STPについてまとめ

<h2>はじめに</h2>
今回は普段行っている業務や資格勉強でSTPがとても苦手だなと思い、
この機会に自分の学習の意味を含め、まとめてみよう思います。
<dt>・STPとは</dt>
STPとは、Spanning Tree Protocolの略称であり、ネットワークにおけるループを回避するためのプロトコルです。

<h2>STPの種類</h2>
STPの種類にはCST、PVST、RSTP、MSTの4種類があります。
それぞれの特徴についてまとめていこうと思います。

<dt>CST</dt>

CST(Common Spanning Tree)は、STPとして一番初めにできたものです。
CSTスイッチが接続されたトポロジー全体で1つのツリー構造を形成するものです。
CSTのメリットとしては、トポロジー全体で1つのツリー構造になるため、構成が分かりやすいことやBPDUの交換が少ないことです。
しかし、デメリットとして、VLANを利用したトポロジーでは、ブロックされるポートによって、パケットが遠回りになってしまうということです。

<dt>PVST</dt>

PVST(Per Vlan Spanning Tree)では、VLAN毎にSTPを構成することが出来ます。
PVSTでは、VLAN毎にSTPの計算を行ってポートの役割を決定するので、VLAN毎にブロックされるポートが変わることになることもあります。
PVSTのメリットとしては、VLAN毎に効率的な経路を取ることが出来ることです。
しかし、同時にデメリットとしてVLAN毎にBPDUの送受信を行うため、VLANの数が多くなるほどBPDUの交換が多くなってしまい、帯域を圧迫してしまいます。
CatalystスイッチではデフォルトはPVSTになっています。

<dt>RSTP</dt>

RSTP(Rapid Spanning Tree)は、コンバージェンスにかかる時間を高速化したSTPです。。
ポートの役割ですがCSTやPVSTでは「非指定ポート」が「代替ポート」と「バックアップポート」にの3つに細かく分けられています。代替ポートは、非指定ポートと同じくブロックされて通信を行わないポートですが、障害等でルートポートがダウンした際にルートポートになります。
また、バックアップポートも、非指定ポートと同じくブロックされて通信を行わないポートですが、障害等で指定ポートがダウンした際に即座に指定ポートになるポートです。
障害発生時の役割を決定しておくことで迅速な経路の切り替えを可能にしています。

<h2>ポートの役割</h2>

RSTPの説明の時に触れた各ポートの役割をまとめます。

<dt>ルートポート(RP)</dt>
各機器でもっともルートブリッジに近いポートです。
このポートでは通信の転送を行います。

<dt>指定ポート(DP)</dt>
機器間のリンク上で、最もルートブリッジに近いポートです。
このポートでも通信の転送を行います。

<dt>非指定ポート</dt>
ブロッキングになるポートです。障害発生後には指定ポートに切り替わります
RSTPでは下記の2つが該当します。

<dt>代替ポート</dt>
ブロッキングになるポートで、障害発生後にはルートポートに切り替わります。

<dt>バックアップポート</dt>
ブロッキングになるポートで、障害発生後には指定ポートに切り替わります。

<h2>ポートの状態遷移</h2>

ポートの状態は下記の通りになります。

|遷移順|状態|
|:--|:-:|
|1|ディゼーブル|
|2|ブロッキング|
|3|リスニング|
|4|ラーニング|
|5|フォワーディング|

※ラーニングからブロッキングにも遷移します。

<h2>最後に</h2>
今回はSTPについてまとめました。
まとめいていると意外と理解できなかったことだったり、知らなかったことを知ることができたので、また機会があったら自分ためにも記事をまとめてみようと思いました。
最後まで読んで頂きありがとうございますした。

