스위치 이중화 링크 필요성
위를 보면 장애 발생시 B 는 인터넷을 할 수가 없다.
이렇게 설정하면 장애가 발생해도
B는 뺑~돌아가서 인터넷이 가능하다.
하지만 이렇게 되면
브리징 루프가 발생한다.
루프는 뱅뱅~ 계속 도는것
스위치는 브로드케스트를 수신하면
모든 트렁크 포트로 플러딩하기 때문에
이중화 링크를 구현한 환경에서는 브리징 루프가 발생된다.
계속 무한정 플러딩하는 브로드캐스트 스톰 상태이다.
이러한 현상 때문에 브리징 루프가 발생한다.
브로드캐스트 스톰으로 인한 스위치 과부하 상태이다.
CPU 는 물론 대역폭도 고갈되버린다.
스위치의 플러딩 때문에 일어나는 또 다른 문제점은
MAC 주소 테이블 불안정(MAC Flapping) 이다.
기본적으로 스위치는 수신한 프레임의 출발지 MAC 주소가
자신의 MAC 테이블에 학습되지 않았다면
출발지 MAC 주소와 프레임을 수신한 포트 번호를
MAC 테이블에 등록한다
특정포트로 MAC 주소가 학습되었는데
플러딩때문에 다른포트로 똑같은 MAC 주소가 학습될 수가 있다.
그런식으로 헷갈리게 같은 MAC주소인데
여러 포트로 바꿔가면서 학습이 될 수 있다.
그러면 상당히 불안정하게
MAC 주소 테이블을 운영하게 된다.
마지막으로 플러딩때문에
유니케스트 프레임 복제(Copy Unicast Frame)
도 일어난다.
스위치는 브로드캐스트주소와
Unknown 유니캐스트를 수신하면
닥치고 플러딩 한다.
그러면 유니캐스트가 유니캐스트가 아니게 되고
호스트 입장에서는 동일한 유니캐스트를
계속 수신하는 이더넷 프레임 루프가 발생한다.
어쨌든 이러한 플러딩을 안할 수가 없기에
해결하기 위한 방법으로는
스위치의 특정포트를 논리적으로
차단(Blocking) 하는 것
여기서 블로킹을 해주는 프로토콜을
IEEE 802.1d Spanning-Tree Protocol
줄여서 STP 라고 한다.
STP는 이중화 링크 구간에서
스위치들간에 발생되는 브리징 루프 방지하고
스위치 구간을 모니터링하여 내부 토폴로지 정보를 갱신한다.
대규모 LAN 환경이면
관리자가 직접 일일히 해결하려면
얼마나 복잡하겠는가
STP 는 스위치들간에
BPDU 프레임을 멀티캐스트로 교환해서
알아서 스위치포트를 루프가 안나게 차단해준다.
여기서 BPDU 는
STP 가 동작하는 스위치들끼리
교환하는 정보이다.
PC 에서 캡쳐한 설정 BPDU 정보이다.
설정 BPDU 는 일반적인 정보교환이고
스위치 링크가 활성화되거나 장애가 발생하면
네트워크 토폴로지 변화를 TCN BPDU로 생성하여
루트 브리지에게 보고한다.
블로킹 되는 과정을 알아보자
일단 브리지아이디는
64bit 체계로 스위치를 구분하는 식별자이다.
우선순위는 16bit로 기본값이 32768 이고
VLAN ID 값을 더해서 위에는 VLAN 1이니
32768+1 해서 우선순위는 32769로 모두 같다.
그러면 MAC 주소가 가장 낮은 스위치를 보는데
0001 , 0030, 000C 를 보면
16진수이고 0001이 가장작다.
이런식으로 일단 루트 브리지를 선출한다.
말은 선출이지만 처음에는 전부 지들이
루트브리지라고 생각해서
BPDU 메시지를 다른 스위치에게 보내는데 자기가 딸리면
알아서 포기해서
마지막 한놈만 남아있는 것
두번째로는
루트 포트(RP : Root Port)
지정 포트(DP : Designated Port)
를 선정하는데 간단하게
DP가 BPDU 를 송신하고
RP가 BPDU 를 수신한다.
루트브리지는 자기가 킹이니
송신만 해서 DP 만 존재한다.
루트브리지로 인해 DP와 RP 가 선정된 모습이다.
RP 는 막 선정되는 것은 아니고
Cost 값이 작은포트가 RP가 된다.
여기서 Cost 는 루트브리지와의 거리비용인데
밴드위스에 따라 코스트 값이 다르다
그림으로 보면
모든 연결이 FastEthernet 이니
돌아가는게 코스트값이 2배가 될것이므로
가까운 곳이 RP가 된다.
이제 마지막으로
블로킹 될 포트를 선정해야 하는데
일단 루트브리지까지 서로 코스트값이 같으므로
다음 조건으로 브리지 아이디를 비교해
더 높은 SW2 쪽을 차단한다.
※ 포트아이디로 차단되는 경우
