가 작을수록 경로가 짧습니다. 스패닝 트리는 Path Cost를 사용하여 루트 스위치까지의 가장 짧은 경로를 선택합니다.

 

Path Cost는 기본적으로 포트의 미디어 속도에 따라 자동으로 할당됩니다. 예를 들어, 100Mbps 포트는 10Mbps 포트보다 높은 Path Cost를 갖습니다.

 

Path Cost는 필요에 따라 수동으로 설정할 수도 있습니다. 예를 들어, 특정 경로를 선호하기 위해 Path Cost를 조정할 수 있습니다.

 

Path Cost의 계산은 다음과 같습니다.

Path Cost = Port Cost * Port Priority

• Port Cost: 포트의 기본 Path Cost로, 미디어 속도에 따라 결정됩니다.
• Port Priority: 포트의 우선 순위로, 사용자 지정할 수 있습니다.

예를 들어, 100Mbps 포트의 기본 Path Cost는 100이고, 포트 우선 순위가 10인 경우 Path Cost는 다음과 같이 계산됩니다.

Path Cost = 100 * 10 = 1000

Path Cost는 스패닝 트리에서 중요한 역할을 합니다. Path Cost를 올바르게 설정하면 네트워크의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

 

스패닝 트리 Path Cost에 대한 몇 가지 팁은 다음과 같습니다.

• Path Cost는 숫자가 작을수록 경로가 짧습니다.
• Path Cost는 기본적으로 포트의 미디어 속도에 따라 자동으로 할당됩니다.
• Path Cost는 필요에 따라 수동으로 설정할 수 있습니다.
• Path Cost를 올바르게 설정하면 네트워크의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

 

• Path Cost

Band Width(대역폭)	STP Cost(Path Cost)
4 Mbps	250
10 Mbps	100
16 Mbps	62
45 Mbps	39
100 Mbps	19
155 Mbps	14
622 Mbps	4
1 Gbps	8
10 Gbps	2