RSTP

RSTP는 STP의 Port State 변화가 느리게 변화하는 것을 개선한 STP이다.

 

RSTP Port State

STP와 달리 RSTP의 Port State는 Discarding, Learning, Forwarding 3가지 상태를가진다.

Learning과 Forwarding상태는 STP와 동일하며 Discarding 상태는 STP의 disabled blocking 상태의 조합으로 보면된다.

 

STP 알고리즘

RSTP역시 STP를 만드는 알고리즘은 기본 STP와 다르지 않다.

 

1. 루트 스위치를 결정한다. (Bridge ID = 우선순위 + MAC주소)
2. 루트 스위치의 모든 포트를 Designated Port로 만든다.
3. Non Root Bridge에서 Root Port를 결정한다.(인터페이스 Speed)
4. 각 세그먼트의 우선순위에따라서 최소 한개의 Designated Port를 결정한다.

 

Backup Port

허브와 달리 스위치는 동일한 경로로 데이터를 보내야 하는 경우 내부 버퍼에 잠시 쌓아뒀다가 보내기 때문에 포트마다 Collision Domain이 나뉘어 있다. 반면에 허브는 버퍼 없이 데이터를 모든 포트로 Flood하기 때문에 동시에 같은 포트로 데이터를 보내면 충돌이 발 생 할 수 있다. RSTP의 백업 포트는 허브로 이루어진 네트워크에서 루핑을 방지하기 위한 포트로 Designated Port의 백업으로 사용된다.

 

BPDU

 

• Topology Change: 네트워크 토폴로지의 변경을 알리는 플래그
• Proposal: 새로운 루트 경로를 제안하는 플래그
• Port Role: 포트의 역할을 나타내는 플래그
• Learning, Forwarding Agreement: 포트 상태 전환을 위한 플래그

 

RSTP의 BPDU는 기본적으로 2초마다 전송된다.

STP와 달리 모든 스위치가 BPDU를 전송한다.

만일 스위치가 3개의 BPDU를 이웃스위치로부터 받지 못한다면 스위치는 연결이 끊어졌다고 판단한다.

 

RSTP Port State Change Mechanism

RSTP를 사용하는 두개의 스위치가 연결될 때 각 스위치는 BPDU 정보를 교환한다.

더 좋은 우선순위를 가진 스위치는 상대 스위치의 포트 상태를 제안하는 메세지를 보내고, 제안을 받은 스위치는 동의 메세지를 보낸다.

이렇게 제안과 동의 메세지를 주고 받으면서 스위치의 Port State를 결정하기 때문에 30초의 대기시간을 가지는 STP보다 빠르게 포트의 State를 Forwarding 상태로 변경 시킬 수 있다.

 

RSTP TC

RSTP에서 TC메세지는 STP와 다르게 모든 스위치를 통해 네트워크에 전파된다.

STP에서는 루트브리지로 TC메세지를 보낸 후 전파하여 RSTP보다 속도가 느리다.

 

설정

# IOU1 IOU2 IOU3
spanning-tree mode rapid-pvst

위와 같이 3개의 스위치에 RSTP를 설정한 후 링크의 다운업 상태를 변경하며 RSTP를 살펴보자.

 

IOU1의 e0/0 포트는 08:11:09에 Down되었다.

 

IOU2는 4초만에 IOU1과의 링크가 끊긴 것을 알아차리고 STP 변화를 시도한다.

RSTP가 아닌 STP를 운영한다면 STP를 보내고 IOU3으로부터 새로운 BPDU를 받는데까지 50초가 걸리게 되겠지만, RSTP는 BackboneFast와 비슷한 기능이 탑재되어 있어서, 우선순위가 안 좋은 BPDU를 받으면 우선순위가 더 좋은 BPDU를 바로 전송해준다.

IOU3으로부터 IOU1의 BPDU를 다시 받아 E0/1을 루트포트로 결정하는 것을 볼 수 있다.

 

이번에는 IOU1에서 IOU3과 연결된 링크를 끊고나서 IOU3의 E0/1 포트를 관찰할 것이다.

 

로그를 살펴보면 IOU1에서 링크가 끊어지고 3초뒤에 IOU3의 A포트가 루트포트로 변경되는 것을 볼 수 있다.

이렇게 직접 연결된 링크가 다운되었을 때 Forward delay(30초)를 기다리지 않고 대체포트를 차단(BLK)에서 즉시 전송상태로 변경하는 Uplink Fast 기능은 RSTP에 기본적으로 활성되어 있다.

 

참고자료

https://haekt-log.tistory.com/36

https://watermelon-sugar.tistory.com/5