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図 スパニング・ツリーとは?
図 スパニング・ツリーとは?
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 スパニング・ツリーとは,LANでやりとりしているデータ(MACフレーム)が永遠に回り続けることを防ぐためにLANスイッチが備える機能のこと。「スパニング・ツリー・プロトコル」(spanning tree protocol:STP)というプロトコルで実現する。

 LANスイッチで構築したネットワークにループ状になっている場所が存在すると,同じMACフレームが何度も伝わることになり,正常な通信ができなくなってしまう。特にブロードキャスト・フレームがループ状になったLANを流れると,ブロードキャスト・フレームはいつまでもLANをぐるぐると回り続け,そのうちに帯域を使い切ってしまい,LANをダウンさせてしまう(こうした現象をブロードキャスト・ストームという)。

 こうした現象を防ぐための機能がスパニング・ツリーだ。スパニング・ツリーが有効になっていると,LANスイッチで構築したLANにループ状の構成があっても,実際には通信を受け付けないポート(ブロッキング・ポート)を自動的に設定し,最終的に1台のLANスイッチを頂点とするツリー構造を作る。

 基本的な流れとしては,まずLANスイッチ同士でツリーの根(ルート)となるLANスイッチを決める。このLANスイッチを「ルート・ブリッジ」と呼ぶ。それから,そのLANスイッチ(ルート・ブリッジ)に最短経路で到達するポートを,各LANスイッチとLANセグメントごとに探す。そして,いずれにも関係のないポートの通信をブロックして無効にしていくと,経路がループしないツリーが構成される。

 こうしたスイッチ・ネットワークを構築するために,LANスイッチ間で情報をやりとりするのに使うプロトコルがSTPである。STPでは,BPDU(bridge protocol data unit)と呼ばれる制御フレームでスパニング・ツリーを作るための情報をやりとりする。

 BPDUには,ツリー構成を決めるための情報として,「ブリッジID」と「パス・コスト」という値が格納される。ブリッジIDは,ツリーのルートとなる「ルート・ブリッジ」を決めるための情報。パス・コストは,LANスイッチ間でどの経路をとるかを決める情報である。

 スパニング・ツリーは,ループを防ぐ目的のほか,耐障害性を向上させるためにも使われる。障害発生時に障害経路をう回できるようにわざとネットワークにループ構成となる部分を作っておき,障害が生じたときには通信を受け付けていなかったポートをオープンにして,通信を継続する。

 

ループ構成ができているLANでデータが回り続けるのを防ぐ「スパニング・ツリー・プロトコル」で,制御情報をやりとりするフレームはどれでしょうか。