スパニングツリーの概要 ~基礎編③(RSTP)~

ベル

今回の授業は、ラピッドスパニングツリー(RSTP)の基本動作について教えていきます。前回までの授業を受けていない方は、こちらから。

 

スパニングツリーの概要 ~基礎編①~

スパニングツリーの概要 〜基礎編②(STP)~

 

 

ラピッドスパニングツリー(RSTP)

今回、学習するRSTPは、前回の授業で学んだSTPを進化させた機能となります。前回までの復習となりますが、『STPとはループ構成をツリー構成にするための機能』でしたね。そのツリー構成を構築するまでにかかる時間はどのくらいだったでしょうか?

 

 

そう!50秒です。この50秒というのは、かなり長い時間に値します。特に1分1秒を争うような仕事をされている方からしたら、かなりのストレスや機会損失につながることになります。これを解消するためにラピッドスパニングツリー(RSTP)が開発されました。

 

 

ポートの種類

STPのポートの種類は、以下のものがありました。

 

 

 

RSTPはと言うと…。

 

 

 

STPと比べると少し違いますね。これについては後々説明していきますが、まずは、非指定ポート(NDP)が代替ポート(AP)とバックアップポート(BP)の2つに分かれたことを覚えておきましょう!

 

フォワーディングまでの流れ

それでは、STPと比較しながらフォワーディングまでの流れを解説していこうと思います。

 

ルートブリッジ(RB)の選定

まず最初にルートブリッジの選定を行います。これはSTPと同じですね。選定方法も大差なく同じようにプライオリティ値とMACアドレスを合わせたブリッジIDで比較し、小さい値を持っているスイッチがルートブリッジに選定されます。

 

ルートポート(RP)の選定

次もSTPと同様にルートポートを選定することになります。こちらの選定方法もSTPと変わらないので、忘れてしまった方は前回の授業を読み返してくださいね!

 

指定ポート(DP)の選定

次の指定ポートの選定もSTPと同じですね。各セグメントで必ず1つ、ルートブリッジに近いポートが指定ポートに選定されます。忘れてしまった方は前回の授業を読み返してくださいね!

 

代替ポート(AP)の選定

ここまではSTPと同じような動作なのですが、ここで新しく出てくるのが代替ポート(AP)となります。この代替ポートは、STPの非指定ポートに当たります。選出方法も同じとなります。以下の構成で確認してください。

 

 

それでは、冒頭で出てきたバックアップポート(BP)はどんな時に使用するのでしょうか?

 

バックアップポート(BP)の選定

このバックアップポートとは、RSTPで取り入れられた新機能で、指定ポート(DP)が故障やケーブル断が発生した場合に瞬時に切り替えるためのポートとなります。以下のような構成の場合に使用します。

 

 

この構成でスイッチ#2のGi0/1のリンクがダウンしたとします。スイッチ#2がダウンを検知すると・・・。

 

 

即座にGi0/2を指定ポートにしてリンクアップさせます。そうすることによって通信断時間を短縮化するのです。

STPであれば、故障を検知してSTPの再計算が発生します。これにより通信が開始するまで50秒かかることになりますが、RSTPであれば瞬時に切り替えることが可能となったのです。

 

RSTPのポート状態

まず、STPポートの状態には以下の4つがあったことを覚えていますのでしょうか?

 

ブロッキングで20秒間、リスニングで15秒、ラーニングで15秒の合計50秒のかけてフォワーディングに移行していきます。この50秒を短縮するためにRSTPでは以下のように変更されています。

 

ここに時間がかかれていないのは、RSTPには時間の概念がないからです。

 

それでは、具体的に故障時の切り替えの流れをもとにツリー構造が出来るまでを見ていきましょう!

 

故障時の切り替え

今度は故障が発生した場合のプロセスについて考えてみましょう!故障時の切り替えプロセスは以下のようになります。

 

① 故障を検知

以下の構成でスイッチ#3のGi0/1のケーブルが断線したとしましょう。それをスイッチ#3はリンクダウンと共に検知します。

 

 

② 変更を通知

そうすると、スイッチ#3はルートブリッジがなくなってしまったと思い、自らがルートブリッジになろうとします。その変更内容をスイッチ#4に通知します。

 

 

③ プロポーザル

スイッチ#3と#4間でプロポーザルが交換されます。今回で言うとスイッチ#3からGi0/2をフォワーディングさせよう!と言うプロポーザル(提案)が送信されます。

 

 

④ アグリーメント

プロポーザルを受け取ったスイッチ#4は、その内容に問題がなければ、アグリーメントを返信します。これにより、全てスイッチで再計算を行うことなくツリー構造を構築することが出来るようになりました。

 

 

 

まとめ

ベル

今回、RSTPの基本動作について授業をしてきましたが、いかがだったでしょうか?実際にSTPを扱ったことがないと、STPのデメリットをなかなか理解出来ないかもしれませんね。扱ったことがない方は、是非、STPとRSTPを比べてみてください。きっとRSTPの速さがわかると思います。

 

それでは、スパニングツリーの概要 ~設定編~に進んでいきましょう!

 

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