RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)
- RSTP는 스패닝 트리 프로토콜의 성능 향상을 위해 개발된 프로토콜이다. RSTP는 IEEE 802.1W에서 정의되며 STP와 거의 유사하지만 몇 가지 차이점이 있다.
- RSTP는 STP의 상태 변화 과정을 단순화하여 수행 시간을 단축한다. 이를 위해 RSTP는 포트 상태 전이를 위해 단일 타이머를 사용한다. RSTP는 또한 BPDU(bridge protocol data unit)전송을 최적화하고, BPDU를 송신한 브리지의 우선순위와 같은 추가 정보를 이용하여 브리지 선출 프로세스를 빠르게 수행한다.
- RSTP는 포트 상태 변호를 3가지로 분류한다.
- Discarding state : 불필요한 BPDU를 거부하며 포트를 블로킹한다.
- Learning state : BPDU를 수신하고 학습하지만 네트워크 트래픽을 전달하지 않으며 포트가 블로킹된 상태에서 빠르게 학습한다.
- Forwarding state : 네트워크 트래픽을 전달하며 BPDU를 송신한다.
- 또한 RSTP는 빠른 포트 전환을 위해 루프가 해결된 후 포트 전환을 빠르게 수행하는 기능을 제공한다. 이러한 RSTP의 특성은 스위치의 퍼포먼스 향상과 불필요한 브로드캐스트 트래픽 감소 등의 이점을 제공한다.
Port Fast
- Port Fast는 스위치 포트를 바로 활성화하여 컴퓨터나 네트워크 장비의 부팅 시간을 단축시키는 Cisco의 기술이다. 일반적으로 스위치 포트는 STP에 의해 블록된다. 이것은 스위치에서 STP가 수행되기 때문에 브리지 루프를 방지하기 위함이다.
- 그러나 블록된 스위치 포트는 활성화될 때까지 몇 초 동안 기다려야 하므로 부팅이 느려지거나 네트워크 장비가 잘못 구성되어 있는 경우 네트워크 접속에 문제가 생길 수 있다. Port Fast를 활성화하면 이러한 문제를 방지할 수 있다.
- Port Fast가 활성화되면 스위치 포트가 블록되지 않는다. 대신 스위치 포트는 즉시 활성화되고 STP가 적용되지 않는다. 이는 스위치 포트가 활성화되는 시간을 단축시키므로 네트워크 접속 시간이 단축되며 잘못된 구성으로 인한 문제를 방지할 수 있다.
- Port Fast를 사용할 때는 반드시 주의해야 한다. Port Fast가 활성화된 포트는 브릿지 루프를 방지하지 않기 때문에 네트워크 장비를 연결할 때 브릿지 루프가 발생하지 않도록 주의해야 한다. 또한 Port Fast는 STP의 기능을 제한하기 때문에 브릿지 루프를 감지하지 못하고 잘못된 구성으로 인한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 Port Fast를 사용할 때는 주의해서 사용해야 한다.
UP-link Fast
- UP-link Fast는 스패닝 트리 프로토콜의 빠른 수렴을 위한 Cisco 프로토콜이다. UPlinkFast는 루트 브리지에서 가장 가까운 노드인 브리지나 스위치에서 실행된다 UPlinkFast를 사용하면 노드와 브리지의 연결이 끊어지는 경우 브리지가 다른 경로를 찾아 빠르게 전환하도록 할 수 있다.
- UPlinkFast는 STP의 빠른 수렴을 위한 Cisco의 프로토콜 중 하나이다. 따라서 Cisco 스위치에서만 사용 가능하다.
- UPlinkFast는 다음과 같은 방법으로 동작한다.
- UPlinkFast 브리지는 다른 브리지에 BPDU를 보내지 않는다.
- UPlinkFast 브리지는 루트 브리지에서 BPUD를 수신하지 못하면, 루트 브리지로의 경로가 실패한 것으로 판단하고, 새로운 루트 브리지를 찾기 위해 topology chang BPDU를 보낸다.
- UPlinkFast 브리지는 BPDU를 수신하지 못한 것으로 판단하고, 다른 브리지로부터 BPDU를 받으면, topology change detected 메시지를 보내고, 수신한 BPDU로부터 루트 브리지가 변경되었는지를 확인한다.
- 루트 브리지가 변경되었다면, UPlinkFast 브리지는 새로운 루트 브리지로의 경로를 찾는다. 경로는 UPlinkFast 브리지에서 가장 가까운 브리지로 부터 다시 루트 브리지로 가는 경로를 의미한다.
- UPlinkFast 브리지는 새로운 루트 브리지로의 경로를 찾은 후, 빠른 수렴을 위해 이 경로를 사용한다. 이때, UPlinkFast 브리지는 루프가 발생하지 않도록 경로를 검사하고, 루트 브리지로 가는 경로를 찾을 수 없으면 노드 간 연결을 차단한다.
Backbone Fast
- Backbone Fast는 STP의 기능 중 하나로, 스패닝 트리 재계산 시간을 최소화하여 전체 네트워크 성능을 향상시키는 기능이다.
- STP는 네트워크 토폴로지의 루프를 방지하기 위해 하나의 경로만 사용하도록 한다. 이를 위해 STP는 브리지 간 링크를 차단하고 루프가 없는 경로만 활성화 한다. 그러나 STP의 재계산 시간이 오래 걸리면, 브리지에서 포트의 상태가 변경될 때마다 전체 스패닝 트리가 다시 계산되기 때문에 불필요한 네트워크 지연이 발생할 수 있다.
- 이러한 문제를 해결하기 위해 Backbone Fast는 브리지의 루트 브리지로 가는 경로가 차단되어 있는 경우, 다른 경로로 루트 브리지에 대한 링크를 빠르게 전환한다. 이를 위해 브리지는 루트 브리지에 대한 링크를 미리 연결해 두고, 이 링크가 차단되어 있는 경우에는 미리 연결해 둔 링크를 사용하도록 한다. 이렇게 함으로써 STP의 재계산 시간을 줄이고 네트워크 성능을 향상시킬 수 있다.
- Backbone Fast는 빠른 링크 전환을 가능하게 하므로, 브리지 간의 연결이 중요한 네트워크에서 사용된다. 그러나 이 기능을 사용하면 스패닝 트리가 불안정해질 수 있으므로 주의해서 사용해야 한다. 또한 Backbone Fast는 RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)에서는 더 이상 사용되지 않으며, 대신 Edge Port와 Uplink Fast가 사용된다.
