[Study29]VLAN STP

 

1) STP가 뭔데?

스위치/브리지 기반 이더넷 네트워크에서 Looping이 생기면 네트워크가 그냥 느려지는 정도가 아니라 망가져요.
STP는 이 루프를 감지하고, 일부 포트를 Blocking해서 루프가 없는 트리 구조로 만들어주는 프로토콜입니다.

루프가 생기면 대표적으로 이런 문제가 터져요.

 

1. Broadcast Storm: 브로드캐스트 프레임이 루프를 타고 무한 증식

2. MAC Address Table 불안정: 동일 MAC이 다른 포트에서 번갈아 학습

3. 이중 Frame 수신: 동일 프레임이 중복으로 들어옴

확인은 보통 이걸로 합니다.

show spanning-tree

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2) STP 종류 

- CST: 전체 스패닝트리를 1개로 운영 

- RSTP: STP 개선 버전 

- PVST / Rapid-PVST(RPVST): VLAN마다 스패닝트리를 따로 운영 

- MSTP: 여러 VLAN을 묶어서 몇 개의 스패닝트리 인스턴스로 운영

 

오늘 실습은 거의 rapid-pvst 기반으로 이해하면 됩니다.

STP 모드를 변경하는 방법은

 

conf t

spanning-tree mode rapid-pvst

 

 

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3) PortFast / Forward Delay

PC를 스위치에 꽂았는데 바로 통신이 안 되고 몇 초 기다려야 합니다. 바로  STP의 상태 전이(listening/learning) 때문에 생기는 지연입니다.
이 지연을 줄여주는 게 PortFast입니다

int range fa0/1-20
spanning-tree portfast

 

 

물론 스위치의 포트 여러개중에서, 진짜로 단말 PC를 꼽을 포트에만 설정 해 주는게 중요합니다.

스위치꼽을건데 이거해주면 안돼요

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4) Root Bridge

STP는 루트 브릿지를 뽑고, 그 루트를 기준으로 모든 스위치가 “가장 좋은 길”을 계산합니다.

만약 직접 루트 브릿지를 설정하려고 하면

spanning-tree vlan 1 priority 4096

 

을해줍니다.

 

벗, 0을 하시면 나중에 더 낮은 걸 설정해야할 때 다바꿔야하므로 설정하지 않도록 해야합니다.

 

 

 

루트 브릿지 선정 기준은 다음과 같습니다.

1) 루트는 VLAN의 게이트웨이가 있는 디스트/코어

- VLAN10의 SVI(게이트웨이)가 Dist1에 있으면 → VLAN10 Root = Dist1

- 게이트웨이가 분산되어 있으면(HSRP/VRRP 등) → Active 게이트웨이 쪽을 Root로 맞추는 설계를 자주 합니다.

 

2) Secondary 루트는 반드시 짝 디스트/코어

Dist1 장애 시 Root가 Access로 내려가면 장애 범위/수렴이 커짐 그래서 Dist2를 Secondary로 고정

 

3) Access는 루트가 절대 되지 않게 “높게” 설정

액세스에서 루트 되면 경로가 꼬이고 운영이 지옥 됩니다.

 

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5) 실습 1: VLAN + Trunk + PVSTP(Rapid-PVST) 루트 분리

네트워크 디폴트 게이트웨이는 이렇게 가정했습니다.

- VLAN 10 → 192.168.0.0/24

- VLAN 20 → 192.168.1.0/24

 

 

VLAN10은 SW-01이 루트

VLAN20은 SW-03이 루트

 

1. 스위치 연결
2. STP 확인
3. PortFast
4. PC 연결
5. VLAN & Trunk
6. rapid-pvst 적용 + VLAN별 루트 지정

스위치별 설정 요약

SW-01

enable
conf t
spanning-tree mode rapid-pvst
spanning-tree vlan 10 root primary

vlan 10
vlan 20

interface range fa0/1-2
spanning-tree portfast
exit

int fa0/1
switchport access vlan 10
int fa0/2
switchport access vlan 20

interface range fa0/11-12
switchport mode trunk
end

 

 

 

