이더넷 스패닝 트리 제한: E 시리즈 카드

소개

이 문서에서는 스패닝 트리 규칙 중 일부를 설명하고 규칙이 VLAN 할당에 미치는 영향에 대해 설명합니다. 이 문서는 ONS 15454에서 스패닝 트리 및 이더넷 회로 프로비저닝을 위한 완전한 설명서가 아닙니다. 대신 다음 문서를 참조하십시오.

• 특정 VLAN 할당이 실패하는 이유를 설명합니다.

• 더 나은 네트워크 설계에 사용할 수 있는 권장 사항을 제공합니다. 이 권장 사항을 사용하면 회로를 계획하고 구현할 때 스패닝 트리 제한을 고려할 수 있습니다.

• 회로를 수정하거나 생성할 때 스패닝 트리 제약 조건이 발생할 경우 해결 방법을 제안합니다.

사전 요구 사항

요구 사항

다음 주제에 대한 지식을 보유하고 있으면 유용합니다.

• Cisco ONS 15454

• STP(Spanning Tree Protocol)

사용되는 구성 요소

이 문서의 정보는 다음 소프트웨어 및 하드웨어 버전을 기반으로 합니다.

• Cisco ONS 15454 버전 4.6.x 이상

이 문서의 정보는 특정 랩 환경의 디바이스를 토대로 작성되었습니다. 이 문서에 사용된 모든 디바이스는 초기화된(기본) 컨피그레이션으로 시작되었습니다. 현재 네트워크가 작동 중인 경우, 모든 명령어의 잠재적인 영향을 미리 숙지하시기 바랍니다.

표기 규칙

문서 규칙에 대한 자세한 내용은 Cisco 기술 팁 표기 규칙을 참고하십시오.

배경 정보

STA(Spanning Tree Algorithm)의 주요 기능은 이중화 링크가 브리지 네트워크에서 생성하는 루프를 잘라내는 것입니다. STP가 네트워크 호스트 간의 다중 경로를 탐지하면 STP는 하나의 경로만 존재할 때까지 포트를 차단합니다.

STA는 ONS 15454의 옵티컬 인터페이스에서 기본적으로 활성화되어 있습니다. 이더넷 카드의 전면 포트에서 STA를 구성할 수도 있습니다.

ONS 15454의 스패닝 트리 규칙에서는 특정 VLAN 할당 제약 조건을 준수하지 않는 경우 새 회로를 생성하거나 기존 회로를 수정할 수 없습니다. 그러나 이 규칙은 잘못 설계된 네트워크로 이어질 수 있는 일부 회로 컨피그레이션을 방지하지 않습니다. 네트워크를 설계할 때 이러한 컨피그레이션을 고려해야 합니다.

VLAN 할당 실패

문제 설명

ONS 15454의 스패닝 트리 소프트웨어는 공유 리소스인 TCC(Timing, Communications and Control)에서 실행됩니다.

참고: 이 문서에서는 일반적으로 TCC를 사용하여 카드의 모든 변형을 참조합니다.

각 노드에는 최대 8개의 스패닝 트리 인스턴스가 있을 수 있습니다. 노드당 스패닝 트리 인스턴스의 수를 최소화하기 위해 VLAN 기준 대신 회로 단위로 스패닝 트리 인스턴스를 매핑할 수 있습니다. 회로는 하나의 스패닝 트리 인스턴스에만 매핑할 수 있습니다. 회로에 VLAN 집합을 할당할 수 있습니다.

ONS 15454 소프트웨어는 다음 기능도 지원합니다.

• 스패닝 트리 인스턴스의 자동 생성

• 부분적으로 겹치는 VLAN이 있는 회선

• 스패닝 트리를 축소하는 기능

이러한 기능을 지원하기 위해 그리고 회로 단위로 스패닝 트리 인스턴스를 매핑하기 때문에 회로를 생성하거나 수정할 때 이러한 확인이 적용됩니다.

• 신규 또는 수정된 회로의 VLAN 세트는 다른 기존 회로의 VLAN 세트와 일치해야 합니다.

