RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol) - 50초를 1초로 줄이다

PVST의 한계에서 시작된 이야기

앞 편에서 PVST의 가장 큰 단점으로 수렴 시간을 꼽았다.
링크 장애가 발생하면 STP가 새로운 경로를 계산하고 적용하는 데 30~50초가 걸린다.

서버 한 대가 50초 동안 통신이 끊긴다고 생각해보자. 실무에서는 용납하기 어려운 수치다.

RSTP는 이 문제를 해결하기 위해 IEEE 802.1w 표준으로 등장했다.

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Blocking → Listening (15초) → Learning (15초) → Forwarding

Listening과 Learning 단계에서 각각 15초씩 대기한다.
이 대기 시간은 네트워크가 안정됐는지 확인하기 위한 것인데, 너무 보수적으로 설계됐다.

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RSTP의 해결 방식

RSTP는 대기 시간을 없애는 대신 **스위치끼리 직접 협상(Proposal/Agreement)**으로 빠르게 상태를 전환한다.

 

포트 상태 단순화

STP 포트 상태	RSTP 포트 상태
Blocking	Discarding
Listening	Discarding
Learning	Learning
Forwarding	Forwarding
Disabled	Discarding

STP의 5단계를 3단계로 축소했다.
Listening 단계가 사라지면서 대기 시간이 크게 줄었다.

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RSTP 포트 역할

STP와 비교해서 포트 역할도 세분화됐다.

포트 역할	설명
Root Port	Root Bridge로 가는 최적 경로 (STP와 동일)
Designated Port	세그먼트 대표 포트 (STP와 동일)
Alternate Port	Root Port의 백업 경로 → 즉시 대체 가능
Backup Port	Designated Port의 백업

핵심은 Alternate Port다.
STP에서는 Blocking 포트가 단순히 차단만 했다면, RSTP에서는 Alternate Port가 백업 경로를 미리 계산해두고 대기한다.

→ 장애 발생 시 협상 없이 즉시 Forwarding으로 전환

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Proposal/Agreement 메커니즘

RSTP가 빠른 수렴을 달성하는 핵심 원리다.

1 SW1(Designated) → SW2로 Proposal 전송
   "나 Forwarding 해도 돼?"

2 SW2는 자신의 하위 포트를 모두 Discarding으로 변경
   (루프 방지를 위해 먼저 차단)

3 SW2 → SW1로 Agreement 응답
   "OK, Forwarding 해"

4 SW1 포트 즉시 Forwarding 전환

5 SW2도 Root Port를 Forwarding 전환

→ 전체 과정 1초 이내 완료

이 과정이 Edge Port(엣지 포트) 가 아닌 P2P 링크(스위치끼리 연결된 포트)에서 일어난다.

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Edge Port — PC 연결 포트 최적화

PC나 서버처럼 스위치가 아닌 장치가 연결된 포트는 STP 협상 자체가 필요 없다.
루프가 생길 가능성이 없기 때문이다.

RSTP는 이런 포트를 Edge Port로 지정하면 협상 없이 즉시 Forwarding 상태로 올라간다.

# Edge Port 설정 (Cisco에서는 PortFast로 구현)
SW1(config-if)# spanning-tree portfast

주의: Edge Port에 스위치를 연결하면 루프 위험이 있다.
PC, 서버 연결 포트에만 사용할 것.

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Rapid PVST+

RSTP와 PVST를 합친 것이 Rapid PVST+ 다.
VLAN마다 독립적인 RSTP 인스턴스를 운영한다.

Cisco 스위치에서 현재 가장 널리 쓰이는 STP 방식이며, 기본값이다.

# Rapid PVST+ 활성화 (Cisco 기본값)
SW1(config)# spanning-tree mode rapid-pvst

# 현재 STP 모드 확인
SW1# show spanning-tree summary | include Mode

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확인 명령어

# RSTP 상태 확인
SW1# show spanning-tree vlan 10

# 포트 역할 및 상태 확인
SW1# show spanning-tree detail

# 수렴 시간 확인 (Topology Change 횟수)
SW1# show spanning-tree vlan 10 detail | include Topology

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STP vs PVST vs RSTP 비교 정리

항목	STP	PVST	RSTP(Rapid PVST+)
표준	IEEE 802.1D	Cisco 독자	IEEE 802.1w
VLAN 지원	단일 인스턴스	VLAN별 인스턴스	VLAN별 인스턴스
수렴 시간	30~50초	30~50초	1초 이내
백업 경로	없음	없음	Alternate Port
현재 사용	거의 안 씀	레거시 환경	현재 표준

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마치며

 

RSTP의 핵심은 두 가지다.

1. 포트 상태 단순화 → 불필요한 대기 시간 제거
2. Proposal/Agreement + Alternate Port → 장애 시 즉시 전환

실무에서는 Rapid PVST+가 기본값으로 적용되어 있어서 별도 설정 없이도 RSTP가 동작한다.
다만 설계 의도를 가지고 Edge Port, Priority, Root Bridge를 직접 설정하는 것이 안정적인 네트워크를 만드는 핵심이다.