STP 프로토콜

스위치는 브로드캐스트,멀티캐스트 프레임이 들어오면 모든포트로 포워딩 (Forwarding)

 "컴퓨터" PC / ARP 패킷 송신 → SW1 스위치 받음

SW1 스위치 브로드캐스트 프레임 포워딩 → SW2/3 스위치 받음

SW2/3 스위치 브로드캐스트 프레임 포워딩 → SW4 스위치 받음

SW4 스위치 브로드 캐스트 프레임 포워딩 → SW2/3 스위치 받음

SW2/3 스위치 브로드캐스트 프레임 포워딩 → SW1 스위치 받음

♻ Loop ♻

 # STP Protocol #

1. 스위치를 연결을 이중화로 구성했을때 발생하는 Loop(뺑뺑이) 현상을 방지하기위해 사용됨

2. 루트 브리지를 중심으로 같은세그먼트에 있는 스위치들에게 스패닝 트리정보를 BPDU 프로토콜에 담아 전송

* 세그먼트 = 서로 연결되어있는

1. STP 프로토콜 종류

 BPDU  

 (bridge protocol data unit)

 각 브리지의 스패닝 트리 정보를 담고있는 프로토콜, 이정보를 기반으로

루트 브리지, 루트포트, 지정포트, 비지정포트 정해진다.

----------------------BPDU 정보----------------------

1. Root BID : 루트브리지의 BID
2. Root Path Cost : 루트 브리지까지의 비용
3. Sender BID : 보내는 브리지의 BID
4. Port ID : 보낸 포트를 알수있음

TCN BPDU  

(Topology Change Notification bridge protocol data unit)

루트 브리지가 아닌 브리지에서 토폴로지 구조가 변경되었을경우 루트브리지로 송신되는 패킷

* 토폴로지 구조 변경이란 / 비지정 포트가 지정포트로 상태가 바뀌는것

(지정포트 장애시 비지정포트가 지정포트로 전환)

2. STP 포트 종류

루트 포트 :루트브리지와 Cost 비용이 가장 적은 포트 

지정 포트 : 루트브리지로부터 수신된 BPDU 패킷을 다른 스위치로 송신하는 포트

비지정 포트:  루핑 ♻ 방지를 위해 포트를 막아놓는다. (예비)

*지정포트 장애시 비지정포트가 지정포트로 전환됩니다.

3. STP protocol 규칙

1. 루트 스위치가 아닌 스위치는 무조건 하나씩의 루트포트(R) 를 가진다.

2. 루트 포트를 제외한 Cost 비용이 적은 포트는 지정포트(D)가 된다.

3. 루트포트, 지정포트를 제외한 나머지모든포트는 비지정 포트(ND)가된다.

* 거리를 따질땐 Cost 값을 이용한다.

Cost 계산식 = 대역폭 / 1000Mbps

4          →          250

10          →          100

16          →          62

45          →          39

100          →          19

155          →          14

622          →          6

1 Gbps      →          4

10 Gbps     →          2

(Cost 값이 낮을수록 거리가 가까움.)

4. STP 포트 상태 

    

  1. Disable (비활성)

 링크와 연결이 안된 상태 

  2. Blocking (블록) 

데이터 : 송수신 X / BPDU만 수신 가능

 특징 : 다른 스위치로 부터 BPDU를 받기위해 대기(20초) 

* 정보를 받기위해 20초대기 → Max age     

   

  3. Listening (리스닝) 

데이터 : 송수신 X / BPDU만 수신 가능 

 특징 : 네트워크 루프 발생 여부 확인 Forward delay (15초)

        * Forward delay  포워딩 상태로 넘어가기까지 대기시간

  4. Learnig (러닝)

데이터 : 송수신 X / BPDU만 송수신 가능 

 특징 : MAC 주소를 학습하기 시작 Forward delay (15초)

     

5. Forwarding (포워딩)

데이터 : 모든 프레임 송수신 가능 

특징 : 열릴포트,닫힐포트가 정해지며 정상가동

Max age - 루프 확인 - Mac - 프레임

5. 구조 변경 과정

Hello Time : 

루트 브리지가 주기적으로 Hello BPDU를 보내는시간 기본값 : 2초

*Hello BPDU : 살아있다고 알리는 패킷

Max age : (블록상태)

브리지가 20초 동안 루트 브리지의 Hello 패킷을 받지못하면 루트 브리지가 죽었다 생각하고 구조변경 시작 (모든것을 다시정함 / 대장..포트..)