• 새 회로나 수정된 회로의 VLAN 집합이 기존 회로의 VLAN 세트와 겹치는 경우 두 회로는 동일한 스패닝 트리 인스턴스를 사용합니다.

• 새 회로나 수정된 회로의 VLAN 집합이 동일한 스패닝 트리를 실행하는 다른 기존 회로의 VLAN 세트와 겹치는 경우 모든 회로는 동일한 스패닝 트리 인스턴스를 사용합니다.

• 새 회로나 수정된 회로의 VLAN 집합이 다른 스패닝 트리 인스턴스를 실행하는 다른 기존 회로의 VLAN 집합과 겹치는 경우 VLAN 할당은 실패합니다.

표 1에는 성공적인 VLAN 지정의 예가 나와 있습니다.

표 1 - VLAN 할당 성공

회로	VLAN 집합	설명	스패닝 트리 인스턴스
C1	10, 20	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 1
C2	30	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 2
C3	20, 40	20은 C1에서 20과 일치하므로 C1과 동일한 스패닝 트리 인스턴스입니다.	STP 1
C4	30, 50	30은 C2에서 30과 일치하므로 C2와 동일한 스패닝 트리 인스턴스입니다.	STP 2
C5	60	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 3
C6	30, 50, 70	30 및 50은 C4의 30 및 50과 일치하며, C4와 동일한 스패닝 트리 인스턴스	STP 2

표 2는 VLAN 할당 실패의 간단한 사례를 보여줍니다.

표 2 - VLAN 할당 실패

회로	VLAN 집합	설명	스패닝 트리 인스턴스
C1	10	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 1
C2	20	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 2
C3	10, 20	10은 C1의 10과 일치하고 20은 C2의 20과 일치합니다. C1과 C2는 서로 다른 스패닝 트리 인스턴스에 속합니다. 따라서 VLAN 할당이 실패합니다.	실패

C3은 C1 및 C2의 VLAN 세트와 일치하지만 C1과 C2는 서로 다른 스패닝 트리 인스턴스를 실행하므로 두 번째 예에서는 VLAN 할당이 실패합니다.

회로 생성 중에 VLAN 할당이 실패하면 "VLAN/스패닝 트리 위반" 오류가 나타납니다(그림 1 참조).

그림 1 - VLAN/스패닝 트리 위반

마찬가지로 회로를 편집하려고 시도하는 동안 VLAN 할당이 실패하면 오류 메시지가 나타납니다(그림 2 참조).

그림 2 - VLAN 세트를 할당할 수 없음

권장 사항

문제 설명 섹션에 언급된 제한의 결과, 겹치는 VLAN 세트가 있는 회로를 추가하는 순서는 매우 주의해야 합니다. 나중에 제약 조건을 방지하기 위해 먼저 VLAN 세트가 더 큰 회로를 추가할 수 있도록 VLAN 할당을 계획하는 것이 좋습니다. 이러한 회로는 중복 가능성이 더 높습니다. 이렇게 하면 나중에 겹치는 VLAN이 설정된 회로를 추가하면 회선이 동일한 스패닝 트리로 축소됩니다.

표 2의 예를 들어 보겠습니다. C3을 먼저 프로비저닝한 다음 C1 및 C2를 프로비저닝하는 것이 좋습니다. 또는 동일한 효과를 갖는 C3-C2-C1 순서로 회로를 프로비저닝할 수 있습니다. 자세한 내용은 표 3을 참조하십시오.

표 3 - 회선 프로비저닝을 위한 권장 주문

회로	VLAN 집합	설명	스패닝 트리 인스턴스
C3	10,20	새 스패닝 트리 인스턴스	STP 1
C1	10	10은 C3의 10과 일치하고 C3과 동일한 스패닝 트리 인스턴스를 찾습니다.	STP 1
C2	20	20은 C3의 20과 일치하고 C3과 동일한 스패닝 트리 인스턴스	STP1

이더넷 카드의 전면 포트에 스패닝 트리를 적용할 때도 동일한 논리가 적용됩니다.

