Day 22 | Rapid Spanning Tree Protocol (CCNA 공부 22일차)

이 글은 Jeremy’s IT Lab의 유튜브 CCNA 200-301 과정을 참고하고 정리한 내용입니다.

https://www.youtube.com/playlist?list=PLxbwE86jKRgMpuZuLBivzlM8s2Dk5lXBQ

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Rapid Spanning Tree Protocol

이전 강의에서 다룬 Classic Spanning Tree는 매우 느릴 수 있으며 토폴로지 변경 후 네트워크가 수렴하는데 최대 50초가 걸릴 수 있음을 확인했다.

Rapid Spanning Tree는 이 시간을 향상시켜 네트워크 변경 사항에 응답하는데 몇 초 밖에 걸리지 않는다.

이번 글에서는 다음 내용들을 다룬다.

• 다양한 STP 버전 비교
• Rapid PVST+

STP Versions

Industry standards (IEEE)	Cisco versions
Spanning Tree Protocol(802.1D) - 오리지널 STP - 모든 VLAN이 하나의 STP 인스턴스를 공유. - 따라서 인스턴스가 하나만 있기 때문에 클래식 STP를 사용해 로드 밸런싱을 수행할 수 없으며 로드 밸런싱을 달성하기 위해 각 VLAN에서 서로 다른 포트를 차단할 수 없다.	Per-VLAN Spanning Tree Plus(PVST+) - Cisco의 802.1D 업그레이드 - 각 VLAN에는 자체 STP 인스턴스가 있음. - 각 STP 인스턴스의 각 VLAN에서 서로 다른 포트를 차단해 로드 밸런싱을 수행할 수 있음.
Rapid Spanning Tree Protocol(802.1w) - 802.1D보다 네트워크 변경 사항에 대한 수렴 및 적응 속도가 훨씬 빠름 - 그러나 802.1D와 마찬가지로 모든 VLAN이 공유하는 하나의 STP 인스턴스만 실행 - 따라서 로드 밸런싱도 불가능	Rapid Per-VLAN Spanning Tree Plus(Rapid PVST+) - Cisco의 802.1w 업그레이드 - Rapid STP의 향상된 속도를 특징으로 하며 각 VLAN에 대해 별도의 STP 인스턴스를 실행 - 따라서 기존 PVST+와 마찬가지로 각 VLAN에서 서로 다른 포트를 차단해 로드 밸런싱이 가능
Multiple Spanning Tree Protocol(802.1s) - 수정된 RSTP 메커니즘 사용 - 주요 개선사항은 여러 VLAN을 서로 다른 인스턴스로 그룹화할 수 있다는 점. - 로드 밸런싱을 허용하는 업계 표준 STP 버전이며 Cisco의 Rapid-PVST보다 우수함

• 대규모 네트워크의 경우 MSTP를 사용하는 것이 가장 좋지만, VLAN 수가 많지 않은 중소형 네트워크의 경우 Cisco의 Rapid PVST+가 스위치에서 실행될 것이다.

Rapid Spanning Tree Protocol

RSTP는 802.1D와 같은 타이머 기반 스패닝 트리 알고리즘이 아니다. 따라서 RSTP는 802.1D가 링크를 전달하는데 걸리는 30초 이상의 시간을 향상시킨다. 프로토콜의 핵심은 포트가 Forwarding으로 직접 이동할 수 있도록 하는 새로운 bridge-bridge handshake 메커니즘이다.

이것이 바로 RSTP와 802.1D STP의 큰 차이점이다. 802.1D는 긴 타이머를 사용해 다음 상태로 안전하게 이동할 수 있는 시기를 결정하며, 이러한 타이머는 포트가 전달을 시작할 때 실수로 루프가 생성되지 않도록 하기 위해 매우 길다. 원래 STP가 생성되었을 당시에는 포트가 변경사항에 반응하고 트래픽 전달을 시작하는데 30 ~ 50초가 걸릴 수 있다. 그러나 더 이상 그렇지 않다.

따라서 RSTP는 handshake 메커니즘을 사용함. 이를 통해 스위치는 다른 스위치와 적극적으로 협상하고 적절한 경우 포트를 즉시 Forwarding 상태로 이동할 수 있다.

• STP와 RSTP의 유사점
• STP와 RSTP의 차이점
• RSTP에서는 루트 포트 역할이 변경되지 않는다. → 루트 브리지에 가장 가까운 포트가 스위치의 루트 포트가 된다. (’가장 가까운’이란 루트 비용이 가장 낮은 포트를 의미)
• 또한 루트 브리지는 루트 포트가 없는 유일한 스위치.
• Designated port 역할도 RSTP에서 변경되지 않는다.
• 그러나 Non-designated 포트 역할은 RSTP에서 두 가지 역할로 나누어져있다.

RSTP Quiz 1

• 네트워크에 있는 각 스위치 인터페이스의 루트 브리지와 RSTP 포트 역할을 식별해라. 허브는 스패닝 트리에 참여하지 않는다. 허브는 스패닝 트리를 사용할 만큼 정교하지 않으므로 수신하는 모든 프레임을 플러딩한다.
• 답:

• Rapid STP를 실행하는 모든 스위치는 자체 BPDU를 보낸다.
• 스위치는 또한 BPDU 정보를 훨씬 더 빠르게 ‘age’한다. 클래식 STP에서 스위치는 10회의 Hello 간격(20초)를 기다린다. Rapid STP에서 스위치는 3개의 BPDU(6초)를 놓치면 이웃이 손실한 것으로 간주한다. 그러면 해당 인터페이스에서 학습된 모든 MAC 주소가 삭제된다는 의미로 ‘flush’ 된다.

RSTP Link Types

• RSTP는 세 가지 다른 link types을 구별한다.

Summary

RSTP Quiz 2

• 답: b, d, e

RSTP Quiz 3

• 답: d

RSTP Quiz 4

• 답:

RSTP Quiz 5

• 답: c