[PART 06] 스위치를 켜라!

mcyoo.log·2022년 6월 29일
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STP (Spanning Tree Protocol) : 루핑을 방지해 주는 프로토콜

선행학습!!

Bridge ID : 브리지나 스위치들이 통신할때 서로를 확인하기 위해 하나씩 가지고 있는 번호!
Bridge Priority(2Byte(16bit)) + mac address(6Byte(48bit)) = 총 8Byte(64bit)로 구성
0~65535 default 32768 16진수 : 8000

Path Cost : '길 가는데 드는 비용' ,브리지가 얼마나 가까이, 빠른 링크로 연결되어 있는지 알아내기 위한 값
IEEE802.1D 에서 STP 를 정의 Cost 값 계산할때 1000Mbps 로 나눈 값을 사용하자로 정의
빠르면 빠를수록 값이 작다
근데 기가급 속도가 나오면서 계산 값들이 소수점이 되어버리니까 IEEE에서 정의 내려버렸다.

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

BPDU(Bridge Protocol Data Unit) : 스패닝 트리 정보를 자기들끼리 주고받기 위해서 사용하는 특수한 프레임 2초마다 전송
구성요소
Root BID
Root Path Cost
Sender BID
Port ID

STP 공식!! 공식이라고 하기보단 알고리즘 순서? 규칙 정도임
선출 알고리즘!!!

1. 네트워크당 하나의 루트 브리지를 갖는다. 
    1. 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?
    2. 루트 브리지까지의 Path  Cost의 값은 누가 더 작은가?
    3. 누구의 Sender BID 가 더 낮은가?
    4. 누구의 포트 ID가 더 낮은가?
2. 루트 브리지가 아닌 나머지 모든 브리지는 무조건 하나씩의 루트포트를 갖는다.
    1. 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?
    2. 루트 브리지까지의 Path  Cost의 값은 누가 더 작은가?
    3. 누구의 Sender BID 가 더 낮은가?
    4. 누구의 포트 ID가 더 낮은가?
3. 세그먼트당 하나씩의 데지그네이티드 포트를 갖는다.
    1. 누가 더 작은 Root BID를 가졌는가?
    2. 루트 브리지까지의 Path  Cost의 값은 누가 더 작은가?
    3. 누구의 Sender BID 가 더 낮은가?
    4. 누구의 포트 ID가 더 낮은가?

SW-1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 100

브리지, 스위치 포트들은 5가지 상태가 있다.

Disabled : 이 상태는 포트가 고장나서 사용할 수 없거나 네트워크 관리자가 포트를 일부러 ShutDown시켜 놓은 상태입니다.
데이터 전송 : 안됨
맥어드레스 : 못 배움
BPDU : 못 받음.

Blocking : 스위치를 맨 처음 켜거나 Disable되어 있는 포트를 관리자가 다시 살렸을때 그 포트는 블로킹 상태로 들어갑니다. 공식에서 설명한 과정을 이 상태에서 수행한다. 루트브리지 선출, 루트포트 선출,데지그레이티드포트선출..
데이터 전송 : 안됨
맥어드레스 : 못 배움
BPDU : 주고 받음.

Listening : 이제 블로킹 상태에 있던 스위치 포트가 루트 포트나 데지그네이티드 포트로 선정되면 포트는 바로 리스닝 상태로 넘어갑니다. 대신 언제든지 전쟁에서 밀릴수 있다. 블로킹 상태로 될수 있다.(15초 동안 유지)
데이터 전송 : 안됨
맥어드레스 : 못 배움
BPDU : 주고 받음.

Learning : 리스닝 상태에 있던 스위치 포트가 포워딩 딜레이 디폴트 시간인 15초동안 그 상태를 계속 유지하면 리스닝 상태는 러닝 상태로 넘어갑니다.(또 15초 동안 유지)
데이터 전송 : 안됨
맥어드레스 : 배움
BPDU : 주고 받음.