SW-02

enable
conf t
spanning-tree mode rapid-pvst

vlan 10
vlan 20

interface range fa0/1-2
spanning-tree portfast
exit

int fa0/1
switchport access vlan 10
int fa0/2
switchport access vlan 20

interface range fa0/11, fa0/13
switchport mode trunk
end

 

SW-03

enable
conf t
spanning-tree mode rapid-pvst
spanning-tree vlan 20 root primary

vlan 10
vlan 20

interface range fa0/1-2
spanning-tree portfast
exit

int fa0/1
switchport access vlan 10
int fa0/2
switchport access vlan 20

interface range fa0/12-13
switchport mode trunk
end

 

 

 

확인 명령어:

show vlan
show interface trunk
show spanning-tree vlan 10
show spanning-tree vlan 20

 

 

여기까지는 결론적으로 같은 VLAN/같은 서브넷끼리 통신되는 상태입니다.

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6) 다른 서브넷(VLAN10 ↔ VLAN20) 통신하려면?

스위치(L2)는 VLAN을 나눌 뿐이고, 서로 다른 서브넷은 라우팅이 필요입니다.
즉, VLAN10(192.168.0.0/24) ↔ VLAN20(192.168.1.0/24)은 라우터(L3)를 거쳐야 합니다.

라우터 물리 인터페이스 2개로 라우팅

conf t
interface gi0/0
ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
no shutdown

interface gi0/2
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown
end

 

 

근데 VLAN이 늘수록 라우터 인터페이스가 계속 필요해집니다... 이는 비효율로 이어지죠

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7) 그래서 나온 게 Router-on-a-Stick(서브 인터페이스)

“트렁크 링크 한 가닥으로 VLAN 여러 개를 라우터가 읽게 하자”
→ 라우터에서 서브 인터페이스 + dot1Q 태깅으로 VLAN을 구분하기로 합니다.

interface gigabitEthernet 0/0.20
encapsulation dot1Q 20
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown

 

요즘은 L3 스위치(MLS)가 흔해서, 실무에선 이걸 꼭 쓰진 않지만 개념적으론 필요하긴 하다고 하네요

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8) Blocking 상태를 “없애는” 게 아니라 “제어”하는 방법: LACP(EtherChannel)

루프가 생기면 STP는 일부 링크를 Blocking합니다
그런데 링크를 여러 가닥 깔아놓고 하나가 막혀버리면 낭비가 크겠죠??

 

여기서 LACP(EtherChannel)가 등장합니다.

 

1. 여러 물리 포트를 하나의 논리 포트(Port-channel)로 묶음

STP 입장에서는 “링크 1개”로 보이니까 루프로 판단해서 막을 이유가 줄고, 동시에 대역폭도 묶여서 늘어나게됩니다.

채널 그룹 구성 (active 권장)

conf t
interface range fa0/1-4
channel-group 1 mode active
end

 

 

확인:

show etherchannel summary
show spanning-tree

중요 포인트: 트렁크 설정은 물리 포트가 아니라 Port-channel에 합니다.

 

conf t
interface port-channel 1
switchport mode trunk
end

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9) L3 스위치(MLS)로 Inter-VLAN Routing

요즘은 라우터 대신 L3 스위치에서 VLAN 간 라우팅을 많이 합니다.

 

1. VLAN 인터페이스(SVI)에 IP를 준다.

interface vlan 20
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
no shutdown

 

 2. 단말 포트에 VLAN을 붙인다.

interface gigabitEthernet 1/0/1
switchport access vlan 10

interface gigabitEthernet 1/0/2
switchport access vlan 20

+ 

제일 중요한 점 : ip routing을 켜야 라우팅 테이블이 생기고 VLAN 간 통신이 됩니다

ip routing

 

이거 안 하면 L3 스위치인데 L2처럼만 동작해서 VLAN 간 통신이 안 된다.

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10) 트렁크 명령 차이: 3560 vs 3650

3560 계열은 trunk encapsulation을 명시해줘야 trunk가 동작하는 경우가 많습니다.

switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk

 

 

 

3650 계열은 대부분 바로 trunk 모드가 잡힙니다.

switchport mode trunk