MST(Multiple Spanning Tree)

MST 실습 토폴로지

 

[학습목표]

1. MST가 필요한 이유

2. CIST, MSTI

3. MST BPDU

 

1. MST(Multiple Spanning Tree)가 필요한 이유

STP(Spanning Tree Protocol) 및 그 변형들(RSTP, PVST 등)은 브로드캐스트 스톰 방지와 네트워크 루프 제거를 위해 설계되었다. 그러나 VLAN 기반 네트워크 환경에서 기존 STP 방식은 한계점을 가진다.

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1) 기존 STP의 한계

VLAN 트래픽 효율성 부족 : PVST+(Per VLAN Spanning Tree Plus)는 각 VLAN마다 별도의 스패닝 트리를 생성하므로, 스위치 CPU와 메모리 리소스를 소모한다.

부하 분산 제한 : PVST+ 환경에서는 모든 VLAN 트래픽이 동일한 링크를 통해 전송될 가능성이 높아, 링크 부하 분산이 비효율적이다.

 

2) MST의 필요 이유

MST는 VLAN을 그룹으로 묶어 MST 인스턴스(MSTI)별로 하나의 스패닝 트리를 생성하므로

아래와 같은 이점을 제공한다.

리소스 절약: VLAN 그룹화로 인해 트리 생성 및 유지 비용 감소.

부하 분산: 여러 MST 인스턴스에 VLAN을 분배하여 네트워크 트래픽 부하를 효율적으로 분산.

확장성: 대규모 VLAN 환경에서도 적은 수의 MSTI로 관리 가능.

호환성: 기존 RSTP와 호환되며, RSTP의 빠른 수렴 속도를 그대로 유지.

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2. CIST와 MSTI

MST는 CIST(Common and Internal Spanning Tree)와 MSTI(Multiple Spanning Tree Instance) 이 2가지로

작동한다.

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1) CIST (Common and Internal Spanning Tree)

MST 영역 전체에서 모든 MSTI를 포함하는 기본 스패닝 트리이다.

호환성을 보장(PVST+나 RSTP와 통신).

CIST Root 스위치(전체 스위치에서 하나) 와 CIST 영역별 Root 스위치(영역 별로)를 가진다.(아래 사진 참조)

SW1 CIST Root switch

 

SW1(config)#spanning-tree mst 0 priority 0

위 명령어를 통해 SW1을 CIST Root 스위치로 설정하고 영역 B에서 CIST Root 스위치로 경로값이 가장 작은

SW3이 CIST 영역 Root 스위치가 된 모습니다.(아래 사진 참조)

SW3 CIST B영역 Root switch

2. MSTI (Multiple Spanning Tree Instance)

MST 영역 내부에서 VLAN을 그룹화하여 만든 독립적인 스패닝 트리 인스턴스다.

각 MSTI는 특정 VLAN 집합에 대해 별도의 스패닝 트리를 유지한다.

 

SW3(config)# spanning-tree mode mst

SW3(config)#spanning-tree mst configuration 

SW3(config-mst)#name B

SW3(config-mst)#instance 1 vlan 50,60

SW3(config-mst)#instance 2 vlan 70,80

SW3(config-mst)#revision 1

SW3(config)#spanning-tree mst 1-2 priority 0

위 명령을 통해 SW3을 instance 1,2를 생성해 vlan을 매핑하고

영역B instance 1,2에 대한 루트 스위치를 SW3으로 만든 모습이다.(아래 사진 참조)

SW3 Instance 1,2 Root switch

 

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3. MST BPDU (Bridge Protocol Data Unit)

 

MST BPDU는 MST 환경에서 스패닝 트리 정보를 교환하는 데 사용되는 프로토콜 이다.

기존 STP/RSTP BPDU와 유사하지만, CIST와 MST 설정 정보를 추가로 포함한다.

MST BPDU는 CIST Root 스위치, CIST 영역 Root 스위치, MSTI Root 스위치만 BPDU를 전송한다.

서로 다른 영역간에는 CIST BPDU만 전송한다.(아래 사진 참조)

 SW3이 받는 mst bpdu를 debug한  사진인데, MST[1],MST[2] 정보를 제외한 MST[0]에 대한 bpdu만 받는 모습니다.

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1) 주요 필드

BPDU 버전과 타입

버전값이 2 타입 값이 2이면 RSTP BPDU를 나타내고

버전값이 3 타입 값이 2이면 MSTP BPDU를 나타낸다.

Region Identifier

MST 영역 이름(Region Name), Revision Number, VLAN 매핑 정보를 포함.

동일한 Region Identifier를 가진 스위치들만 같은 MST 영역으로 간주.

MSTI 정보(MST 설정 ID, MSTI 설정 메시지 등)

각 MSTI의 우선순위와 경로 비용 등 트리 구성 정보.

CIST 정보

네트워크 전체의 CIST 구성에 대한 정보.

MST 영역 간의 루트 브리지(CIST Root) 정보를 포함.

SW2에서 캡쳐한 SW1로 부터 받는 MST BPDU 패킷 사진이다.(위 사진 참조)

MST BPDU 하나에 CIST,MSTI 정보가 다 들어가 있는걸 볼 수 있다.

 

2) BPDU 역할

MST 설정의 일관성을 확인.

CIST와 MSTI 간의 트래픽 경로를 동기화.

루프 방지를 위한 MST 트리 구조 관리.

 

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Key point

MST는 영역 별로 인스턴스를 만들어 부하분산을 해 리소스와 관리에 용이하다.

CIST Root를 통해 전체 스위치 연결성과 호환성을 보장한다.