STPを９秒で理解＆ネスペ午後問対策

2025.01.07 2025.01.05

はじめに
問題文
解答
まとめ

はじめに

哲学者トニーくん

【９秒チャレンジ】
STP（スパニングツリープロトコル）は、ネットワークのループを防ぐ仕組みです。ブリッジID（優先度とMACアドレスの最小値）をもとに、基準となるルートブリッジを選び、各ポートを役割（ルートポート、指定ポート、ブロッキングポート）に分けてループしないように通信経路を制御します。

では、練習問題を通して実感していきましょう！

問題文

あるネットワークでは、以下の図のように4台のスイッチ（SW1～SW4）が接続されている。このネットワークではループが発生しないように、STP（スパニングツリープロトコル）を用いて経路を制御している。

各スイッチのBridge IDは以下のとおりである（Bridge IDはスイッチのプライオリティ値とMACアドレスで構成される）。

スイッチ	プライオリティ値	MACアドレス	Bridge ID
SW1	32768	00:11:22:33:44:55	32768-00:11:22:33:44:55
SW2	32768	00:11:22:33:44:56	32768-00:11:22:33:44:56
SW3	32768	00:11:22:33:44:57	32768-00:11:22:33:44:57
SW4	32768	00:11:22:33:44:58	32768-00:11:22:33:44:58

また、各スイッチ間のポートは以下のコストで接続されている。

接続元	接続先	コスト
SW1	SW2	4
SW1	SW3	8
SW2	SW3	4
SW2	SW4	8
SW3	SW4	4

設問1

STPにおいて、ルートブリッジを選出するために各スイッチのBridge IDを比較する。ルートブリッジとして選出されるスイッチを答えなさい。

設問2

ルートブリッジ選出後、各スイッチでルートポートを選出する。SW2およびSW4におけるルートポートを答えなさい。

設問3

各ポートの役割（ルートポート、指定ポート、ブロッキングポート）を決定する。SW3のポート役割をすべて答えなさい。

解答

設問１

ルートブリッジとして選出されるスイッチを答えなさい。

解答

SW1

解説

ルートブリッジは、STPにおいてネットワーク全体の基準となるスイッチで、Bridge IDが最も小さいスイッチが選ばれます。
Bridge IDは「プライオリティ値」と「MACアドレス」で構成され、プライオリティ値が同じ場合はMACアドレスを比較して決定します。

各スイッチのBridge IDは以下のとおり：

SW1: 32768-00:11:22:33:44:55
SW2: 32768-00:11:22:33:44:56
SW3: 32768-00:11:22:33:44:57
SW4: 32768-00:11:22:33:44:58

プライオリティ値は全て32768で同じため、MACアドレスを比較します。最も小さいMACアドレスを持つSW1がルートブリッジに選ばれます。

リンク

設問2

問題

SW2およびSW4におけるルートポートを答えなさい。

解答

SW2のルートポート: SW2のポート（SW1と接続しているポート）
SW4のルートポート: SW4のポート（SW3と接続しているポート）

解説

ルートポートは、各スイッチがルートブリッジに到達するための最短コスト経路を持つポートです。

SW2のルートポート選出
SW2はSW1に直接接続されています。この接続のコストは4で、これは最小コストです。したがって、SW2のルートポートはSW1と接続しているポートになります。
SW4のルートポート選出
SW4がSW1に到達する経路は2通りあります：
1. SW4 → SW2 → SW1（コスト: 8 + 4 = 12）SW4 → SW3 → SW1（コスト: 4 + 8 = 12）
両経路のコストは同じ12ですが、タイブレーク時は隣接スイッチのBridge IDで決定します。SW3のBridge ID（32768-00:11:22:33:44:57）はSW2のBridge ID（32768-00:11:22:33:44:56）より小さいため、SW4のルートポートはSW3と接続しているポートになります。

設問3

問題

SW3のポート役割をすべて答えなさい。

解答

SW3のポート（SW1と接続）: ルートポート
SW3のポート（SW2と接続）: 指定ポート
SW3のポート（SW4と接続）: 指定ポート

解説

ポート役割の決定ルール

ルートポート（Root Port）
各スイッチがルートブリッジに到達する最短コスト経路を持つポート。
指定ポート（Designated Port）
各セグメント内で、コストが最小であるポート。指定ポートはそのセグメントでのデータ転送を担当します。
ブロッキングポート（Blocking Port）
ループを防ぐためにブロックされるポート。

SW3の役割決定

ルートポート
SW3がSW1に到達するための最短経路は、直接接続されているSW1とのポート（コスト8）。よって、このポートがルートポート。
指定ポート
SW3 → SW2（コスト4）、SW3 → SW4（コスト4）いずれも指定ポートとなります。理由は、各セグメントでSW3が最も小さいBridge IDを持つため。
ブロッキングポート
SW3ではブロッキングポートはありません（全て役割が与えられます）。