전기전자/정보통신

日経 NETWORK_2026.04호 (p30-33)

STP는 저물고 RSTP와 MSTP가 주류로
이중화는 스택 기술과 LAG로 구현

STP는 현재 후속 규격으로 대체되고 있다. 그 이유는 Part 2에서 설명한 바와 같이, STP에서는 블로킹 포트를 결정하기까지 최대 50초가 걸린다는 점에 있다. 이 때문에 네트워크 장애가 발생했을 때 새로운 경로로 전환되기까지 50초가 걸리는 경우가 있다.

UNIADEX의 계정 서비스 제1본부의 고지마(小島) 씨는 “STP는 VLAN을 사용할 경우 관리가 복잡하다”고 문제점을 제시했다. 경로 재결정 시간의 단축과 VLAN 환경에서의 사용 편의성, 이 두 가지 과제를 모두 해결한 후속 규격으로서 RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)와 MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)가 현장에서 확산되고 있다.

한편, 고지마 씨는 STP와 그 후속 규격이 이중화(Redundancy) 목적으로 사용하는 방식이 ‘저물었다’고도 지적한다. STP는 루프 구조 네트워크에서 브로드캐스트 스톰을 방지하면서, 장애 발생 시 경로를 적절히 전환할 수 있기 때문에 실질적으로 이중화 프로토콜로서 동작한다. 하지만 현재는 루프 구조 네트워크에서도 이중화 목적이라면 STP를 사용하지 않고 구축하고 있다는 것이다.

STP의 후속 규격과 STP를 사용하지 않는 이중화, 각각의 메커니즘을 살펴보자.

-- ‘예비 포트’로 바로 전환한다 --
후속 규격 중 하나인 RSTP의 특징은 장애가 발생했을 때 전환할 루트 포트의 ‘예비 포트’를 미리 지정해 둔다는 점이다. 장애가 발생한 뒤에 루트 포트를 다시 선택하는 STP와 비교하면 큰 차이라고 할 수 있다.

RSTP의 메커니즘을 이해하기 위해 우선 포트의 역할을 확인해 보자. RSTP에서 포트의 역할은 STP의 역할과 일부 다르다. 루트 포트와 지정 포트는 공통적이지만, ‘대체 포트’는 STP에는 없는 것으로 루트 포트의 예비 역할을 수행한다. 평상시에는 블로킹 포트로서 기능하지만, 루트 포트를 사용할 수 없게 되면 즉시 새로운 루트 포트로서 그 역할을 이어받는다.

‘백업 포트’도 STP에는 없는 포트다. 평상시에는 블로킹 포트로 기능하며, 지정 포트의 예비 역할을 수행한다. 백업 포트는 RSTP를 구성하는 스위치가 동일한 세그먼트에 여러 포트로 연결되는 경우에 설정한다. 예를 들어 리피터 허브 등을 통해 여러 포트로 연결하는 경우다.

다음으로 포트 상태도 확인해 보자. STP에는 5가지 상태가 있었지만 RSTP에서는 한층 심플해져 ‘디스카딩’, ‘러닝’, ‘포워딩’의 3가지 형태가 된다. 디스카딩은 데이터 프레임을 전송하지 않고, BPDU만 수신하는 상태를 말한다. STP의 블로킹, 리스닝, 디세이블의 3가지 상태를 RSTP에서는 디스카딩으로 통합했다.

RSTP에서는 네트워크 장애 시 통신 경로가 어떻게 전환되는 걸까? 예상되는 네트워크는 ‘루프 구성을 가진 3대의 스위치 중 루트 브리지인 스위치 A가, 평상시에는 스위치 C의 대체 포트에서 통신을 차단하고 있는 상태’다.

이때 스위치 A와 스위치 C 사이에 장애가 발생해 스위치 C의 루트 포트가 링크 다운(단선)되면, 스위치 C의 대체 포트가 즉시 루트 포트로 전환된다. 스위치 C의 루트 포트를 백업할 예비 대체 포트가 미리 정해져 있기 때문에 즉시 전환할 수 있는 것이다. 대기 시간을 두고 포트 역할을 다시 정하는 STP와의 큰 차이점이다.

