2001年にIEEE802.1wとして標準化されたRSTPは、従来のSTPのメカニズムに加え、新たにBPDU(Bridge Protocol Data Unit)の処理方法やトポロジ変化の仕組みを強化し、従来のSTPでは、約50秒かかっていたコンバージェンスをわずか数秒で実現した。
- ■新しいポートの役割と状態
802.1dでは、ポートの状態をリスニング、ラーニング、ブロッキング、フォワーディングディセーブルの五つを定義していた。
しかし、実際のポートの動作やアクティブなトポロジーでポートが果たす役割との関連が無く、わかりにくいものであった。802.1wでは、ポートの状態と役割を明確に区別して定義している。
- ポートの状態
802.1wでは、ポートの動作状況に合わせて、ポートの状態を三つに定義している。 フォワーディング- フォワーディング･･･フレームを転送可能な状態
- ラーニング･･･MACアドレスを学習している状態
- 廃棄･･･フレームを転送しない状態
802.1dのディセーブル、ブロッキング、リスニングの各状態は廃棄状態に統合された。
- ポートの役割
RSTPでは、ルートポート及び指定ポート(Designed Port)の役割は変わらないが、ブロッキングポートの役割は、バックアップポートと大体ポートに分割された。
- ルートポートの役割
STAは、VLANごとに最も優先度の高いBPDUを送信しているブリッジをルートブリッジとして選択する。書くブリッジでは、パスコストの点からルートブリッジに最も近いポートをルートポートとして選択する。ルートポートはブリッジ上で最も優先度の高いBPDUを受け取るポートです。ルートブリッジには、ルートポートが有りませんが、その他のブリッジには必ずルートポートがあります。
- 指定ポートの役割
任意のセグメントに接続されているブリッジは、どれも相互にBPDUをリスニングし、最も優先度の高いBPDUを送信しているブリッジをそのセグメントの指定ブリッジとする。そのブリッジ上にあるポートが指定ポートとなります。指定ポートは、接続されたセグメントに最も優先度の高いBPDUを送信することができます。また、これによって任意のセグメント上でルートブリッジに向かうパスは1つだけになり、ネットワークにループができないようにしている。
- 代替ポートの役割
セグメント上のほかのブリッジから受け取ったBPDUの優先度が自ブリッジのポートから送信されるBPDUよりも高いために、ブロッキング状態になったポートです。優先度の高いBPDUを受信し続けると、そのポートはブロッキング状態が維持されます。
- バックアップポートの役割
自ブリッジから優先度の高いBPDUを受信してブロッキング状態になったポートです。
- 802.1wにおけるBPDUフォーマット
802.1wでは、BPDUフォーマットにいくつかの変更を加えている。TCとTCACKという二つのフラグだけが定義されていたが、802.1wではフラグバイトの残りの6ビットを使用して次の情報を追加した。
・BPDU発信ポートの役割と状態のエンコード
・プロポーザル及びアグリーメントメカニズムの処理
■BPDUの処理方法
802.1dでは、ルートポート情でBDPUを受信すると、ブリッジはそのBPDUを他のブリッジにリレーしてしまいました。802.1wでは、ブリッジはルートブリッジからBPDUを受信しなくても、Helloタイムごとに現在の情報が格納されているBPDUを送信します。
そして、指定ブリッジやルートブリッジから優先度の低いBPDUを受信すると、それをだたちに、受け入れそれ以前に記憶した情報と入れ替えます。
RSTPでは、BPDUはブリッジ間におけるキープアライブメカニズムとして使用されます。ブリッジは、3回連続でBPDUを受信できないと、隣接しているルートまたは指定ブリッジへの接続を失ったとみなします。このようにエージングを早くすることで障害が速やかに検出されます。ブリッジが隣接ブリッジからBPDUを受信できなかった場合、802.1dでは、問題の起きた場所がルートへのパス上のどこにあるかも判別できない。RSTPはトラブルシューティングの観点からも優れているといえる。
フォワーディング状態への高速移行
8021.wが導入したもっとも重要な機能は高速移行にある。802.1dでは、ネットワークが収束するのを受動的に待ってから、ポートをフォワーディング状態にしていた。移行を早めるには、転送遅延やマックスエージタイマといったパラメータをチューニングするしか方法が無く、ネットワークの安定性に影響することもあった。
RSTPでは、ポートがフォワーディング状態に移行するのを能動的に確認することができ、タイマの設定にも依存しなくなりました。RSTPではポート上で迅速な移行を実現するために、エッジポートとリンクタイプという二つの新しいパラメータが導入された。
■参考文献
改訂版CiscoCatalystLANスイッチ教科書
Cisco CCNP認定ガイド（BSCI編）
Cisco CCNP認定ガイド（BCMSN編）
絶対わかる！ネットワーク・セキュリティ超入門
3週間完全マスター情報セキュリティアドミニストレータ