8장 스패닝 트리 프로토콜(포트패스트)

포트 패스트

스위치의 각 포트는 PC 등의 종단 장비가 접속되어 이썽도 스패닝 트리 프로토콜에 의해 청취, 학습 및 전송 상태 단계를 거친다.
포트 패스트(portfast)는 포트가 활성화되면 바로 전송 상태가 되게 하는 것을 말한다. 포트 패스트는 PC, 서버 등과 같이 종단장치와 연결된 포트에 많이 설정한다. 포트 패스트가 설정된 포트라도 BPDU를 수신하면 그에 따른 적절한 STP 동작을 취한다. 예를 들어, 포트의 역할이 대체 포트이면 차단 상태로 변경된다.
포트 패스트가 동작하는 것을 다음과 같이 # debug spanning-tree events 명령어로 사용해보자

 

포트를 셧다운 시키면 해당 포트의 STP 상태가 비활성화로 변경되고, 프레임 송수신이 차단된다.
포트를 활성화시키면 바로 청취(listening) 상태가 된다.
15초가 지나면 전송지연 타이머가 만료되고, 학습(learning) 상태로 변경된다.
다시 15초가 지나면 전송지연 타이머가 만료되고, 전송(forwarding) 상태로 변경된다.

# 포트 패스트 설정 

'포트 패스트는 단일 호스트가 접속된 포트에 설정해야 한다. 허브나 스위치 등에 설정하면 일시적인 루프가 발생할 수 있다'는 경고 메시지가 표시된다. 다음과 같이 포트 패스트가 설정된 포트를 비활성화시켰다가 다시 활성화시켜보자. 

인터페이스를 셧다운 시키면 바로 차단 상태가 된다.
인터페이스를 활성화시키면 '차단 상태에서 바로 전송 상태로 변경한다'는 메시지가 표시된다.

루트 스위치 조정

별도로 조정하지 않으면 브리지 우선순위가 모두 동일하므로 MAC 주소가 낮은 오래된 스위치가 루트 스위치로 동작할 가능성이 높다. 또, 기본적으로 모든 VLAN에 대해서 동일한 스위치가 루트 스위치의 역할을 하게 되므로 특정한 링크는 사용되지 않아 네트워크의 효율이 떨어진다.
따라서, VLAN당 서로 다른 스위치를 루트 스위치로 동작시켜 부하분산(load balancing)을 유도하는 것이 좋다. 다음 그림과 같이 SW1은 VLAN 10의 루트 스위치로 설정하고, SW2는 VLAN 20의 루트 스위치로 설정해보자.
SW3에서 F1/13은 VLAN 10의 루트 포트가 되고, F1/12는 대체 포트가 되어, F1/13 포트를 통하여 프레임이 전송된다. 또, SW3에서 F1/13은 VLAN 20의 대체 포트가 되고, F1/12는 루트 포트가 되어, F1/12포트를 통하여 VLAN 20의 프레임이 전송된다.

결과적으로 VLAN 당 부하분산이 일어난다. SW1을 VLAN 10의 루트 스위치로 조정하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 각 스위치 사이를 연결하는 포트를 트렁크로 설정한다.
sw1
inter range f1/11 , f1/13
switchport trunk encapsul dot1q
switchport mode trunk
sw2
inter range f1/11 - 12
switchport trunk encap dot1q
switchport mode trunk
sw3
inter range f1/12 - 13
switch trunk encap dot1q
switchport mode trunk

# vtp 설정
sw1
vtp domain VTP_01

# VTP확인
sw2
show vtp status | include VTP_01

# VLAN 만들기
sw1
vlan 10
name 1st_VLAN
vlan 20
name 2nd_VLAN
exi

sw1을 VLAN 10의 루트 스위치로 동작시키고, SW2를 VLAN 10의 제2루트 스위치로 동작시키는 방법은 다음과 같다.

# 루트 스위치 설정하기
sw1
spanning-tree vlan 10 root primary
sw2
spanning-tree vlan 10 root secondary

sw2를 VLAN 20의 루트 스위치로, SW1을 VLAN 20의 제2루트 스위치로 동작시키기 위하여 다음과 같은 우선순위를 조정해도 된다.
SW2
spanning-tree vlan 20 priority 0
spanning-tree vlan 20 priority 4096
// STP 브리지 우서 순위 조정 시 이더스위치 모듈에서는 0-65535 사이의 아무 값이나 사용할 수 있다. 카탈리스트 스위치는 4096의 배수값을 사용해야 한다.

설정 후 다음과 같이 SW1이 VLAN 10의 루트 스위치로 동작한다.
# 루트 스위치 설정하기
SW1
show spanning-tree vlan 10 root
SW2
show spanning-tree vlan 20 root

# 직접 브리지 우선순위 조정하기
sw2
spanning-tree vlan 20 priority 0
sw1
spanning-tree vlan 10 priority 4096

sw1 확인
show spanning-tree vlan 10 root
// THis bridge is the root 라고 나온다
sw2 확인
show spanning-tree vlan 10 root
// THis bridge is the root 라고 나온다
sw3에서 분산되는지 확인
show spanning-tree vlan 10 brief //f1/12 포트가 차단상태에 있다.
show spanning-tree vlan 10 brief  // F1/13포트가 차단상태에 있다.