[스위치] STP 실습

본 과정은 Kitri 교육 중 제작하였습니다. 

 

실습 목표

• 순환 구조의 LAB 환경에서 만약 지정 Root Switch가 Shutdown일 때, 어떻게 새로운 Root Switch 선출이 되는지 확인
• STP가 적용된 상태에서 Show spanning-tree vlan 1 명령어를 사용하였을 때, 어떤 정보 값이 출력되는가
• 현재 루핑이 돈다고 가정했을 때, 문제원인 파악 및 해결 방안 제시 (전제 조건: P2P방식 X, Shr 상태)

사용 목록

• GNS3 2.2.47 ver
• IOU L2 15.1a Switch
• C7200 Router

사용 기술

• Link type 변경
• Port Fast
• Bridge ID의 Priority값 변경

LAB 환경 구성

필자는 아래와 같이 구성하였고, Root Switch는 IOU1이 Root Switch로 설정되었다.

Topology

 

 

아래의 show spanning-tree vlan 1 명령어를 사용하면 다음과 같은 화면을 볼 수있다. 아래 표에 대한 자세한 설명은 다음 참조에서 알아볼 수 있다.

[참조]

https://itjaehyun.tistory.com/35

[네트워크] STP(Spanning Tree Protocol)란?

 

root SW1 sh ap vlan 1

다음은 일반 스위치에서 Show spanning-trr vlan 1 명령어를 사용했을 때이다. Root ID의 MAC Address와 Bridge ID의 MAC Address의 값이 다른걸 확인 할 수 있다.

SW2 sh ap vlan1

 

Root Port 선출을 새로 해보자. 첫 번째 방식으로는 Root Switch를 삭제하는 것이다. 아래와 같이 Root Switch를 삭제해보자. 삭제 후 새로 Root Switch를 선정하는것을 확인해보자

Root switch 삭제

필자는 IOU2가 Root Switch로 변경되었다. show spanning-tree vlan 1 명령어로 확인이 가능하다.

Root switch 재선출

임의로 Root switch 변경

 

다음과 같은 명령어를 사용하여 우선 순위를 조정한다. Priority 값 + MAC Address 구성을 통해 낮으면 Root Switch가 선정이 되는데, 임의로 Priority 값을 낮춰준다.

Priority값 임의 설정 Configuration

 

IOU3#conf t

# 설정모드로 진입

IOU3(config-if)#spanning-tree vlan 1 priority 4096

#특정 VLAN(위 명령어에선 VLAN 1)의 STP 우선 순위를 4096으로 설정

IOU3(config-if)#end

#종료

priority 변경 명령

 

STP 브리지 우선순위 조정 시 이더스위치 모듈에서는 0-65535 사이의 아무 값이나 사용할 수 있으나, 카탈리스트 스위치는 4096의 배수를 사용해야함

Root Switch 변경 완료

위와 같이 Root Switch가 임의로 변경되었다.

 

쿠키

 

포트 패스트 설정

 

필자는 e2/1에 포트패스트를 설정해 보았다. 다음과 같은 경고 메세지가 표시되는데, 설정된 포트를 비활성화시켰다가 다시 활성화를 해보자 

Port Fast 설정 Configuration

 

IOU3#conf t

# 설정모드로 진입

IOU3(config)#int e2/1

# Interface Ethernet 2/1 설정을 변경

IOU3(config-if)#spanning-tree portfast

# 선택된 인터페이스에 대해 "portfast"를 활성화. 인터페이스가 바로 사용 가능 상태로 전환되도록 하여 네트워크 구성 시간을 단축시킴

 

portfast 설정

포트를 비활성화 시켰다가 다시 활성화를 할 시 다음과 같은 메세지가 나온다.

포트 껏다 킴

1. 인터페이스를 셧다운시키면 차단 상태
2. 인터페이스를 활성화시키면 '차단 상태에서 바로 전송 상태로 변경한다'는 메세지 표시

문제 원인

 

위와 같은 방식으로 토폴로지를 구성했을 때 발생할 수 있는 문제점은 무엇이있을까?

 

첫 번째로는 브로드캐스트 스톰이다. 여기서 확인할 수 있는것은 링 방식의 Topology를 구성하였고, 중복 토폴로지 사용의 문제점을 발견할 수 있다. 브로드캐스트 스톰을 확인하기 위해 패킷을 확인해보자.

브로드캐스트 스톰

 

두 번째로 Shared 방식이다. Shared 방식을 사용하였을 때 여러 장치가 동일 네트워크 세그먼트를 공유하기 때문에 같은 채널을 사용해 충돌이 날 수 있다.

 

해결방안

 

첫 번째로 버스형 토폴로지를 사용하는 것이다. 중복 토폴로지를 줄임으로써 브로드캐스트 스톰이 일어나지 않도록 만들어 주는것이다.

두 번째로 Shared 방식을 P2P로 변경하는것이다. 변경 방식은 아래와 같다

기본 값은 Shr로 되어있다.

 

아래와 같은 명령어를 사용하여 link-type을 P2P로 설정한다.

 

P2P 변경 방법

 

이후 sh spanning-tree vlan 1 명령어를 사용하여 type이 변경되었는지 확인해보자 

 

스위치 Link-Type을 변경하는 Configuration

 

IOU2#conf t

#configuration mode(설정 모드)로 진입

IOU2(config)#int e1/1

#interface Ethernet 1/1를 지칭하는 명령어. 이 명령어는 네트워크 장비의 포트를 의미

IOU2(config-if)#spanning-tree link-type point-to-point

#Spanning-Tree Protocol 설정에서 사용, 해당 인터페이스에 Point-to-Point 링크로 설정 (루프 방지를 위해 사용)

IOU2(config-if)#int e1/2

#interface Ethernet 1/2를 지칭하는 명령어. 이 명령어는 네트워크 장비의 포트를 의미

IOU2(config-if)#spanning-tree link-type point-to-point

#Spanning-Tree Protocol 설정에서 사용, 해당 인터페이스에 Point-to-Point 링크로 설정 (루프 방지를 위해 사용)

IOU2(config-if)#int e1/3

#interface Ethernet 1/3를 지칭하는 명령어. 이 명령어는 네트워크 장비의 포트를 의미

IOU2(config-if)#spanning-tree link-type point-to-point

#Spanning-Tree Protocol 설정에서 사용, 해당 인터페이스에 Point-to-Point 링크로 설정 (루프 방지를 위해 사용)

IOU2(config-if)#end

#종료

p2p 변경 완료

 

실습환경에선 스위치 및 라우터가 몇개 없기 때문에 가능한 이야기지만 실제 환경에서는 대규모 네트워크 및 매쉬형이기 때문에 위와 같은 해결책을 사용한다고해서 해결되진 않는다. 하지만 가능한 해결책을 적용하고 실제로 조치가 가능한지를 확인해보았다.