스위치에서의 루프 현상을 방지하기 위해서 메커니즘.
스패닝 트리의 동작 과정
1. 하나의 루트 브릿지 선정
2. Non Root Bridge 당 하나의 루트 포트 선정
3. 세그먼트 당 하나의 Designate(대표)포트를 선정.
BPDU(Bridge Protocol Data Unit) : 스패닝 트리 정보를 주고 받기 위한 특수 프레임
주요 형식 : Root BID, Root Path Cost, Sender BID, Port ID
* Path Cost : 스위치 간의 대역폭에 따른 cost.( 정수 값으로 정의되어 있음.)
BPDU의 두 가지 타입
1. Contiguration - BPDU
루트 브리지와 Non-루트브리지의 루트 포트와 대표포트 결정 및 각 브리지 포트들의 포워딩이나 블럭킹의 상태를 지정하기 위한 목적으로 정기적으로 교환하는 제어 프레임
2. Topology Change Notification:TCN(망구조 변경 알림) - BPDU
망의 구조가 변경되면 망에 새로운 브리지가 추가되고, 특정 포트의 상태가 변하면 변경이 생긴 브리지의 포트로부터 루트 브리지의 방향으로 TCN BPDU가 전송됨.
스패닝 트리 컨버전스
1. 브리지 포트가 포워딩 상태나 블럭킹 상태로 변경되면, TCN BPDU를 루트 포트를 통해 포워딩하여 망 구성이 변경된 것을 알림.
2. TCN BPDU를 수신한 브리지는 Configuration BPDU에 TCA(Topology Change Acknowledgement) 플래그를 설정해 응답하고 자신도 루트 포트를 통해 TCN BPDU를 포워딩 함. (루트까지 과정 반복)
3. 루트 브리지는 TCN BPDU를 수신하여 Configuration BPDU에 TCA와 TC 플래그를 설정하여 대표포트(DP)를 통해 전달한 후 Configuraton BPDU에 TC 플래그만 설정하여 35초동안 (Max Age + Forward Delay) 전달합니다.
4. TC 플래그가 설정된 Configuration BPDU를 수신한 Non-루트 브리지는 MAC 주소 타이머를 300초에서 15초로 수정하여 MAC 주소 테이블의 재갱신을 시도합니다. 이것은 구성이 변환하면서 잘못된 MAC 주소 정보를 없애기 위한 것입니다.
VLAN 스패닝 트리
스패닝 트리는 물리적인 네트워크 뿐만 아니라 VLAN으로 구성된 논리적인 네트워크에서도 동작합니다.
LAN 뿐만 아니라 메트로 망과 액세스 망에도 이더넷 기술이 확대되면서 2 계층 스위칭 방식으로 회선 이중화 및 로드 밸런싱이 필요해졌고, 또한망을 보다 효율적으로 운영하기 위해 VLAN 그룹별로 최적의 경로를 설정할 필요가 있습니다. 시스코사의 PVST(Per VLAN Spanning Tree)는 이러한 목적으로 개발된 기술로 스패닝 트리가 VLAN 그룹별로 동작하여 최적의 경로를 설정할 수 있습니다.
* 루트 포트를 설정하는 기준 : 경로비용, 송신 브리지 ID, 송신 포트 ID [ 작은 것이 우선 ]
시스코는 기본적으로 VLAN 마다 스패닝 트리가 동작합니다. 이것은 PVST라고 합니다.
PVST는 시스코 ISL 트렁킹 환경에서VLAN별로 독립적으로 스패닝 트리 운영
IEEE 802.1Q 트렁킹 환경에서는 여러 개의 VLAN이 존재하더라도 하나의 스패닝 트리가 운영됨. 이러한 경우는 각 VLAN마다 최적의 경로를 설정할 수 없으며 중복 링크는 로드밸런싱을 할 수 없습니다.
시스코의 PVST+ 는 IEEE 802.1Q트렁킹 환경에서 각 VLAN 마다 스패닝 트리가 운영됩니다. 시스코 장비 간에 IEEE 802.1Q 트렁킹 환경에서는 PVST+ 가 기본 모드입니다.
MST(Multiple Spanning Tree)
PVST는 각 VLAN마다 스패닝 트리가 동작하기 때문에 VLAN별로 최적의 경로를 유지할 수 있으며, 레이어 2에서 로드밸런싱을 제공하지만, 각 VLAN마다 스패닝 트리가 동작하기 때문에 CPU 사용량이 많고, IEEE802.1Q의 경우는 VLAN수와 상관없이 하나의 스패닝 트리가동작하여 CPU 사용량은적으나, 각 VLAN이 모두 같은 경로를 사용하고 레이어 2에서 로드밸런싱을 제공하지 않는다.
MST는 시스코 PVST와 IEEE802.1Q의 장점을 결합하여, 물리적인 배치 및 트래픽의 흐림이 비슷한 VLAN을 하나의 그룹으로 매핑하여 VLAN 그룹에 대해 하나의 스패닝 트리를 동작하도록 설계되었다. 즉, 스패닝 트리의 수를 줄여 스위치의 CPU 사용량을 줄이는 것이 목적임.
네트워크/네트워크 기본