이어서 또 다른 후속 규격인 MSTP에 대해 살펴보자. MSTP는 STP보다 더 빠르게 경로를 전환할 수 있는 프로토콜이며, 기본적인 구조는 RSTP와 동일하다. 하지만 VLAN을 관리하는 기능에는 큰 차이가 있다.

MSTP는 여러 VLAN을 ‘인스턴스’라는 단위로 묶어 관리한다. VLAN마다 STP를 설정해야 하는데, 예를 들어 VLAN10과 VLAN20을 ‘인스턴스1’, VLAN30과 VLAN40을 ‘인스턴스2’로 묶고, 인스턴스별로 STP를 설정하면 관리 효율을 높일 수 있다.

-- 이중화 기술을 활용해 루프를 차단한다 --
이제부터는 네트워크를 STP를 사용하지 않고 어떻게 루프 구성을 하여 이중화를 하는지 살펴보자. 구체적으로는 여러 스위치와 회선을 가상으로 하나의 것으로 처리하는 2개의 기술을 조합해 실현한다.

첫 번째 기술은 여러 대의 스위치를 하나의 스위치로 인식시키는 것이 ‘스택 기술’이다. 예를 들어 2대의 물리 스위치를 전용 ‘스택 케이블’로 연결하면 1대의 가상 스위치로 동작하게 만든다. 이를 통해 스위치 2대 중 하나가 고장 나더라도 가상 스위치로서 계속 작동할 수 있다.

두 번째 기술은 여러 개의 물리 회선을 하나의 논리 회선으로 사용하는 기술인 ‘링크 애그리게이션(LAG: Link Aggregation)’이다. 하나의 LAN 케이블이 끊어지거나 하나의 LAN 포트가 고장 나더라도, 다른 LAN 케이블이나 LAN 포트를 사용해 통신을 지속할 수 있다.

링크 애그리게이션에서 여러 물리 케이블을 하나의 논리 회선으로 처리할 경우, 프레임은 여러 물리 케이블에 분산된다. 따라서 이중화뿐만 아니라 통신의 부하 분산 효과까지도 기대할 수 있다.

2대의 스위치를 2개의 케이블로 연결하는 구성을 가정하고, 링크 애그리게이션 흐름을 자세히 살펴보자. 우선 스위치 A와 B에서 각각 LAN 케이블을 연결하는 포트의 링크 애그리게이션 기능을 활성화해 둔다. 이를 통해 2개의 케이블이 가상으로 하나의 회선이 되며, 케이블을 이중화할 수 있다.

스위치 A는 각각의 케이블에 프레임을 분산시켜 전송하므로 부하 분산 효과도 기대할 수 있다. 프레임을 수신한 스위치 B는, 이를 적절한 목적지 포트로 전송한다.

엔터프라이즈용 네트워크 장비와 PC 및 서버용의 고성능 NIC(Network Interface Card) 등이 링크 애그리케이션을 지원하고 있다.

-- LAG와 스택 기술을 병용해 이중화 구현 --
스택과 링크 애그리게이션을 결합하면 어떤 네트워크가 완성될까? 여기서는 4대의 물리 스위치(A~D)로 구성된 네트워크를 가정한다. 물리적으로는 루프 구조이며, 그대로 운용하면 브로드캐스트 스톰이 발생할 것이다.

우선 스위치 A와 스위치 B를 스택 케이블로 연결하고, 1대의 가상 스위치 E를 구성한다. 스위치 C와 스위치 D 역시 물리적으로 스위치 A와 B에 LAN 케이블을 연결하고 있지만, 논리적으로 보면 스위치 C와 스위치 D는 가상 스위치 E에 연결되어 있는 상태다.

여기서 스위치 C와 스위치 A 및 B를 연결하는 2개의 LAN 케이블과, 스위치 D와 스위치 A 및 B를 연결하는 2개의 LAN 케이블을, 링크 애그리게이션으로 논리적으로 각각 1개의 케이블로 취급한다. 이렇게 하면 물리적으로는 2대의 스위치에 연결해 이중화하면서, 논리적으로는 1개의 케이블이기 때문에 루프 구조가 성립되지 않아 브로드캐스트 스톰을 방지할 수 있다.

