STPの役割決定手順

　STPのインターフェースには指定ポート、ルートポート、ブロッキングポートと言う役割があります。役割を決める上で重要なのは、どのスイッチがルートブリッジになるかです。

　ルートブリッジを決める優先度は、ブリッジIDと言います。ブリッジIDは、ブリッジプライオリティとMACアドレスの組み合わせです。

　ブリッジIDが一番小さいスイッチがルートブリッジになります。このため、ルートブリッジにするスイッチには、ブリッジプライオリティを小さく設定します。

　ルートブリッジの全インターフェースは指定ポートとなり、フォワーディング状態になります。

　ルートブリッジまでのコスト値合計をルートパスコストと言います。ルートパスコストが一番小さいインターフェースが、ルートポートになります。

　ルートポートは、フォワーディング状態になります。

　ルートポートにならなかったインターフェースは、接続先スイッチとの間でルートポートのルートパスコストが小さい方を指定ポートにします。

　上記では、スイッチBのルートパスコストは30000、スイッチCのルートパスコストは20000です。スイッチC側のルートパスコストが小さいため、スイッチBとCの接続部分では、スイッチC側が指定ポートになります。ルートパスコストが同じ場合、ブリッジIDが小さい方が指定ポートになります。

　指定ポートは、フォワーディング状態になります。

　ルートポートにも指定ポートにもならなかったインターフェースは、ブロッキングポートになります。

　BPDUの送受信で、役割が決定されるまでの手順を示します。

　図では、スイッチAとBが接続されていてスイッチAがルートブリッジでしたが、新規にブリッジIDが小さなスイッチCが接続されています。

　下図の緑字で示す通り、スイッチAからは自身のブリッジIDをルートブリッジとしたBPDUが送信され、スイッチBはルートブリッジのブリッジIDをそのままスイッチCに転送します。

　スイッチCは、自身のブリッジIDより優先度の低いBPDUを受信しても無視し、オレンジの文字で示した通り、自身のブリッジIDをルートブリッジとしたBPDUを送信します。

　スイッチBは、スイッチCがルートブリッジと認識し、右側のインターフェースをルートポートにして、BPDUを送信するのを停止します。又、そのブリッジIDをルートブリッジとしたBPDUをスイッチAに送信し始めます。

　スイッチAは、自身より小さなブリッジIDがいる事を認識し、右側のインターフェースをルートポートにして、BPDUを送信するのを停止します。

　このように、複数のスイッチが接続されていてもブリッジIDが小さな機器がルートブリッジに選定され、インターフェースの役割が決まります。又、ルートブリッジで作成されたBPDUは、指定ポートから接続先のルートポートへデフォルトでは2秒間隔で送信され、受信したスイッチが転送する事でネットワーク全体に渡ります。

　BPDUにはルートパスコストも含まれているため、仮に複数のインターフェースからBPDUを受信しても、どのインターフェースをルートポート、指定ポート、ブロッキングポートにするか判断可能です。

　スイッチでSTPのステータスを表示すると、英語で表示されます。このため、以下に英語表記を示します。

　スター型トポロジーのネットワークで、STPを構成した際の役割決定例です。

　まず、ブリッジプライオリティが最小のスイッチがルートブリッジになります。ルートブリッジの全インターフェースは指定ポートです。

　次に、各スイッチでルートパスコストが最小のインターフェースがルートポートになります。

　ルートポートでないインターフェースは、接続先のスイッチよりルートポートのルートパスコストが小さければ指定ポートになります。

　上記ではルートポートのルートパスコストが、コアスイッチ(バックアップ)では20000、エッジスイッチでは30000です。コアスイッチ(バックアップ)側のルートパスコストが小さいため、コアスイッチ(バックアップ)とエッジスイッチの接続部分では、コアスイッチ(バックアップ)側が指定ポートになっています。指定ポートにならなかったエッジスイッチのインターフェースはブロッキングポートになります。

　尚、エッジスイッチと比較してコアスイッチ(バックアップ)の方がブリッジプライオリティが小さいため、仮に双方のルートパスコストが同じ場合でも、コアスイッチ側が指定ポートになります。

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