スパニングツリープロトコル

ネットワーク STP

STP（802.1d）

そもそも802.1dはMACブリッジの規格．この中にSTPが含まれてる

動作
  • BPDUを交換し，ブリッジIDの小さい方をルートブリッジとする．
    • 自分がルートブリッジと思っている間だけBPDUを送信．ルートブリッジでなければBPDUの転送だけする
  • 各セグメント中で最もルートブリッジまでのパスコストが小さいポートをDP(指名ポート)として選出
    • パスコストが同じ場合はブリッジIDが小さい方
  • 各ブリッジ中で最もルートブリッジまでのパスコストが小さいポートをRP(ルートポート)として選出
    • パスコストが同じ場合は接続先ブリッジIDが小さい方．これも同じならポートIDが小さい方（1ブリッジに2接続しているような場合
  • DPでもRPでもないポートをブロッキングポートとする

要約？すると

  1. ブリッジID最小のSWがルートブリッジ
  2. 各セグメントでルートブリッジに近いポートをDP
  3. 各ブリッジでルートブリッジに近いポートをRP
  4. DPでもRPでもないポートはblocking
BPDU（Bridge Protocol Data Unit)
  • ルートブリッジIDとルートブリッジまでのパスコストを含む
  • ブリッジIDはpriority＋MACアドレス（＋は加算ではなく繋げるという意味
  • デフォルトでは2秒間隔で送信
  • マルチキャストで送信
ポート毎の状態遷移
  1. Disabled：down時
  2. Blocking：BPDUの受信のみ行う．他のフレームの送受信はしない．20秒経過かBPDUの受信をすると次に遷移
  3. Listening：ルートブリッジやDPやRPを計算する．BPDUの送受信はするが他フレームの送受信はしない．トポロジー全体の安定までの転送遅延として15秒経過すると次に遷移（ブロッキングポートは前へ
  4. Lerning：MACアドレスの学習をする．BPDUの送受信と他フレームの受信だけする．転送遅延として15秒経過すると次に遷移
  5. Forwarding：BPDUも他フレームも送受信する

※転送遅延が15秒なのはルートブリッジから最大7段(BPDUの送信間隔2×7＜15)としているため
なので経路切替時や電源投入時に最大50秒待たないといけない

RSTP（802.1w）

802.1dと互換性があるので混ぜても大丈夫

動作
  • STPとほぼ同じ．ブロッキングポートが代替ポートかバックアップポートに分類される（BPDUの取り扱いもちょっと違う
  • RPの次にルートブリッジまでのコストが小さいポートを代替ポートとして選出
  • 同一セグメントに2接続以上ある(冗長)場合のDPにならなかったポートをバックアップポートに選出（ポートIDが大きい方）
BPDU
  • STPとほぼ同じ
  • proposal/agreementでハンドシェイクを行う
ポート毎の状態遷移
  • Discarding：STPのDisabled，Blocking，Listeningを合わせた感じ．自分が代替ポートかバックアップポートであればDPの障害検知時にDPになる
  • Lerning：STPと同じ
  • Forwarding：STPと同じ

PVSTとRapid-PVST

PVはper vlanの意味．その名の通りvlan毎のSTP
PVST+やRapid-PVST+はciscoが拡張した規格