スパニングツリーとVLAN

スパニングツリープロトコル（STP）は、ブリッジやレイヤ2スイッチを冗長に接続したネットワークで、フレームが回り続けるループを防ぐためのプロトコルである。ルートブリッジを基準として、ループのない木構造の経路を自動的に構成する。VLANは、一台のスイッチ上のポートや端末を論理的なグループに分ける機能であり、ブロードキャストの到達範囲を制限する目的で用いられる。両者は試験で混同されやすいが、役割は明確に異なる。

原理と仕組み

STPはデータリンク層で動作し、ブリッジ間のループを防ぐために冗長な経路の一部を通常は転送停止の状態に置く。 冗長な接続は障害への備えになる一方で、そのままではフレームが循環して通信が破綻するため、経路の選び方を制御する仕組みが必要になる。

ブリッジ同士はBPDUと呼ばれる制御情報をやり取りし、この情報をもとにルートブリッジや各ポートの役割を決める。

各ブリッジは、ルートブリッジまでの累積コストが最も小さい経路を選ぶ。直接つながるリンクであっても、経由するリンクの合計コストの方が小さければ、そちらの経路が選ばれる。このため、木構造で隣接するノードの組み合わせは、物理的な接続だけでは決まらない。

STPは複数の経路を同時に使って負荷を分散するプロトコルではない。木構造以外の経路は通常の転送には使われない。 一方、ブロードキャストフレームは遮断されず、構成されたツリーに沿って転送される。

判断の基準と数値

ルートブリッジの決定では、ブリッジIDを比較する。ブリッジIDは優先順位とMACアドレスから構成され、最も小さいブリッジIDをもつブリッジがルートブリッジとなる。優先順位を全機器で同じに設定すると、比較の最終的な決め手はMACアドレスになる。