STP(Spanning-Tree Protocol)는 브로드캐스트 폭풍과 네트워크 성능 저하로 이어질 수 있는 이더넷 네트워크의 루프를 방지하기 위해 컴퓨터 네트워킹에 사용되는 중요한 메커니즘입니다. STP의 주요 목표는 중복 링크를 전략적으로 비활성화하여 루프 없는 논리적 토폴로지를 만드는 것입니다. STP가 이를 어떻게 달성하는지 이해하려면 STP의 작동과 사용하는 메커니즘을 자세히 살펴보는 것이 중요합니다.
STP는 네트워크의 스위치 하나를 루트 브리지로 지정하여 작동합니다. 루트 브리지는 네트워크의 다른 모든 스위치에 대한 참조 지점이며 다른 모든 스위치에 도달하기 위한 최적의 경로를 결정하는 역할을 합니다. 네트워크의 각 비루트 브리지 스위치는 링크 속도에 따라 결정되는 경로 비용을 기반으로 루트 브리지에 도달하는 최적의 경로를 계산합니다. 각 세그먼트에서 루트 브리지까지의 경로 비용이 가장 낮은 스위치가 해당 세그먼트에 대한 지정 브리지로 지정됩니다.
중복 링크를 비활성화하고 루프 없는 토폴로지를 생성하기 위해 STP는 다음과 같은 주요 메커니즘을 활용합니다.
1. BPDU(브리지 프로토콜 데이터 단위): BPDU는 STP에 참여하는 스위치 간에 교환되는 메시지입니다. 이러한 메시지는 브리지 ID, 경로 비용 및 포트 역할에 대한 정보를 전달합니다. BPDU를 교환함으로써 스위치는 네트워크 토폴로지를 결정하고 중복 링크를 식별할 수 있습니다.
2. 루트 브리지 선거: 처음에는 네트워크의 모든 스위치가 자신을 루트 브리지로 간주합니다. BPDU 교환을 통해 스위치들은 자신의 브리지 ID를 비교하고, 브리지 ID가 가장 낮은 스위치가 루트 브리지가 됩니다. 그런 다음 다른 모든 스위치는 루트 브리지까지의 최단 경로를 결정합니다.
3. 포트 역할: 스위치의 각 포트에는 루트 브리지와의 관계에 따라 특정 역할이 할당됩니다. 루트 포트는 루트 브리지에 대한 최단 경로를 제공하는 비루트 브리지의 포트입니다. 지정된 포트는 루트 브리지에 대한 최상의 경로를 제공하는 각 세그먼트의 포트입니다. 지정되지 않은 포트는 루프 방지를 위해 차단 상태로 둡니다.
4. 루프 없는 경로: STP는 네트워크에 루프를 발생시키는 포트를 전략적으로 비활성화함으로써 두 스위치 사이에 활성 경로가 하나만 있도록 보장합니다. 중복 링크는 루프를 방지하기 위해 차단 상태로 유지되는 동시에 링크 오류가 발생할 경우에도 중복성을 제공합니다.
예를 들어, 삼각형 토폴로지로 연결된 세 개의 스위치가 있는 네트워크를 생각해 보십시오. STP가 없으면 패킷이 스위치 간에 끝없이 순환되어 네트워크 정체가 발생할 수 있습니다. STP가 활성화되면 링크 중 하나가 차단되어 루프를 중단하고 패킷이 루프백 없이 네트워크를 통과할 수 있는 루프 없는 토폴로지를 생성합니다.
스패닝 트리 프로토콜은 루트 브리지를 선택하고, 포트 역할을 결정하고, 루프를 방지하기 위해 포트를 차단함으로써 네트워크의 중복 링크를 전략적으로 비활성화하여 루프 없는 토폴로지를 만듭니다. STP의 메커니즘을 이해함으로써 네트워크 관리자는 이더넷 네트워크의 안정성과 효율성을 보장할 수 있습니다.
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