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◆ STP - スパニングツリープロトコルのポート状態
スイッチが起動して、ポートが初めてリンクアップしたときにフォワーディング状態であるとループが発生
してしまいます。そのためSTPが有効なスイッチでは下図の順番でポート状態を遷移させています。そして
この状態が遷移している間にBPDUがやり取りされ、ルートブリッジの選出や指定ポートなどが決定します。
| STPのポート状態 |
説明 |
MACアドレスの学習 |
| ディセーブル |
Disabled。管理者によりポートがshutdownされている状態。何も転送されない。 |
× |
| ブロッキング |
Blocking。データフレームを転送せずに、BPDUの受信のみ行う状態。
全てのポートは最初はブロッキング状態から開始する。 |
× |
| リスニング |
Listening。BPDUを送受信し合い、ルートブリッジ、ルートポート、指定ポート
の選出を行っている状態。MACアドレスも学習せずデータも転送しない状態。
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× |
| ラーニング |
Learning。BPDUを送受信し合う。非指定ポートになれば即座にブロッキングへ。
受信したフレームの送信元MACアドレスを学習しているがデータは転送しない。
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○ |
| フォワーディング |
Forwarding。ポートが、最終的にルートポートまたは指定ポートになった状態。
この状態になるとようやくそのポートで、ユーザのデータを転送するようになる。 |
○ |
◆ STP - コンバージェンス
STPでは、ルートブリッジは2秒ごとにBPDUをツリーの下流の非ルートブリッジに転送して、そのツリーの
ネットワーク状態を見ています。下流のスイッチは20秒間、BPDUを受信しなくなるとSTPの再計算を開始
します。再計算開始で、ポートはブロッキング ⇒ リスニング ⇒ ラーニング ⇒ の流れでポート状態を遷移
させます。そしてポートが最終的にフォワーディングまたはブロッキング状態になり安定すると収束します。
※ 収束（コンバージェンス）は「STPのポートがフォワーディングまたはブロッキング状態になり安定した状態になる」という意味。
なお、障害ポイントによって収束時間が異なります。下図ではSWA⇔SWB間で障害が発生し、SWCがSWB
経由でのルートブリッジからのBPDUを20秒間受信できなくなると、STPの再計算が発生し、リスニングから
ラーニング状態を経て、合計50秒間で収束します。収束後は、再計算の結果、右下図のSTP状態になります。
一方、下図のようにSWA⇔SWC間で障害が発生した場合、ブロッキングポートを持つSWCは直接リンクに
障害が発生したことを直ちに知り、最大エージ（20秒）を待つことなく、STPの再計算が発生しリスニング
からラーニング状態を経て計30秒間で収束します。収束後には再計算の結果、右下図のSTP状態になります。
STPタイマーには以下の種類がありタイマー値を変更することが可能です。ただし設定変更は非推奨です。
| タイマー |
デフォルト値 |
説明 |
| Hello Time（ハロータイム） |
2秒 |
スイッチのBPDUの送信間隔 |
| Max Age（最大エージ） |
20秒 |
ルートブリッジからのBPDUを受信しなくなり障害発生と見なすまでの時間。
つまり、この20秒間にBPDUを受信しないとSTPの再計算が開始する。 |
| Forward Delay（転送遅延） |
15秒 |
リスニング状態、ラーニング状態にとどまる時間 |
◆ STP - ルートブリッジの配置
ルートブリッジはネットワークの中心に配置するのが推奨です。ネットワークの中心とはL2スイッチを束ねる
L3スイッチなどが該当することが多いです。そのためにL3スイッチのブリッジプライオリティを 0 に設定し、
例えば冗長化されたもう1台のL3スイッチはブリッジプライオリティを 4096 に設定します。そしてその他の
L2スイッチはブリッジプライオリティを設定せずデフォルトの32768とします。それにより、ルートブリッジ
選出後、ルートポート、指定ポート、非指定ポートの選出は下図構成となり、推奨設計のSTP状態となります。
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