(6) Spanning Tree Algorithm, Spanning Tree Protocol(STP)

스패닝 트리 알고리즘

-스위치나 브리지에서 발생하는 루핑을 막아주기 위한 프로토콜

-구성 : 브리지 ID + Path cost

-브리지 ID : 브리지나 스위치들이 통신할 때 서로를 확인하기 위해 하나씩 가지고 있는 번호

(c.f. 스위치도 이 ID를 사용하지만 우리는 스위치 ID라 하지않고 브리지 ID라 말한다)

-브리지 ID = Bridge Priority(2byte) + Mac Address(6byte)

-Bridge Priority

*디폴트로 그 중간에 사용하는 32768을 사용(즉, 아무런 구성도 하지 않은 스위치나 브리지에서 32768을 사용)

*Priority가 낮은 값이 더 높은 우선순위를 가진다

-Path cost

*장비와 장비가 연결되어 있는 링크

*브리지가 얼마나 가까이, 그리고 빠른 링크로 연결되어 있는지를 알아내기 위한 값

*Path Cost는 링크의 속도(대역폭)가 빠르면 빠를수록 더 작은 값이 된다.

*하지만 이 계산에는 소수점이 존재하게 되는데, 이런 소수점을 방지하기위해서 IEEE에서는 소수점이 나오지 않도록    하기 위해서 각 속도마다 Path Cost를 정의하게 된다(아래의 표 참고)

Bandwidth	STP Cost(Path Cost)
4Mbps	250
10Mbps	100
16Mbps	62
45Mbps	39
100Mbps	19
155Mbps	14
622Mbps	6
1Gbps	4
10Gbps	2

~> IEEE 802.1D에서는 Cost 값을 계산할 때 1000Mbps를 두 장비 사이의 링크 대역폭으로 나눈 값을 사용했다.

STP(Spanning  Tree Protocol)

-네트워크당 하나의 루트 브리지(Root Bridge)를 갖는다

~>네트워크 :스위치나 브리지로 구성된 하나의 네트워크(라우터에 의해 나눠지는 브로드캐스트 도메인)

-루트 브리지가 아닌 나머지 모든 브리지(Non Root Bridge)는 무조건 하나씩의 루트 포트(Root Port)를 갖는다

-세그먼트(Segment)당 하나씩의 데지그네이티드 포트(Designated Port)를 갖는다

-루트 브리지(Root Bridge) : 스패닝 트리 프로토콜을 수행할 때 기준이 되는 브리지(스위치)

-루트 포트(Root Port) : 루트 브리지에 가장 빨리 갈 수 있는 포트, 루트 브리지쪽에 가장 가까운 포트

(*네트워크당 하나씩의 루트 브리지가 존재하기 때문에 루트브리지를 존재한 나머지 모든 브리지는 자동으로 Non Root Bridge가 된다)

-세그먼트: 브리지 또는 스위치 간에 서로 연결된 링크

-스위치나 브리지가 서로 연결되어 있을 때 이 세그먼트에서 반드시 한 포트는 Designated Port로 선출된다.

-참고로, 데지그네이티드 포트, 루트 포트가 아닌 나머지포트는 다막아버린다.

-STP의 단계

1.누가 작은 ROOT BID를 가지고 있나?
2.루트 브리지까지의 Path Cost가 누가 더 작은가?

3.누구의 BID(Sender BID)가 더 낮은가?

4.누구의 포트 ID가 더 낮은가?

-BPDU(Bridge Protocol Data Unit)

*스패닝 트리 정보를 스위치나 라우터 끼리 주고 받기 위해서 특수한 프레임을 사용하는데 이 프레임

*Root BID,Root Path Cost, Sender BID, Port BID등의 정보가 여기에 포함된다.