잘못된 순서로 프로비저닝된 회로에 대한 해결 방법

권장 주문에서 프로비저닝하지 않은 회로를 수정해야 할 경우 VLAN 할당 오류를 방지하려면 이 해결 방법을 사용합니다. 기존 회로에 팬텀 VLAN을 할당합니다.

Phantom VLAN은 트래픽을 전달하지 않는 사용되지 않는 VLAN을 나타냅니다. 팬텀 VLAN을 추가하면 스패닝 트리가 동일한 인스턴스로 축소됩니다. 범위를 잘못 차단하지 않도록 네트워크 설계를 신중하게 고려하십시오. 네트워크의 복잡성과 설계에 따라 트래픽 적중은 불가피한 경우가 있습니다.

두 VLAN을 동일한 스패닝 트리로 축소해야 하는 일반적인 예는 "덤벨" 시나리오입니다. 덤벨 시나리오에서는 선형 구성을 사용하여 두 개의 VLAN과 두 개의 링(예: V10 및 V20)을 결합합니다. 루프를 방지하려면 두 링에 조인하는 회로를 추가하기 전에 각 노드의 회로가 동일한 스패닝 트리로 축소되도록 합니다.

그림 3 - 덤벨 시나리오

예를 들어 노드 1의 초기 VLAN 할당이 다음과 같이 있다고 가정합니다.

• C1: V10 STP 1

• C2: V20 STP 2

가능한 해결 방법은 다음과 같습니다.

1. C1에 Phantom VLAN(V99)을 추가합니다.

   • C1: V10, V99 STP 1

   • C2: V20 STP2

2. C2에 Phantom VLAN(V99)을 추가합니다.

   • C1: V10, V99 STP 1

   • C2: V20, V99 STP 1

3. VLAN V10 및 V20을 사용하여 새 회선 C3을 추가합니다.

   1. C1: V10, V99 STP 1

   2. C2: V20, V99 STP 1

   3. C3: V10, V20, V99 STP1

4. C1 및 C2에서 팬텀 VLAN을 제거합니다.

   1. C1: V10 STP 1

   2. C2: V20 STP 1

   3. C3: V10, V20 STP1

   그림 3은 최종 VLAN 토폴로지를 나타냅니다.

잘못된 회로 컨피그레이션

회로 생성 또는 수정이 성공했다는 것은 VLAN 할당이 회로 스패닝 트리별 매핑 규칙을 통과한다는 것을 의미하지만 회로 컨피그레이션이 유효하다는 것을 보장하지는 않습니다. 스패닝 트리를 붕괴하더라도 잘못 설계된 네트워크를 해결할 수 없습니다. 이 점을 설명하는 몇 가지 시나리오가 있습니다.

시나리오 1

이 첫 번째 시나리오는 노드 1과 노드 2로 구성되며, 두 개의 회로는 C1과 C2입니다. 회로 C1은 VLAN V10과 V20을 전달하며 회로 C2는 VLAN V20을 전달합니다(그림 4 참조). 루프가 V20 도메인에 있지만 V10 도메인에는 루프가 없습니다. 그러나 하나의 스패닝 트리로 회선이 축소되어 스팬 중 하나가 차단됩니다. 다음은 어떤 스팬 중 하나가 차단되었는지 결정하는 요소입니다.

• 백엔드 포트의 MAC 주소

• 회로 크기

• 회선 생성 순서

회선 C1이 차단되면 V10 트래픽이 흐르지 않습니다. 따라서 스패닝 트리 제한에서는 이 네트워크 설계가 유효하지 않습니다.

그림 4 - 잘못된 구성: 시나리오 1

시나리오 2

두 번째 시나리오는 노드 1과 노드 2와 세 개의 회로 C1, C2 및 C3 회로 2개로 구성됩니다. 여기에서는 회로를 올바른 순서로 생성합니다(표 2 참조). 그러면 회로 프로비저닝이 성공하고 모든 회로가 동일한 스패닝 트리에 있습니다. 회로 C1은 VLAN V10과 V20을, C2는 VLAN V10을, C3는 VLAN V20을 전달합니다(그림 5 참조).

