スパニングツリープロトコル
Spanning Tree Protocol
Spanning Tree Protocolの定義
Spanning Tree Protocol (STP)は、イーサネットネットワークにおけるループのないトポロジーを確保するためのネットワークプロトコルです。STPは、冗長リンクを動的にシャットダウンし、任意の2つのネットワークデバイス間のアクティブなパスを1つだけ保持することで、ネットワークループの形成を防ぎます。これは、ネットワークの安定性を維持しながら冗長性とフォールトトレランスを提供するために、イーサネットネットワークで使用される基本的なプロトコルです。
Spanning Tree Protocolの動作
トポロジーの発見: スイッチが電源オンまたはネットワークに接続されると、Bridge Protocol Data Units (BPDU)を近隣スイッチと交換することにより、トポロジーの発見プロセスを開始します。BPDU交換を通じて、スイッチはネットワークの物理的および論理的トポロジーに関する情報を収集します。
ルートブリッジの選出: Spanning Tree Protocolに参加する各スイッチは、プライオリティ値とメディアアクセス制御(MAC)アドレスで構成されるユニークなBridge ID (BID)を持っています。最も低いBridge IDを持つスイッチがルートブリッジとなり、スパニングツリーの基準点として機能します。ルートブリッジは集中管理点として機能し、ネットワーク内の最適なパスを決定する基盤を提供します。
ルートポートと指定ポートの決定: ルートブリッジを除く各スイッチは、ルートブリッジへの最小パスコストに基づいてルートポートを選択します。パスコストは、スイッチからルートブリッジまでの経路に存在するリンクのコストを合算して計算されます。さらに、スイッチに接続された各ネットワークセグメントは、ルートブリッジへの最小パスコストに基づいて指定ポートを選択します。ルートポートと指定ポートは、すべてのネットワークトラフィックがルートブリッジに向かうようにし、ループの発生を防ぎます。
冗長パスのブロック: ルートブリッジ、ルートポート、および指定ポートが決定されると、Spanning Tree Protocolは冗長リンクを特定し、ブロックします。ブロックされたリンクは「ブロッキング」状態になり、それを通るトラフィックを遮断します。冗長パスをブロックすることにより、STPはループのないトポロジーを作り、データパケットが最も効率的なパスを通って目的地に到達することを保証し、混雑を減らしネットワークループを排除します。
予防のヒント
ネットワークトポロジーの理解: STPを効果的に実施するためには、ネットワークの物理的および論理的トポロジーを明確に理解することが重要です。これには、スイッチの特定、接続、および潜在的な冗長性のポイントの特定が含まれます。
定期的なメンテナンス: スイッチとSTP設定の定期的なメンテナンスは、矛盾を防ぎ、最適なネットワークパフォーマンスを確保するために重要です。ファームウェアのアップグレード、ポートの状態の監視、ネットワークの変更点を確認することで、STPに関連した潜在的な問題を識別し対処することができます。
監視: ネットワークの変化とイベントを注視することで、STPに関連する問題を識別し対処できます。ネットワークを定期的に監視することで、トポロジーの変更や障害など、スパニングツリーにおける予期せぬ変化をいち早くキャッチし、迅速に対応することができます。
関連用語
Bridge Protocol Data Units (BPDU): BPDUは、ネットワークのトポロジーに関する情報（BID、ポートコスト、ネットワークステータスなど）を交換するために、Spanning Tree Protocolに参加するスイッチが使用するメッセージフォーマットです。
ループフリートポロジー: ループフリートポロジーは、データが無限に循環する冗長パスがないネットワーク構造です。ループフリートポロジーは、効率的で信頼性の高いネットワーク通信を達成するために不可欠です。