[Switch] MSTP ||| Musket-o

Multiple Spanning Tree Protocol

그동안 학습한 STP와 RSTP는 VLAN 하나 당 1개의 스패닝 트리가 동작한다. VLAN이 200개라면, 200개의 스패닝 트리가 돌아간다는 의미이자 2초마다 200개의 BPDU를 수신한다는 의미이다.
왠지 Switch에 부담이 가지 않을까 싶다..

다행히 이런 문제점을 해결하기 위해 나온 프로토콜이 있으니,,
이름하여 MSTP다. 여러 개의 VLAN을 묶어 하나의 스패팅 트리만 동작되도록 하는 것이다.
VLAN 묶는다면 묶인 VLAN을 셀 때 필요한 단위가 있을거고, 여러 개의 Switch 중 하나는 대표 역할을 해야할 것이다. 그래야 관리하기 쉬울 테니 말이다.

MSTP 단위
CIST와 MSTI
MSTP 동작과정
MSTP의 BPDU
MSTP 설정

1. MSTP 단위

VLAN 여러 개를 묶으면, Instance
Instance 여러 개를 묶으면, Region

Instance 당 1개의 스패닝 트리가 동작한다.

참고로, 동일 VLAN 번호일지라도 서로 다른 Instance에 속할 수 있다.

2. CIST와 MSTI

MSTP에는 2가지 스패닝 트리가 사용된다.

CIST

Common and Internal Spanning Tree

전체 Switch 네트워크를 루프없이 연결하는 목적을 갖고 있다.
전체 Switch 네트워크의 통신 경로를 설정한다.
CIST Root Switch – 1개
CIST Regional Root Switch – Region별 1개

MSTI

Multiple Spanning Tree Instance

Region의 각 Instance 통신 경로를 설정한다.
Root Switch – MST Instance별 1개

3. MSTP 동작과정

CIST 스패닝 트리의 동작 과정

각 Switch는 특정 VLAN ID를 특정 MSTI에 할당하는 ‘MST Configuration ID’를 광고한다.
Bridge ID와 Path Cost를 이용해 CIST를 구성한다.
① 전체 LAN에서 ‘CIST Root Switch’ 1개 선택
② 각 Switch와 LAN에서 CIST Root까지의 최소값 경로 선택
여기서 각 Region 별로 CIST Root까지 최소 경로값을 갖는 Switch가 ‘CIST Regional Root Switch’가 된다.

CIST의 포트 역할
– CIST Root Port: CIST Regional Root Switch를 통해 CIST Root Switch로 가는 최소 경로값을 가진 포트
– CIST Designated Port: 접속된 LAN에서 CIST Root Switch까지 최저 경로값을 가진 포트
– CIST Alternate Port / Backup Port: 타 Switch / 포트 또는 LAN에 장애가 발생했을 때 사용되는 포트

CIST의 특징
모든 Switch를 하나의 네트워크로 연결한다.
(=각 Region을 하나로 연결한다.)
영역내부 경로가 영역외부 경로보다 우선된다.

MSTI 스패닝 트리의 동작 과정

각 Region에서 MSTI Root Switch 1개를 선택한다.
각 Switch에서 MSTI Root로 가는 최저 경로값을 선택한다.

MSTI의 포트 역할
– MSTI Root Port: MSTI Root Switch까지 최소 경로값을 가진 포트
– MSTI Designated Port: 접속된 LAN에서 MSTI Root Switch까지 최저 경로값을 가진 포트
– MSTI Master Port: Region 외부에 있는 CIST Root Switch와 연결된 포트
– MSTI Alternate Port / Backup Port: 타 Switch/포트 또는 LAN에 장애가 발생했을 때 사용되는 포트

4. MSTI BPDU

출처: MSTP protocol frames, https://techhub.hpe.com/eginfolib/networking/docs/switches/10500/cg/5200-1896_l2-lan_cg/content/470790451.htm

MSTP BPDU이므로
– Protocol Version ID는 3, BPDU Type은 2이다.
– Flags (CIST Flag): RSTP의 Flag와 동일한 Flag 값을 가진다.
– CIST Root ID: 전체 Switch 네트워크의 Root Switch ID
– CIST Path Cost: CIST 외부의 Root Switch까지의 경로값
– Bridge ID:
MSTP일 때, CIST Regional Root Switch ID
RSTP/STP일 때, Designated Switch ID
– MST Configure ID: 동일 VLAN에 소속된 Switch들끼리는 VLAN 번호와 Instance 매핑 정보가 동일해야한다. 아래의 내용을 담고 있다.
Selector(1 Byte): 항상 값 0
Configuration name(32 Byte): 가변
Revision level(2 Byte)
Configuration Digest(16 Byte): MSTP Configuration Table로부터 생성된 MD5 Signature.
– CIST Bridge ID: BPDU를 전송하는 Switch의 Bridge ID
– MSTI Configuration Messages: Region 내 Instance 별로 스패닝트리를 계산할 때 사용한다.

5. MSTP 설정

[기본 MSTP 설정]

Switch(config)# spanning-tree mode mst
Switch(config)# spanning-tree mst configuration
Switch(config-mst)# name <name>
Switch(config-mst)# instance <INSTANCE_NUM> vlan <VLAN_NUM>
Switch(config-mst)# instance 1 vlan 101-102 #(예시)#
Switch(config-mst)# revision 1
Switch(config-mst)# exit

[MSTP 우선순위 설정]

Switch(config)# spanning-tree mst 0 priority 0
Switch(config)# spanning-tree mst 1 priority 0

1: CIST Root Switch 설정
2: Instance 1의 Root Switch 설정

[MSTP 설정 확인]

Switch# show spanning-tree mst 0
Switch# show spanning-tree mst 1(or 2)

1: CIST 스패닝 트리 동작 확인
2: MSTI 스패닝 트리 동작 확인

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