迅速スパニングツリープロトコル (RSTP)

RSTPの定義

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) は、イーサネットネットワークでループを防ぐために使用されるネットワークプロトコルで、冗長なリンクを提供しながら他をブロックします。元のSpanning Tree Protocol (STP) の進化版であり、トポロジの変化に対してSTPよりもはるかに迅速に反応し、ネットワーク収束時間を短縮します。

RSTPの動作原理

RSTPはネットワーク内に単一の「ルートブリッジ」を指定し、他のすべてのスイッチがこのルートブリッジへの最短経路を決定することによって動作します。そして冗長な経路を識別して無効にし、ループの形成を防ぎ、ネットワークの劣化なしに論理トポロジを確保します。RSTPはトポロジの変化を検出してネットワークトポロジを迅速に再計算し、ダウンタイムを減少させ、ネットワークパフォーマンスを向上させることで迅速な収束を達成します。

RSTPはSTPの改良として、より速い収束を達成するためにいくつかのメカニズムを導入しています：

1. 迅速な収束

STPと比較して、RSTPはブロッキング状態からフォワーディング状態への移行に要する時間を短縮して、より速い収束を達成します。STPでは収束に数十秒かかることがありますが、RSTPでは数秒以内に収束することができます。

2. ポート役割

RSTPは新しいポート役割を導入します：ルート、指定、代替、およびバックアップ。これらの役割は、ネットワーク内の各ポートの機能と責任を定義します。

• ルートポート: ルートポートはルートブリッジへの最良の経路を持つポートです。ノンルートブリッジは正確に1つのルートポートを持っています。
• 指定ポート: 指定ポートはルートブリッジに向かってトラフィックを送るポートです。各ネットワークセグメントは1つの指定ポートを持っています。
• 代替ポート: 代替ポートはバックアップ状態に置かれたバックアップポートです。故障時に指定ポートの役割を引き継ぐ準備ができています。
• バックアップポート: バックアップポートは代替ポートのようにバックアップポートであり、ルートブリッジが存在しないLANセグメントの一部です。

3. 提案と合意のプロセス

RSTPはネットワーク収束中の不要なポート遷移を最小限に抑えるための「提案」と「合意」のプロセスを導入します：

• 提案プロセス: ポートがトポロジの変化を検出すると、デザインネイテッドポートやルートポートになる意図を示した提案メッセージを隣接スイッチに送信します。このメッセージはネットワークを通じて転送され、スイッチがポート役割について合意し、状態変化の数を減少させることができます。
• 合意プロセス: 提案プロセスの後、スイッチは最終的なポート役割の割り当てについて合意し、不要な状態変化を最小限に抑え、安定したネットワークトポロジを確保します。

予防のヒント

ネットワークインフラストラクチャにRSTPを実装することで、ネットワークの信頼性を維持し、ネットワークループのリスクを最小限に抑えることができます。ネットワークループを防ぎ、スムーズなネットワーク運用を確保するためのいくつかのヒントを紹介します：

• 定期的な監視: RSTPはトポロジの変化をリアルタイムで検出し対応するため、ネットワークの変化を定期的に監視してください。ネットワークの現在の状態を把握し、問題を迅速に対処することで、ネットワークの混乱を避けることができます。
• 適切な設定: ネットワーク内のすべてのスイッチにRSTPが正しく設定されていることを確認してください。これには、適切なルートブリッジの指定と、迅速な収束を促進するためのポート役割の設定が含まれます。

関連用語

• Spanning Tree Protocol (STP): RSTPの前身であり、STPは冗長な経路をブロックすることでイーサネットネットワークのループフリーなトポロジを保証するネットワークプロトコルです。STPとRSTPはどちらもネットワークループを防ぐために使用されますが、RSTPはより速い収束と改善されたパフォーマンスを提供します。
• ネットワーク収束: ネットワーク収束は、すべてのネットワークデバイスが変更後のネットワークのトポロジについて合意し、データの一貫したフォワーディング経路を確保するプロセスです。RSTPの迅速な収束メカニズムは、ネットワーク収束に関連するダウンタイムを削減し、ネットワークが迅速に変化に適応できるようにします。