수업 74일차 네트워크 VTP

유동우·2023년 1월 14일
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■ VTP (VLAN Trunking Protocol)

  • VLAN을 좀 더 효과적으로 관리하기 위한 프로토콜
    ◇ MODE
  1. Server Mode
  • VLAN 생성, 수정, 삭제
  • VTP 도메인 내 다른 스위치들에게 도메인 이름, VLAN 구성,
    Configuration Revision 넘버 전달
  • VTP 도메인 내의 모든 VLAN 정보를 NVRAM에서 관리
  1. Client Mode
  • Server로부터 VLAN 정보를 수신하여 적용
  • VLAN 생성, 수정, 삭제 불가능
  • Server로부터 수신한 정보를 다른 스위치로 전달.
  1. Transparent Mode
  • 독립적으로 VLAN을 운용

  • Server로부터 받은 정보를 적용하지 않음. 단, 다른 스위치로 전달

  • VLAN 생성, 수정, 삭제 가능

    ◇ 구성 및 확인 방법
    Switch(config)#vtp domain aws
    Switch(config)#vtp version 2
    Switch(config)#vtp mode [server/transparent/client]
    Switch(config)#vtp password aws

■ Spanning Tree Protocol
◇ 스위치 네트워크 이중화

  • 통신망의 성능 향상과 신뢰성을 제공하기 위함.
    -> 이중화 구조로 인한 루프 구조 형성
    -> 브로드캐스트 스톰, MAC 테이블 불안정 등의 문제점이 나타남
    -> STP 적용

    ◇ Switch Port의 상태 변화

  1. Disable
    : 포트가 고장나서 사용할 수 없거나, 포트를 shutdown, sw power off

    • 데이터 전송 X
    • MAC Address 학습 X
    • BPDU 송/수신 X
  2. Blocking
    : 스위치를 ON 하거나, Disable 포트를 Enable 했을 때

  • BPDU를 송/수신하면서 Root Bridge, Designated Port 선정
    • 데이터 전송 X
    • MAC Address 학습 X
    • BPDU 송/수신 O
    • 0초 또는 20초
  1. Listening
    : Blocking 상태에 있던 포트가 Root port나 Designated Port로 선정되면
    Listening 상태로 진입
  • 네트워크에 새로운 스위치가 접속했거나 구성 값이 바뀌면 포트가 바뀔 수 있음
    -> Blocking 상태로 돌아감
  • BPDU를 수신하여 네트워크에 루프가 발생하는지 확인
    • 데이터 전송 X
    • MAC Address 학습 X
    • BPDU 송/수신 O
    • 15초
  1. Learning
    : Listening 상태의 포트가 15초 동안 상태 유지 시 변경
  • MAC Address를 수신하여 MAC Table을 만듦
    • 데이터 전송 X
    • MAC Address 학습 O
    • BPDU 송/수신 O
    • 15초
  1. Forwarding
    : Learning 상태의 포트가 15초 동안 상태 유지 시 변경
    • 데이터 전송 O
    • MAC Address 학습 O
    • BPDU 송/수신 O

※ BPDU

  • 스위치 간 정보 교환을 위한 FrameData. (2초)
    ※ Convergence Time (수렴시간)
    Blocking(20초) -> Listening(15초) -> Learning(15초) -> Forwarding

  • 스위치 포트가 정상 상태까지 도달하는데 소요되는 시간

  • 약 50초

    ◇ Root Bridge

    • 스패닝 트리 프로토콜이 동작하는데 기준이 되는 스위치
    1. 상대방과 Bridge ID를 비교하여 낮은 값을 가진 스위치를 선출
      ( 기본적으로는 MAC Address가 낮은 스위치)
    2. 루트 브릿지 외의 스위치들은 BPDU에 루트브릿지의 BID를 넣어서 광고

    ◇ Bridge ID (BID)

  • 브릿지나 스위치들이 통신할 때 서로를 확인하기 위한 식별 번호

  • 16bit의 우선순위(priority) 정보와 48bit의 맥어드레스로 정의
    ※ priority 값은 0 ~ 65635, 기본적으로 4096의 배수를 사용
    => 기본값은 32768 + sys-id 1 = 32769

    ◇ STP Port

  1. Root Port
  • Root Bridge가 선출되면 나머지 스위치(non Root Bridge)에서 root port가
    선정
  • Root Port는 Non Root Bridge당 1개만 가진다.
  • Root Port 선정 룰
    1) Root Bridge로 가는 링크의 비용이 적은 port
    2) 연결된 스위치의 Bridge ID가 작은 port
    3) 연결된 스위치의 Port ID가 작은 port
    4) 자신의 Port ID가 낮은 port
  1. Designated Port
  • 각 세그먼트(Segment) 당 1개의 DP를 갖는다.
    1) Root Bridge 의 모든 Port
    (단, 2개 이상의 Port가 하나의 세그먼트에 연결된 경우는 Port ID가 작은 Port)
    2) 연결된 스위치 중 Bridge ID가 작은 Port
    3) Root Bridge로 가는 링크의 비용이 작은 방향의 Port
  1. Alternate Port (Blocking Port)
  • BPDU를 수신, 데이터 통신은 X

  • BP가 선정되면 반대편은 DP가 된다.
    1) Root Bridge로 가는 Cost가 높은 포트
    2) Bridge ID가 높은 Port
    3) Port ID가 높은 Port

    ◇ Root Bridge 변경

  • 루트 브릿지는 BID를 비교해서 선출
    -> BID 낮은 스위치가 루트 브릿지로 선출
    -> BID를 낮추면 루트 브릿지를 변경 가능
    -> BID는 Priority+MAC
    -> MAC은 변경 불가
    -> Priority 값을 변경하여 루트 브릿지를 변경

  1. Priority 값을 낮게 직접 지정
    Switch(config)#spanning-tree vlan 1 priority [4096의 배수]
    ※ priority 값이 0인 경우 항상 루트브릿지
    Switch(config)#spanning-tree vlan 1 root [primary/secondary]
    primary(24576), secondary(28672)

    ◇ PVST

  • VLAN 별로 STP 동작

  • VLAN 별로 Root Bridge를 설정하여 부하분산 가능

    ◇ 수렴시간 줄이기
    ▷ PortFast

  • Listening, Learning 과정을 생략하여 Blocking에서 Forwarding으로
    바로 전환하는 기능

  • PC와 Server 등과 같이 Switching을 하지 않는 종단 장비와 연결된
    스위치 포트에 설정 (바로 Forwarding으로 전환)

  • 스위치와 연결된 포트에 설정 시 루프가 발생할 수 있음
    (스위치 네트워크의 변화를 인지하지 못함)
    Switch(config)#int f0/10
    Switch(config-if)#spanning-tree portfast
    또는
    Switch(config)#spanning-tree portfast default
    // 모든 access 포트에 설정됨

    ▷ UplinkFast (엑세스 레이어 스위치에서 구현)

  • 링크가 다운되었을 때 Blokcing Port를 Forwarding 상태로 변환(약 1초)

  • Blocking Port가 있는 스위치에 설정 (장비간 딜레이를 줄여줌)

  • Root Bridge에는 설정하면 X
    Switch(config-if)#spanning-tree uplinkfast

    ▷ BackboneFast

  • 자신과 직접 연결되지 않은 간접 링크에 장애가 발생했을 경우 Blocking
    에서 바로 Listening 상태로 전환시켜주는 기술

  • 모든 스위치에 설정

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