STPの動作その1

このページで解説している内容は、以下の YouTube 動画の解説で見ることができます。

演習ファイルのダウンロード

　ファイルは Packet tracer Ｖersion 8.2.1 で作成しています。古いバージョンの Packet Tracer では、ファイルを開くことができませんので、最新の Packet Tracer を準備してください。
　ネットワークの構成を Packet Tracer で一から設定していくのは大変かと思います。「ダウンロード」から演習で使用するファイルのダウンロードができます。ファイルは、ウイルスバスターでウイルスチェックをしておりますが、ダウンロードは自己責任でお願いいたします。

STPの動作ダウンロード

STPの動作について確認していきます。

STPでは、以下の4段階のプロセスを経てループのないトポロジを完成させます。

ルートブリッジの選出
ルートポートの選出
指定ポートの選出
代替（ブロック）ポートの選出

ここでは、「1.ルートブリッジの選出」から「2.ルートポートの選出」までを解説します。

ネットワークの構成は、下図を用います。

ルートブリッジの選出

Cisco Catalyst スイッチではPVST+がデフォルトで有効になっています。

　PVST+（Per VALN Spanning Tree Plus）とは、VLAN単位でSTPを動作させるプロトコルで、VLANごとに異なるルートブリッジを設定することができます。

ルートブリッジは、最も小さいBIDを持つスイッチが、ルートブリッジに選出されます。

BID　＝　プライオリティ　＋　VLAN ID　＋　MACアドレス

ということは、何も設定していない場合、

特に何も設定していない場合、スイッチのプライオリティは、「32768」になっています。

また、スイッチのすべてのポートは、VLAN1に所属しているため、拡張システムIDは「1」になります。

ということは、つまり、スイッチ本体のMACアドレスの値によって、BIDが決まることになります。

各スイッチのBIDの確認

それでは、各スイッチのBIDを確認していきます。

BIDを確認するには以下のコマンドを実行します。

Switch#show spanning-tree

●S1のBID

S1#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0001.437B.7450
             Cost        19
             Port        1(FastEthernet0/1)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     0060.2FE9.59A3
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p
Fa0/2            Altn BLK 19        128.2    P2p
Fa0/3            Desg FWD 19        128.3    P2p

●S2のBID

S2#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0001.437B.7450
             This bridge is the root
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     0001.437B.7450
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p
Fa0/5            Desg FWD 19        128.5    P2p
Fa0/6            Desg FWD 19        128.6    P2p
Fa0/7            Desg FWD 19        128.7    P2p

●S3のBID

S3#show spanning-tree 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    32769
             Address     0001.437B.7450
             Cost        19
             Port        2(FastEthernet0/2)
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
             Address     000A.F3A5.D473
             Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
             Aging Time  20

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/2            Root FWD 19        128.2    P2p
Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p
Fa0/3            Desg FWD 19        128.3    P2p

黄色のマークを確認します。

各スイッチのプライオリティがデフォルトの「32768」であることが確認できます。

また、拡張システムIDですが、スイッチ上のすべてのポートがデフォルトでVLAN1に所属しているため、「1」であることが確認できます。

S1、S2、S3のプライオリティと拡張システムIDがすべて同じです。

ということは、MACアドレスが最も小さいスイッチがルートブリッジということになります。

水色のマーカーを確認します。

S1スイッチのMACアドレス・・・ 0060.2FE9.59A3
S2スイッチのMACアドレス・・・ 0001.437B.7450
S3スイッチのMACアドレス・・・ 000A.F3A5.D473

S2スイッチのMACアドレスが、最も小さいことが確認できます。

つまり、S2がルートブリッジとなります。

ルートポートの選出

　ルードブリッジが選択されると、次にルートポートを選択します。このルートポートは、ルートブリッジ以外のすべてのスイッチで1つ選択されます。

ルートポートを選択するには、まず、ルートブリッジへのルートパスコストを求める必要があります。

ルートパスコストの計算

ポートコストは下表のように定義されています。

リンク速度	ショートパスコスト 802.1D規格	ロングパスコスト 802.1W規格
10 Gbps	2	2,000
1 Gbps	4	20,000
100 Mbps	19	200,000
10 Mbps	100	2,000,000