■ ブリッジID

さてさて、ネット君。ブリッジの冗長構成をとるために、STPが必要なことはわかったな。

フラッディングによる、ブリッジングループの回避ですよね。

うむ、そうだ。
さて、STPは、ルートブリッジを根とした、転送用の論理接続ツリーを作成することから始まるわけだが。

わけだが？

どれをルートブリッジにするか、ということを決めなければならないわけだ。
ここで使用されるのが、ブリッジIDと呼ばれる値だ。

ぶりっじのIDですか？

そうだ。OSPFで、ルータIDでDRを決定するように、STPではブリッジID（BID）でルートブリッジを決定する。

ルータIDは、ルータが持つインタフェースの中で最大のIPアドレスでしたよね。

うむ。正確にはループバックが優先だがな。
OSPFのDRの選択は最大のルータIDだったが、STPの場合、最小のBIDを持つものがルートブリッジになる。

DRの選択とは逆なんですね。

そういうことだな。
さて、そのBIDだが、64ビット(8バイト)の値で、以下のような構成になっている。

プライオイリティって何です？ 優先？

プライオリティは、デフォルトは32,768(0x8000)が設定されている値だ。
簡単に言うと、そのブリッジが持っているMACアドレスに関係なくルートブリッジにする/しないを設定するための値だな。

？？

例えば。以下のような場合で、デフォルトの場合。どれがルートブリッジになる？

これだと、SW-Aですよね。最小ですから。10進数だと9223京3702兆3685億5477万5千までは同一ですし。

そうだ。プライオリティが全く同じのため、MACアドレスだけを見て決定していることになるわけだな。

え〜っと、確かにそうなりますね。最初の4桁のプライオリティ部分が全く同一ですから。

ここで、SW-Cのプライオリティを変更する。1(0x0001)にしよう。最小値はどれだ？

え〜っと。SW-Cになります。10進数だともろわかりですよね。

うむ。この場合、MACアドレスはどういう値でも関係ないな？ プライオリティの部分だけでルートブリッジが決定されることになるだろう？

そうですね。最初の4桁だけで大小が決まりますよね。

つまり、「特にこのブリッジをルートブリッジにしたい/したくない」というときはプライオリティを変更するとMACアドレスに関係なく決定されると言うことだ。

なるほど。プライオリティがブリッジIDの桁の上位にあるから、まずプライオリティだけで比較されるのと同じわけなんですね。

■ ルートブリッジの決定

さて、最小のブリッジIDを持つものがルートブリッジに選択されるわけだ。
どのように選択されるかというと、BPDUのやりとりで決定されるわけだな。

BPDUのやりとりで、ですか。

うむ。BPDUにはルートブリッジのID(ルートID)を入れるフィールドがある。
その点を踏まえた上で、動作は以下のようになる。

は〜。まずは各ブリッジは自分がルートブリッジだと思ってるわけですね。

そういうことだ。最初はみんな自分が王様だと思ってるわけだな。

なるほど、王様。それでBPDUの交換によって、自分より偉い王様がいることを知るわけですね。

うむ。自分より偉い王様がいるとわかったら、臣下につくのだよ。

あはは。なるほどです。

■ ポートの決定

さて、ルートブリッジの選択と同時に、各ブリッジはポートの状態を決定する。

ポートの状態ってなんです？

うむ、STPにおいて、そのポートがどのような役割を果たすかという状態だな。

うぅ？

まぁ、アレだ。どういう状態があるか知ってからの方が説明しやすい。次の5つだ。

データ転送を中止？ 移行中？ んん？

リスニングとラーニングについては後述する。
まず、覚えて欲しいのはブロックとフォワーディングだ。

ブロックは「データ転送中止」と、フォワーディングは「データ転送可能」ってことですよね。

まぁ、ブロックの「中止」といっても、全く使えないわけではなくて、ブロックのポートに受け取ったフレームを他のポートから送信しない、他のポートが受け取ったフレームはブロックのポートから送信しない、という意味だが。

いえ、それは完全に中止してますよ。

そうか？ 「無効（ディゼーブル）」とは違うってことはわかって欲しかったんだが。

あ〜、そういう意味ですか。それはわかります。

うむ。
さて、まず起動したブロックの各ポートはすべてブロックの状態であるところから始まる。

全部、転送中止状態ですか。

そうだ。その後、ルートブリッジの選択、STPの計算が終わると、必要なポートはフォワーディングになるわけだ。
ループが発生しそうな冗長リンクのポートはブロックのまま、というわけだな。

ははぁ。

通常のPCと接続されているポートは、冗長リンク、つまりブリッジングループと関係ないのでフォワーディング状態になるが。
問題は、他スイッチと接続しているポートだ。このポートは、以下の3つの特別なポート以外はブロック状態になる。

…。
すいません、両方とも「ルートブリッジに最も近い」ってことになってるですけど、どう違うんです？

あ〜そうかそうか。言い方を変えよう。指定ポートは「各セグメントの指定ブリッジのポート」だ。

指定ブリッジって前回出てきましたよね。セグメントからルートブリッジへ最も近いブリッジだって。

そうだ。図でルートポートと、指定ポートを説明しておこう。

う、う〜ん。いまいちルートポートと指定ポートの区別が…。

そうだな。それについては、次のところで話そう。ここで覚えておいて欲しいのは、3つの特別なポートはフォワーディングになり、それ以外はブロックになることによって、ループが防がれるということだ。

ルートブリッジのポート、ルートポート、指定ポートですね。

うむ。上の図を木構造で書くとこうなっているのがわかるだろう。
四角のノードがスイッチ。丸のノードがセグメントだ。

確かに。スパニングツリーになってますよね。

■ パスコスト

さて、ネット君。「ルートポートに近い」と言ったが、どうやってそれを判断するのかね？

へ？ どうやってって…。

発想はルーティングプロトコルと同じだ。

メトリック？

うむ、STPではメトリックとは呼ばないがな。コストと呼ぶ。
これは、以下の計算式により求まる。

1000割るメガの帯域幅。10Mだと、100。100Mだと10。1Gだと1ってことですね。

そうなのだが、現在は10ギガイーサネットがあるので、この計算式を修正した値が使われている。

2、4、19、100ってまた中途半端な値ですね。

それは私に文句を言われてもな。
一応、コストは管理者が独自に設定も可能だ。

はぁ。

ともかく、このコストを元にルートブリッジまでの「距離」が識別されるわけだ。
この値をBPDUに入れて、ポートの状態を決定するわけだな。

なるほど。ルートブリッジへの最小コスト、ルートポートと指定ポート。なんとなくわかったような。

うむ。このように、各ポートの役割が決定することをコンバージェンスという。

こんばーじぇんす。
ルーティングプロトコルでも出てきましたよね。

ま、意味的には同じだ。すべてのブリッジ（ルータ）が同一のSTP（ルート情報）を持った状態のことだな。

なるほど。たしかにそうですね。

ちなみに、コストが同じだった場合、BIDが小さい側のブリッジのポートが指定ポートになる。

ふむふむ。

さらに、1台のスイッチから同一セグメントへ複数のポートから接続していた場合、ポートIDが小さいポートが使用される。

はは〜。なんか考えられてますねぇ。

そういうことだ。さて、今回はこれぐらいにしておこう。

はい。

まだまだ次もSTPだ。では、また次回。

いぇっさ〜。
30分間ネットワーキングでした〜♪