스패닝 트리 매개변수가 올바르다고 가정합니다. 예를 들어 C1이 다른 회선보다 넓은 경우 발생할 수 있습니다. C2와 C3은 차단되고 노드 1과 노드 2 사이의 모든 트래픽 플로우가 차단됩니다. 이후에 C1을 제거하면 C2와 C3은 동일한 스패닝 트리를 계속 실행합니다. C1을 삭제하면 VLAN V10 또는 VLAN V20이 차단됩니다. 또한 스패닝 트리 제한에서는 이 네트워크 설계가 유효하지 않습니다.

그림 5 - 잘못된 구성: 시나리오 2

시나리오 3

이 예는 2개의 회로가 있는 4노드 시스템으로 구성됩니다. 회로 C1은 VLAN V10 및 V20을 전달하는 반면 C2는 VLAN V10, V20 및 V30을 전달합니다. 두 회로의 VLAN 집합이 겹치기 때문에 두 회로는 모두 동일한 스패닝 트리 인스턴스를 실행합니다. V10 및 V20 도메인은 루프를 포함합니다. 따라서 스팬 중 하나가 차단됩니다. 차단된 범위가 C1이면 모든 VLAN이 흐릅니다. 이 컨피그레이션은 정상이지만 V30에 대해 어떤 보호도 제공되지 않는다는 문제가 있습니다. C2 span이 실패하면 V10 및 V20 플로우가 C1을 통과하지만 V30에 대한 경로는 없습니다.

그림 6 - 잘못된 구성: 시나리오 3

Point-to-Point 연동 회로

스패닝 트리를 축소하면 동일한 노드 집합을 포괄하지만 다른 "Unstitched" 카드에서 발생하는 지점 간 회로에 문제가 발생합니다. "Single-card EtherSwitch"라고도 하는 "Unstitched" 모드에서는 각 카드가 ONS 15454 내에서 단일 스위칭 엔티티로 유지됩니다. 그러나 서로 다른 "Unstitched" 카드를 스팬하는 두 회로가 동일한 VLAN ID를 사용하는 경우 회로는 여전히 동일한 스패닝 트리 인스턴스로 축소되며 그 중 하나가 차단됩니다. 그림 7은 이 문제를 보여줍니다.

그림 7 - Point-to-Point 연동 회로의 예

이 예에서 C2는 차단되므로 라우터 3과 라우터 4 간의 트래픽 플로우는 발생하지 않습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Cisco는 ONS 15454 버전 3.3 이상에서 회로별 끄기 기능("VLAN 재사용"이라고도 함)을 도입했습니다. 이 기능을 사용하면 단일 회선에 따라 STP를 비활성화하거나 활성화할 수 있습니다. STP를 비활성화하면 서로 다른 "Unstitched" 카드를 사용하는 여러 Point-to-Point 회로가 차단되지 않고 동일한 VLAN ID를 사용할 수 있습니다.

스패닝 트리를 비활성화하려면 Circuit Creation(회선 생성) 화면에서 Enable Spanning Tree(스패닝 트리 활성화) 확인란을 선택하지 마십시오(그림 8의 빨간색 사각형 참조).

그림 8 - 회로 생성: 스패닝 트리 사용 안 함

스패닝 트리 할당 표시

CTC를 통해 스패닝 트리 할당을 표시하려면 다음 단계를 완료하십시오.

1. CTC(Cisco Transport Controller)에 로그인합니다.

   그림 9 - 스패닝 트리 할당

   

2. Maintenance(유지 관리)를 클릭합니다(그림 9의 화살표 A 참조).

3. 이더 브리지를 클릭합니다(그림 9의 화살표 B 참조).

4. Circuits(회선)를 클릭합니다(그림 9의 화살표 C 참조).

   디스플레이에는 유형, 회로 이름/포트, STP ID 및 VLAN이 포함됩니다.

관련 정보

• 기술 지원 및 문서 − Cisco Systems