スパニングツリープロトコルとは

スイッチを含むオープンシステム相互接続（OSI）モデルレイヤー2ブリッジングデバイスとして機能するネットワークデバイスは、多くの場合、ネットワーク障害を防ぐために冗長に接続されます。 スパニングツリープロトコル（STP）は、ブリッジソフトウェアに実装され、冗長ブリッジトポロジ内でデータリンクレイヤーフレームが無限にループするのを防ぐ一連のルール、メソッド、および通信機能です。 スパニングツリープロトコルは、データが1つのブリッジネットワークエンドポイントから別のエンドポイントに移動するための、最も低コストの特異な経路を確立するデータリンク層プロトコルです。

スパニングツリープロトコルを使用するブリッジは、ブリッジプロトコルデータユニット（BPDU）と呼ばれる特別なメッセージを相互に送信して、情報を共有し、ネットワークの変更について相互に通知します。 ほとんどのブリッジはスパニングツリープロセスに参加しますが、ネットワーク管理者は一部のブリッジをパススルー専用デバイスとして指定する場合があります。 スパニングツリープロトコルをアクティブに使用するすべてのブリッジングデバイスは、ループフリーの最小スパニングツリートポロジを確立および維持するためにBPDUを交換します。

STPは、ネットワークにブリッジが追加またはネットワークから削除されるたび、ネットワーク内で経路が失敗するとき、無方向リンク検出（UDLD）が破損したファイバーを検出するとき、または他のトポロジ変更が発生して確立されたフローを中断するとき、新しいスパニングツリートポロジの再計算を開始しますデータ。 スパニングツリープロトコルをアクティブに使用するブリッジは、ブリッジングデバイスの1つを新しいスパニングツリーのルートノードとして最初に合意して指定することにより、トポロジの再構成を開始します。 次に、現在の情報とパスコストを含むBPDUを相互に送信して、トポロジのコストが最も低い新しいスパニングツリーを計算することにより、コラボレーションします。 ブリッジが新しいトポロジに合意するとすぐに、新しいスパニングツリーの一部ではなく、指定されたイーサチャネルの一部ではない冗長セグメントに接続されたブリッジポートは、データトラフィックの転送を防ぐために一時的にブロックされます。 これらの未使用の冗長経路をブロックすると、ループのないトポロジが作成されます。

スパニングツリープロトコルは、Digital Equipment Corporation（DEC）によって最初に開発および実装されました。 その後まもなく、米国電気電子技術者協会（IEEE）802.1D標準に組み込まれました。 IEEE 802.1wの提案により、ラピッドスパニングツリープロトコル（RSTP）と呼ばれるスパニングツリープロトコルの新しい高速バージョンが導入されました。 RSTPは、ループフリーブリッジングの標準プロトコルとしてSTPに取って代わり、改訂されたIEEE 802.1D-2004標準で選択されるプロトコルとして指定されました。 STPは、IEEE 802.1Q-2005で詳述されているマルチスパニングツリープロトコル（MSTP）のリリースによりさらに洗練され、複数の仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）構成でSTPの個別のインスタンスを共存させることができます。