STP(Spanning Tree Protocol)는 LAN(Local Area Network)에서 루핑을 방지하기 위한 네트워크 프로코톨입니다. STP의 기본 기능은 브리지 루프를 방지하고 결과적으로 브로드캐스팅에 대한 무자비한 복제를 막습니다.(Broadcast radiation) Spanning Tree는 Active Link가 fail되면 자동으로 백업 경로를 동작시켜 네트워크 장애를 방지하기 위해 사용합니다. STP는 초기에 IEEE 802.1d에서 표준화하였습니다.
IEEE 802.1d BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 포맷은 아래와 같습니다.
protocol id: 0000 IEEE 802.1d
version id: 00
bpdu type: 00 config bpdu, 80 tcn bpdu
bit field: 1 byte
1 : topology change flag
2 : unused 0
3 : unused 0
4 : unused 0
5 : unused 0
6 : unused 0
7 : unused 0
8 : topology change ack
root priority 2 bytes
root id: 6 bytes
root path cost: 4 bytes
bridge priority: 2 bytes
bridge id: 6 bytes
port id: 2 bytes
message age: 2 bytes in 1/256 secs
max age: 2 bytes in 1/256 secs
hello time: 2 bytes in 1/256 secs
forward delay: 2 bytes in 1/256 secs
일반적으로 STP를 활성화시키지 않은 스위치는 루핑을 방지하기 위해서 같은 VLAN내에 BPDU(Bridge Protocol Data Units)을 지속적으로 보냅니다. 같은 VLAN 내에서 STP를 실행시키기 위해서 연결된 모든 스위치에서 Spanning Tree를 활성화시킬 필요는 없으며, 하나 이상의 스위치에서 STP를 On 하면 동작합니다.
로컬상에 연결된 스위치간에는 BPDU를 보내 STP에 대한 Root Switch를 선별합니다. VLAN에서 가장 우선순위가 높은 스위치(가장 낮은 숫자)가 루트 스위치가 됩니다. 만약 모든 스위치가 같은 우선순위(32768)을 가지면, 가장 낮은 MAC Address를 가진 스위치가 루트 스위치가 됩니다.
Spanning Tree 프로토콜은 3가지의 Timer를 가지고 있습니다.
1. Hello timer: 스위치가 다른 스위치로 Hello message를 보내는 주기
2. Forward-delay timer: 인터페이스가 포워딩하기 전에 Listening/Learning하는 대기시간
3. Maximum-age timer: 인터페이스에서 수신하는 프로토콜 정보를 저장하는 총 시간
Spanning Tree의 인터페이스 상태는 아래와 같은 프로세스를 가지고 있습니다.
1. Blocking State
- 포트에 수신하는 프레임 무시
- 다른 인터페이스에서 포워딩하는 프레임 무시
- Address를 배우지 않음
- BPDU 수신
2. Listening State
- 포트에 수신하는 프레임 무시
- 다른 인터페이스에서 포워딩하는 프레임 무시
- Address를 배우지 않음
- BPDU 수신
3. Learning State
- 포트에서 수신하는 프레임 무시
- 다른 인터페이스에서 포워딩하는 프레임 무시
- Address 배움
- BPDU 수신
4. Forwarding State
- 포트에서 프레임 수신 및 포워딩
- 다른 인터페이스에서 프레임 포워딩
- Address 배움
- BPDU 수신
5. Disable State
- 포트에 수신하는 프레임 무시
- 다른 인터페이스에서 포워딩하는 프레임 무시
- Address를 배우지 않음
- BPDU 수신하지 않음
STP Configuration
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