네트워크 장비의 이중화 및 문제 해결: STP & EC & PVST & FHRP

 

 

 

 

STP : Spanning Tree Protocol

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가용성을 위해 스위치 (distribution 계층의)를 이중화하면, Switching Loop가 발생하는데,

이에 대한 해결방법이 바로 STP이다. 

 

💡 Switching Loop 

스위치는 받은 트래픽의 목적지가 자신이 아니면 버리지 않고 다른 스위치로 포워딩 하기 때문에,
→ 스위칭 Loop →  broadcast storm → 네트워크 3대 자원(bandwidth, CPU, Memory) 손실 →  네트워크 다운

 

💡 STP가 Loop를 방지하는 방법

STP는 스위치 간에 BPDU (Bridge Protocol Data Unit) 프레임을 교환해
특정 포트를 차단함으로써 프레임의 Loop를 방지한다. 

💡 STP가 차단할 포트를 골라내는 방법

1. Switch의 Priority 및 MAC 주소가 가장 낮은 Root Switch ID를 먼저 선정한다.
  이때, priority 의 기본값은 32768

2. 블록킹할 링크 및 포트 선정하는 기준
  1) Root Switch로부터의 Path Root 가 낮은 순
  2) BPDU 가 방금 통과한 Switch ID 가 낮은 순
  3) BPDU 가 방금 통과한 Switch Port ID  가 낮은 순

STP를 통한 블록 포트 지정

➕ PORT의  3 ROLEs 
- Root Port :  일반 switch에서 Root Switch에가장 가까운 포트 
- Designated Port :  각 링크에서 Root Switch에 더 가까운 포트
- Alternate Port(Non-Designated Port) : block된 포트

 

🟢 확인 명령어

 

# show spannig-tree

 

 

PVST : Per-Vlan STP 

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STP를 통하면, 하나의 링크만 사용하게 되기 때문에 노는 포트가 생긴다.

하나의 링크(스위치)도 놀리지 않기 위한 해결책으로, VLAN별로 루트 스위치를 다르게 설정하여 STP를 따로 돌리는 방법이다.

 

 

그러므로 PVST의 장점은,

1) 로드 분산을 통한 속도 향상

2) 백업을 통한 가용성 증가

 

🟢 설정 명령어

 

# spanning-tree vlan 10 priority 4096 
⏩ vlan 10 에 대하여 해당 스위치의 priority 값을 4096으로 낮추어 root switch로 설정
(switch 단에서는 낮은 숫자가 우선시 됨) 

 

 

 

EC : Eather Channel

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두 개의 스위치 간에 놓여있는 링크들을 하나로 합하여 Loop를 방지한다.

 

💡 PVST와 EC 

삼각형 구조의 STP 단점을 해결하기 위한 것이 PVST라면,
사각형 구조의 STP 단점을 해결하기 위한 것이 바로 이더 채널(EC) 

EC 개념도

💡 Trunk 와 EC

링크를 여러 개로 쪼개는  Trunk :  vlan 여러 개를 통과시키기 위한 솔루션
링크 여러 개를 하나로 합하는 EC : 링크의 대역폭(BandWidth)을 늘리기 위한 솔루션

 

🟢 설정 명령어

 

# channel-group 1 mode on 
⏩ 해당 링크를 1번 그룹으로 묶겠다 

 

 

# 참조 사진) L3스위치에서 PVST 및 EC 처리한 다음, L3스위치에서 # show spanning-tree로 확인한 결과 

 

* 스위치에 해당되는 포트 (3,4,5,6 중 EC로 묶은 4,5는 Po1로 나옴) * 

 

 

 

 

FHRP : First Hop Redundancy Protocol 

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Vlan 별로 활성화된 Active Router와 Standby Router로 이루어진 Virtual Router를 설정하는 방법 

 

🟢 설정 명령어 : Router 1 을 VLAN 10의 경우 Virtual Router 의 ip는 10.1.6.1로 설정

 

(config-if)# ip add 10.1.6.2 255.255.255.0
(config-if)# standby 10 ip 10.1.6.1

 

🟢 설정 명령어 : Router 1 을 VLAN 10에 대하여, 150의 priority 값을 주어 Active 라우터로 선점

 

(config-if)# standby 10 priority 150
(config-if)# standby 10 preempt

 

 

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관련 실습 토폴로지

 

 

 

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