参考:

https://tech.pjin.jp/blog/2019/01/04/%e3%80%90ccna%e3%83%bbccnp%e8%a9%a6%e9%a8%93%e5%af%be%e7%ad%96%e3%80%91%e3%83%8d%e3%83%83%e3%83%88%e3%83%af%e3%83%bc%e3%82%af%e3%81%ae%e5%9f%ba%e7%a4%8e%e3%81%8b%e3%82%89%e5%ad%a6%e3%82%93%e3%81%a7-5/#:~:text=1%20STP%E3%81%AB%E3%81%AF4%E3%81%A4%E3%81%AE%E7%A8%AE%E9%A1%9E%E3%81%8C%E3%81%82%E3%82%8A%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%202%20CST%E2%80%A6%E3%83%88%E3%83%9D%E3%83%AD%E3%82%B8%E3%83%BC%E5%85%A8%E4%BD%93%E3%81%A71%E3%81%A4%E3%81%AESTP%E3%82%92%E5%8B%95%E4%BD%9C%E3%81%95%E3%81%9B%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%20...%203,PVST%E2%80%A6VLAN%E6%AF%8E%E3%81%ABSTP%E3%82%92%E5%8B%95%E4%BD%9C%E3%81%95%E3%81%9B%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%20...%204%20RSTP%E2%80%A6%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%88%E3%81%AE%E5%BD%B9%E5%89%B2%E3%82%84%E3%80%81%E9%81%B8%E5%87%BA%E6%96%B9%E6%B3%95%E3%81%8C%E6%94%B9%E8%89%AF%E3%81%95%E3%82%8CSTP%E3%82%84PVST%E3%82%88%E3%82%8A%E3%82%82%E9%AB%98%E9%80%9F%E3%81%AA%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%81%8C%E5%8F%AF%E8%83%BD%E3%81%AB%E3%81%AA%E3%81%A3%E3%81%A6%E3%81%84%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%205%20MSTP%E2%80%A6%E8%A4%87%E6%95%B0%E3%81%AEVLAN%E3%82%921%E3%81%A4%E3%81%AE%E3%82%B0%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%97%EF%BC%88%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%82%B9%EF%BC%89%E3%81%AB%E3%81%BE%E3%81%A8%E3%82%81%E3%81%A6%E3%80%81%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%82%B9%E6%AF%8E%E3%81%ABSTP%E3%82%92%E5%8B%95%E4%BD%9C%E3%81%95%E3%81%9B%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%20

https://www.infraexpert.com/study/stpz3.html#:~:text=%E2%97%86%20STP%20-%20%E3%82%B9%E3%83%91%E3%83%8B%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%84%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%97%E3%83%AD%E3%83%88%E3%82%B3%E3%83%AB%E3%81%AE%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%88%E7%8A%B6%E6%85%8B,%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E3%81%8C%E8%B5%B7%E5%8B%95%E3%81%97%E3%81%A6%E3%80%81%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%88%E3%81%8C%E5%88%9D%E3%82%81%E3%81%A6%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%82%A2%E3%83%83%E3%83%97%E3%81%97%E3%81%9F%E3%81%A8%E3%81%8D%E3%81%AB%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%87%E3%82%A3%E3%83%B3%E3%82%B0%E7%8A%B6%E6%85%8B%E3%81%A7%E3%81%82%E3%82%8B%E3%81%A8%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%97%E3%81%8C%E7%99%BA%E7%94%9F%20%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%84%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%20%E3%81%9D%E3%81%AE%E3%81%9F%E3%82%81STP%E3%81%8C%E6%9C%89%E5%8A%B9%E3%81%AA%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E3%81%A7%E3%81%AF%E4%B8%8B%E5%9B%B3%E3%81%AE%E9%A0%86%E7%95%AA%E3%81%A7%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%88%E7%8A%B6%E6%85%8B%E3%82%92%E9%81%B7%E7%A7%BB%E3%81%95%E3%81%9B%E3%81%A6%E3%81%84%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82%20%E3%81%9D%E3%81%97%E3%81%A6%20%E3%81%93%E3%81%AE%E7%8A%B6%E6%85%8B%E3%81%8C%E9%81%B7%E7%A7%BB%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%84%E3%82%8B%E9%96%93%E3%81%ABBPDU%E3%81%8C%E3%82%84%E3%82%8A%E5%8F%96%E3%82%8A%E3%81%95%E3%82%8C%E3%80%81%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%83%E3%82%B8%E3%81%AE%E9%81%B8%E5%87%BA%E3%82%84%E6%8C%87%E5%AE%9A%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%88%E3%81%AA%E3%81%A9%E3%81%8C%E6%B1%BA%E5%AE%9A%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82