Forwarding : 스위치 포트가 러닝 상태에서 다른 상태로 넘어가지 않고 다시 포워딩 딜레이 디폴트 시간인 15초 동안 유지하면 러닝 상태에서 포워딩 상태로 넘어 가게 됩니다.
데이터 전송 : 됨!
맥어드레스 : 배움
BPDU : 주고 받음.

Disabled
Blocking--->Disabled
Listening(15초)--->Blocking, Disabled
Learning(15초)--->Blocking, Disabled
Forwarding--->Blocking(스패닝트리에 변화), Disabled(관리자가 끔)

정상적인 망에서 장애가 발생하여 상태 변화가 생기는 상황!
2초(Hello Time) 마다 BPDU 받아야 되는데 루트포트에 포워딩상태로 데이터 송수신 하는 포트가 20(Max Age)초 동안 BPDU를 받지 못하면 이 포트는 블로킹 상태로 변하고, 기존에 있던 블로킹상태에 포트들은 BPDU를 받고 있으므로 다시 루트포트 데지그네이티드 포트를 재선출하고 리스닝 상태(15초) 러닝상태(15초) 포워딩상태로 변하게 된다. 고로 총 50초 동안 통신 못하고 있다.

STP는 IEEE 802.1d 표준 프로토콜이다. 이 컨버전스타임이 거의 1분에 가까움으로 이를 좀더 빨리 해결하는 기술들이 나왔다.
Port Fast, Uplink Fast, Backbone Fast 와 같은 기능이다.
하지만 이 기술은 cisco 전용 기술이라 다른 장비는 지원 안된다.
그래서 표준을 만들었다.
IEEE 802.1w RSTP 이다. 기술 베이스가 STP라 STP 알면 쉽게 이해 가능하다.
이 기술은 카타리스트 5000/5500 장비는 지원안한다.
RSTP 에 관한 자세한 설명(BPDU 패킷도 종류가 있다니....젠장)
http://egloos.zum.com/light99/v/5199217

RSTP (rapid spaning-tree protocol)
1. RSTP는 빠른 STP이다. STP를 사용하면 스위치가 포워딩상태로 되기 까지 많은 시간(50초 내외)이 걸리기 때문에 시스코는 1998년 RSTP를 개발하고,2001년 802.1w로 표준 등록하였다. STP에서는 시간 단축을 위해서 portfast, uplinkfast, baCKBONefast를 사용하지만,
egloos.zum.com
STP에 관한 자세한 사항은 랜스위칭1 책 보기!!(더 자세히 설명 되어 있음)

카타리스트 스위치 스펙 보는법!!!(더 자세한 사항은 구글링 해야한다.. 엄청 많다)
Cisco Catalyst 2960-48PST-L : 48포트, PoE 지원, SFP(1Gbps 광케이블) UTP 업링크 포트 제공
Cisco Catalyst 2960-24PC-L : 24포트, PoE 지원, 2x dual-purpose uplink(SFP,UTP 2가지 방식중 하나만 사용가능, 같이는 안됨)
Cisco Catalyst 2960-24TC-L : 24포트, 4x dual-purpose uplink
Cisco Catalyst 2960G-48TC-L : 48포트, 4x dual-purpose uplink
Cisco Catalyst 2960-48TT-L : 48포트, 2x dual-purpose uplink
Cisco Catalyst 2960-8TC-L : 8포트, 1x dual-purpose uplink
T는 그냥 업링크에 포함되어 있다고 생각함

카타리스트 2960 스위치 앞면 LED 보는법!!(다른 기종도 비슷하다고 생각함)