스택 기술과 링크 애그리게이션을 결합한 이중화에 대해 UNIADEX의 고지마 씨는 “(설계자와 운영자가) 복잡하게 생각하지 않아도 되는 것이 장점이다. 논리적으로는 1대의 코어 스위치가 있고, 그 아래에 가지처럼 플로어 스위치가 연결되는 단순한 구성을 만들 수 있다”라고 평가한다. 이중화를 목적으로 STP를 사용하면 블로킹 포트의 위치 등을 고려해야 하므로 설계와 운영이 복잡해진다.

다만 고지마 씨는 STP도 루프를 방지하는 메커니즘으로서는 “잘 만들어졌고, 기술자 입장에서 사용하기 편리하다. 그렇기 때문에 네트워크 장비 제조업체도 후속 규격인 RSTP와 MSTP를 계속 사용하고 있는 것으로 보인다”라고 분석한다. 이중화의 구현 방식의 주류가 바뀌어도, 높은 편의성 덕분에 계속 사용되고 있는 것이다.

 -- 끝 --
 

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닛케이 NETWORK_2026.04호 목차

특집1
・발생 메커니즘과 검출 기술 철저 해설
루프(Loop)를 막아라

・Part 1. 총론
‘루프 = 악(惡)’이 아니다 -- 브로드캐스트 스톰이 장애를 일으킨다

・Part 2. STP의 메커니즘
논리적인 트리 구조로 ‘폭풍’을 막는다 -- 포트에는 상태와 역할을 부여

・Part 3. STP의 후속 기술
STP는 저물고 RSTP와 MSTP가 주류로 -- 이중화는 스택 기술과 LAG로 실현

・Part 4. 루프를 검출하는 기술
전용 프레임으로 루프를 검출 -- MAC 주소 테이블의 업데이트 빈도도 재료로

・Part 5. 장애 사례에서 배우다
NTT서일본은 루프 검출 기능으로 재발 방지 -- 나하시청은 ‘잘못 삽입 금지’를 철저히

뉴스로 이해하기
・NEWS close-up 1
사장을 사칭하는 ‘CEO 사기’ 기승

・NEWS close-up 2
보안 투자 금액의 업종별 기준 공표

・NEWS close-up 3
아사히 그룹 홀딩스의 재발 방지책 검증

・NEWS close-up 4
‘다크 LLM’의 위협 고조

・piyokango의 월간 시스템 트러블
솔리톤의 FileZen에서 취약점 발견 -- 백신 감지 유효화에서 악용

・월간 랜섬웨어 리포트
2026년 1월에도 랜섬웨어 피해 건수는 고공행진 -- 신종 ‘0APT’ 주의보

현장을 알다
・당사자가 말한다! 트러블 탈출기
인쇄 명령을 내리면 LAN이 다운된다 -- 의문의 IP 주소가 할당

・엔지니어의 프로필
지식과 생각을 블로그로 정리 -- 테스트가 예상대로 작동할 때 가장 즐겁다
(에이피 커뮤니케이션즈 iTOC 사업부의 요코치 아키라(横地 晃) 씨)

・인터넷은 왜 연결되는가?
유선 LAN의 핵심 ‘이더넷’을 배우다

・멀웨어 철저 해설
iPhon)을 노리는 멀웨어

특집2
・제로 트러스트를 지탱하는 탑 벤더는 여기다
제3회 보안 제품/서비스 이용 실태 조사

특별 리포트
・피해를 입어도 보상은 당연한 것이 아니다
피싱 사기 시대의 계정 방어 기술

네트워크 스페셜리스트 시험으로 배우다 – 네트워크 기술의 기본
・네트워크 개편(更改)과 라우팅

기초부터 배우다
・전문가에게 묻는 초보자의 질문
리눅스란 무엇인가?

・그림으로 보는 네트워크 필수 키워드
레이어 2 스위치

・기타 고타쓰로의 테크놀로지 온고지신
시니어용 ‘폴더블 스마트폰’을 접었다 폈다 하며 생각해 봤다

・스퀘어

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