2.5 Describe the need for and basic operations of Rapid PVST+ Spanning Tree Protocol and identify basic operations
2.5 Describe the need for and basic operations of Rapid PVST+ Spanning Tree Protocol and identify baisc operations
STP의 종류
1. CST(Common Spanning Tree, 802.1D)
Switch 한대당 하나의 Spanning Tree 동작, 표준 프로토콜로 802.1Q에서 동작
장점 : CPU 소모가 낮다.
단점 : VLAN별로 로드분산이 불가능
2. PVST(Per Vlan Spanning Tree, 802.1D)
VLAN 당 하나의 Spanning Tree 동작(최대 128개) Cisco 전용이므로 ISL에서만 동작, Native VLAN 사용불가
3. PVST+(Per Vlan Spanning Tree Plus, 802.1D)
PVST와 동작원리는 같지만 PVST와 달리 ISL, 802.1Q에서 모두 동작, Cisco Switch의 Default 값
단점 : 속도가 느림(Disabled →Blocking(20초) →Listening(15초) →Learning(15초) →Forwarding)
4.RSTP(Rapid Spanning Tree, 802.1W)
PVST+의 속도 단점 보완, 표준 프로토콜, ISL, 802.1Q에서 모두 동작
Port 상태(Discard → Learning(1초) → Forwarding)
단점 : Spanning Tree 128개까지 밖에 지원하지 않는다.
(Config)#Spanning-tree mode Rapid-pvst
5. MSTP(Multiple Spanning Tree, 802.1S)
표준 프로토콜이며, ISL, 802.1Q 모두 동작 Spanning Tree 갯수는 Config에 따라 달라짐
물리적으로 하나의 Spanning Tree 를 논리적으로 여러개의 Spanning Tree를 동작시킴
단점 : Block Port가 발생
6. Etherchannel(스패닝 트리X)
물리적으로 여러개의 Line을 논리적으로 하나로 만듬, 최대 8개 Line을 하나로 묶을 수 있음.
단 물리적으로 동일해야함
2.5.a Root port, root bridge (primary/secondary), and other port names
Switch의 경우 기본적으로 2초마다 Configuration BPDU 교환을 수행한다.
각 Switchs는 수신한 Configuration BPDU의 다음 3가지 필드 값을 기준으로 Switch의 역할과
각 Port 역할을 결정하게 된다.
1. Root Bridge 선출
ⓐ Bridge-ID 낮은 순서(Bridge-ID = Priority + VLAN + MAC
ⓑ Priority + Vlan 번호 낮은 순
ⓒ MAC-Address 낮은 순서
2. Root Bridge의 모든 포트는 DP가 됨, DP는 Blocking이 되면 안됨
* DP(Designated Port) = BPDU를 송신하는 역할
* BPDU : Switch와 Switch간의 Looping이 없는 경로를 만들기 위해 주고 받는 Frame, 2초 Hello time, 20초 Max-age
3. Non-Root Bridge에서 Root Bridge까지 가는 Port 중 Cost 값이 작은 Port를 선출
PVST+ RSTP
-------------------------------------------
속도 Cost 속도 Cost
10G 2 10G 2000
1G 4 1G 20000
100M 19 100M 200000
10M 100 10M 2000000
4. Non-Root Bridge의 Port들이 Cost값이 같은 경우 Bridge-ID가 작은 Port를 선출
5. Non-Root Bridge의 Port들이 Cost값과 Bridge-ID가 같은 경우 Port-Priority가 작은 Port를 선출
6. 선출되지 못한 Non-Root Bridge의 Port는 Blocking 되며 Alternate Port 또는 Non-DP라고 부름.
BPDU 수신은 하지만 Frame을 주고 받지는 못함
선출된 Non-Root Bridge의 Port는 BPDU를 수신하는 역할을 하며 RP(Root Port)라고 부름.
<config>
- Priority 값 바꾸기 명령
1. Switch가 2대일 때
SW3(Config)#Spanning-tree vlan 1 Priority 4096의 배수
2. Switch가 3대 이상일 때 또는 Vlan이 여러개일 때, 만약 SW2. SW3에서 Vlan 10, 20에 대해 Block 되는 Port가 없어야할 때
SW3(Config)#Spanning-tree vlan 10 root primary
Spanning-tree vlan 20 root secondary
SW2(Config)#Spanning-tree vlan 20 root primary
Spanning-tree vlan 10 root secondary
3. Block Port를 바꾸고 싶을 때
ⓐ Cost 값 변경 (Config-if)#Spanning-tree vlan 1 cost 10
ⓑ Priority 값 변경 (Config-if)#Spanning-tree port-priority 160
2.5.b Port states (forwarding/blocking)
- Disable : interface shutdown, BPDU/Frame 전송 X
- Blocking : BPDU 전송 O, Frame 전송 X, Max-Age : 20초
- Listening : Block된 Port가 Forwarding 되었을 때 Looping 발생 여부 확인
- Learning : MAC-Address 학습, 15초
- Forwarding : 프레임 송수신 가능
2.5.c PortFast benefits
Portfast
: Portfast는 포트의 Listening과 Learning 상태를 거치지 않고 Blocking 상태에서 바로 forwarding 상태로 인터페이스를 전환하는 기술
즉 STP(Spanning Tree Protocol)로 인한 시간을 단축시키고 네트워크에 단말이 빠르게 연결될 수 있도록 도와준다.
- Portfast의 목적이 STP로 인한 시간지연을 최소화시키는데 그 목적이 있으므로, Access port에 한 해 적용할 필요가 있다.
만약 다른 스위치간 연결이 필요할 때 Portfast를 사용한다면, Spanning Tree loop가 발생할 수 있다.
- 기본적으로 Portfast가 활성화 된 인터페이스에서는 BPDU를 수신하지 않는다.
- Root 포트 / Designated 포트의 경우 비활성화(Down) 상태에서 활성화(Up) 상태로 변경되면 Listening (15초) -> Learning(15초) -> Forwarding 과정을 거쳐 통신이 가능해진다. (30초의 Convergence Time을 요구)
⇒ 이 경우 Portfast를 사용하면 30초의 Covergence Time을 생략하는 것이 가능하다.