시스템 LED
LED 색깔 시스템 상태
꺼짐 꺼진 상태
초록색 시스템 정상 작동중
주황색(노란색) 전원이 공급되나 비정상 작동중
RPS LED(무정전 시스템 : 전기 나가도 계속 전원 공급)
LED 색깔 시스템 상태
꺼짐 RPS가 꺼져 있거나 제대로 연결되어 있지 않다.
초록색 RPS가 연결되어 있고 정상 작동중이다.
초록색으로 깜빡임 RPS가 연결되어 있으나, 현재 다른 스위치에 전원을 공급중이어서 현재 스위치에 전원 공급이 불가능하다.
주황색(노란색) RPS가 대기 모드에 있거나 고장이다. 이때 RPS에 있는 Standby/Active 버튼을 눌러주면 LED는 녹색으로 바뀐다. 그러나 만약 녹색으로 바뀌지 않으면 RPS 고장이다.
주황색으로 깜빡임 스위치의 내부 전원 고장으로 RPS로부터 전원을 공급받아 동작중이다.
포트모드 LED
포트모드 LED 포트모드 포트상태 LED표시
STAT Port Status 각 포트의 상태를 표시(디폴트)
DUPLX Port Duplex Mode 각 포트의 듀플렉스 모드 표시(Half/Full)
SPEED Port speed 각 포트의 스피드(10/100/1000)표시
PoE PoE Port Power 포트 별 PoE의 상태 표시
여기까지는 왼쪽에 LED 표시 되어있음
밑에 표는 모드버튼 눌러서 포트에 LED 표시됨

모드변환 버튼으로 각 포트별 상태 확인
포트모드 LED 포트상태 LED 램프 스위치 상태
STAT 꺼짐 각 포트의 상태를 표시(디폴트)
초록색 링크 연결됨
초록색으로 깜빡임 링크가 살아있고 데이터 송수신 중
주황색과 초록색으로 번갈아 깜빡임 링크 에러 발생
주황색(노란색) 포트 disabled, blocking 상태
DUPLX 꺼짐 포트 Half Duplex 모드로 동작중
초록색 포트는 Full Duplex 모드로 동작중
SPEED
10/100/1000포트 꺼짐 10Mbps로 포트가 통신중
초록색 100Mbps로 포트가 통신중
초록색으로 깜빡임 1000Mbps로 포트가 통신중
SFP 포트 꺼짐 10Mbps로 포트가 통신중
초록색 100Mbps로 포트가 통신중
초록색으로 깜빡임 1000Mbps로 포트가 통신중
PoE 꺼짐 PoE가 꺼짐. 만약 장비가 AC전원으로부터 전원을 공급받게 되면, 장비가 PoE 스위치에 연결되어 있더라도 PoE LED는 꺼짐
초록색 PoE가 켜짐, 포트 LED는 스위치 포트가 전원을 공급하는 경우에 녹색으로 켜짐
초록색과 주황색으로 깜빡임 PoE가 스위치 전원용량 부족으로 연결된 장비에 전원공급을 못하는 경우
주황색으로 깜빡임 고장으로 PoE가 꺼짐
주황색 PoE가 포트에서 Disabled 됨(PoE는 원래 디폴트로 ON)
나는야 cisco 장비를 만지는 엔지니어....cisco 장비를 잘 다루자!

카타리스트 스위치 : CatOS 사용
시스코 라우터 : IOS 사용
시스코가 카타리스트 회사 인수
요즘은 스위치도 IOS 사용이 추세임

(후니가 말하는) 스위치 기본 구성 명령어

아무런 설정 안했을 시에 초기 구성상태
IP Address ? 0.0.0.0
10/100 포트 상태? Speed = Auto, Duplex = Auto
Spanning Tree 상태? Enable
패스워드? 없음

R2#show interfaces status
Port Name Status Vlan Duplex Speed Type
Fa0/0 notconnect 1 auto auto 10/100BaseTX
Fa0/1 connected 3 a-full a-100 10/100BaseTX
Fa0/2 connected 3 a-full a-100 10/100BaseTX
Fa0/3 notconnect 3 auto auto 10/100BaseTX

스위치는 따로 관리용IP 를 부여해도 되고 안해도 된다.
포트에 IP 넣는 경우는 L2에서 없음 L3는 가능
L2에선 vlan 에 IP 준다. L3도 물론 가능

interface vlan 1
(config-if)ip address 192.168.1.100 255.255.255.0
그다음에
(config)ip default-gateway 192.168.1.1

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