[Redundancy] Spanning-Tree

1. Spanning-Tree 정의
   : 최적의 경로만 활성화하고 장애 발생 시 백업 경로를 활성화 (Switch 루핑 차단하기 위한 Protocol)
   : Cisco Switch에서는 기본적으로 동작
   : 경로 수렴 시간이 김 (경로 상태 변화에 최소 50초 대기 시간 필요)
   : 경로 수렴 시간의 문제를 해결하기 위한 기술 필요 (PVST, RSTP, Uplink Fast, Ethernet Channel, ...)

2. Spanning-Tree 동작 과정

Spanning-Tree 동작 과정

   1) Network 당 하나의 Root Bridge 선출
      : BID가 가장 작은 Switch
      : Root Bridge의 모든 포트는 RP로 지정
      : BID 정보는 BPDU (Bridge PDU)에 담겨짐

   2) Non-Root Bridge 당 하나의 DP 지정
      : Root Bridge로 가는 Path Cost가 더 낮은 Port (두 개 이상인 경우 Port ID가 낮은게 우선)
      : Spanning-Tree Path Cost

   3) Segment 당 하나의 DP 지정
      : BID가 작은 Switch 방향의 Port

   4) 그 외는 NDP(Non-Deginated Port) 지정

3. BPDU (Bridge PDU)
   : STP 동작을 위한 정보를 담은 Frame (주기 2초)
   : Configuration BPDU는 경로 선출을 위한 정보 전송을 수행
     (선출 전 - 모든 Switch에서 전송, 선출 후 - Rood Bridge만 전송)
   : TCP BPDU는 경로에 변화가 감지되었을 경우 전송을 수행
     (경로 변화를 감지한 Switch에서 Root Switch에게 전송)

4. Spanning-Tree 설정
   1) Spanning-Tree 정보 확인

SW# show spanning-tree brief

   2) Spanning-Tree 우선순위 변경

SW# configuration terminal
SW(config)# spanning-tree vlan 1 priority [값]
SW(config)# spanning-tree vlan 1 root [primary 또는 secondary]

   3) Portfast 설정
      : Switch는 Port에 장비가 연결될 경우 기본적으로 STP가 실행이 됨
      : 루핑이 발생하지 않는 환경에서도 Listening, Learning 단계를 거침
      : Switch를 사용하기까지 시간이 필요
      : PC 또는 서버 등의 종단 장비가 연결되는 Port는 Switch 부팅 시 바로 Forwarding Port로 전환

SW(config)# int fa [인터페이스 이름]
SW(config-if)# spanning-tree portfast

5. Spanning-Tree 상태
   1) Disabled
      : 관리자가 Shutdown 하거나 Port가 고장난 상태
  
   2) Blocking
      : NDP로 지정된 경우

   3) Listening
      : Blocking Port가 RP 또는 DP로 지정된 경우

   4) Forwarding
      : Running 상태에서 Forwarding Delay(15초) 유지가 된 경우

Switch 부팅 과정

STP 장애가 감지된 경우 Blocking Port가 Forwarding Port로 되기까지의 과정