[시스코 보안 아카데미 1기] 교육 27일차 정리 (Spanning Tree Protocol, STP)

Spanning Tree Protocol (STP)

• STP는 네트워크 루프를 방지하고, 안정적인 경로를 제공하는 프로토콜
• Broadcast, Unknown Unicast, Multicast (BUM) 트래픽을 처리하고, 장비 간의 신뢰성을 높이기 위해 설계됨.
• STP는 BPDU (Bridge Protocol Data Units)를 사용해서 네트워크 상태를 관리하고, Root Bridge를 선출해서 최적의 경로를 결정한다.

STP 동작

1. BPDU (35 바이트): STP는 Root Bridge를 선출하고, 스위치 및 포트 역할을 결정하는데 BPDU를 사용. BPDU는 Root Bridge ID, Path Cost, Bridge ID, Port ID를 포함.
2. Root Bridge: 모든 스위치는 Root Bridge로 연결되도록 설정. Root Bridge는 포트 상태가 Forwarding이어야함.
3. TCN: 네트워크에 변화가 생기면 Topology Change Notification (TCN)을 사용해서 상태를 알려줌.

STP 포트 역할

• Root Port (RP): 루트 브리지와의 최단 경로를 가진 포트. 이 포트는 Forwarding 상태.
• Designated Port (DP): 세그먼트에서 루트 브리지의 최단 경로를 가진 포트로, Forwarding 상태.
• Alternate Port (AP): 루트 포트가 사용할 수 없을 때 대기하는 포트. Blocking 상태.
• Backup Port (BP): 같은 세그먼트에서 Designated Port의 백업 역할을 하는 포트. Blocking 상태.
• Disabled Port: 네트워크 관리자가 비활성화한 포트, STP에 참여하지 않아.

STP 경로 값

• 10 Mbps: Cost 100
• 100 Mbps: Cost 10
• 1 Gbps: Cost 4
• 100 Gbps: Cost 1

경로 값이 같으면 Bridge ID를 비교하고, Ether-channel에서는 Port ID를 기준으로 경로를 선택함.

STP Convergence Time 단축 방법

1. PortFast: 포트 전환 시 청취와 학습 과정을 생략하고 바로 전송 상태로 전환.
2. UplinkFast: 백본 네트워크에 빠르게 대응할 수 있도록 함. BPDU Aging Time을 단축.
3. BackboneFast: BPDU Aging Time을 20초로 단축해서 더 빠르게 전환할 수 있게 함.

STP 단점 보완

• RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol): STP의 단점을 보완해서 빠른 네트워크 복구를 지원.
• MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol): 여러 VLAN을 지원해서 트래픽을 더 효율적으로 분배할 수 있음.

STP는 안정적인 네트워크를 제공하지만, 시간 지연이나 복잡성을 초래할 수 있어서, RSTP나 MSTP와 같은 최신 프로토콜을 사용하는 게 좋다.