[index] AT-MWS-GPシリーズ リファレンスマニュアル 2.0.0

リファレンス編 / スイッチ / L2 Features / STP


  - 概要
   - 動作モード(バージョン)
   - STP/RSTP
   - MSTP
    - MSTインスタンス
    - MSTリージョン
    - CIST
  - Global Settings
  - Root Bridge
  - CIST Instance Settings
  - CIST Port Settings
  - MST Instance Settings
  - MST Port Settings


スパニングツリープロトコルは、スイッチ(ブリッジ)ネットワークにおいて、冗長経路(複数経路)の設定を可能とし、ネットワークの耐障害性を高めるプロトコルです。
 

概要

ネットワーク上に複数の経路を設定し、障害発生時に迂回路を使えるようにすることは自然な発想ですが、Ethernetではループ状の経路がブロードキャストストームによるネットワーク停止を招くため、そのままでは複数経路の設定自体ができません。

スパニングツリープロトコルを使用すると、ブリッジ同士がメッセージを交換し合うことにより、すべてのブリッジを含むツリー状の論理経路(スパニングツリー)が自律的に構築されます。物理的にループが存在しても、ツリーを構成しないポートは自動的にブロックされるため、パケットがループすることはありません。

また、障害が発生して一部の経路が不通になったときは、ツリーの再構築が行われ、自動的に新しい経路に切り替わる冗長機能も備えています。
 

動作モード(バージョン)

スパニングツリープロトコルにはいくつかの種類がありますが、本製品では以下のバージョンをサポートしています。

表 1:スパニングツリープロトコルの種類
名称
略称
対応規格
バージョン番号
Spanning Tree Protocol STP IEEE 802.1D 0
Rapid Spanning Tree Protocol RSTP IEEE 802.1w 2
Multiple Spanning Tree Protocol MSTP IEEE 802.1s 3

本製品の初期状態ではRSTPモードに設定されています。RSTPは、オリジナルのSTPを改良してツリーの収束時間を短くしたものです。また、MSTPは、RSTPをVLAN環境向けに大幅拡張したもので、いくつかのVLANごとにRSTPを実行することができます。

これら複数のバージョンを同時に有効化することはできませんが、上位バージョン(バージョン番号の大きいもの)には下位バージョンとの互換性があるため、古いバージョンの装置と相互運用することは可能です。
 

STP/RSTP

本製品の初期状態では、スパニングツリープロトコルの動作モード(バージョン)はRSTPに設定されています。

STP/RSTPは特別な設定をしなくても動作しますが、実際の運用にあたっては、少なくともルートブリッジが適切な位置に配置されるよう各装置のブリッジプライオリティーを調整する必要があります。STP/RSTP利用時のスパニングツリードメインは1つになります。
 

MSTP

マルチプルスパニングツリープロトコル(MSTP)は、既存のスパニングツリープロトコル(STP/RSTP)をもとに、VLAN環境向けの機能拡張を施したレイヤー2のループ防止・冗長化プロトコルです。

MSTPは、ツリー状の論理経路(スパニングツリー)を自動的に形成してループを防止する点において、RSTPと同様の動作をします。

ただし、MSTPでは、複数のVLANをMSTインスタンスと呼ばれるグループにまとめ、MSTインスタンスごとにツリーを形成し、それぞれのツリーでRSTPと同様の動作を実行します。この特長をうまく利用すれば、タグVLANを利用したスイッチ間接続などにおいて、ネットワーク負荷を分散させることができます。また、VLANごとにツリーを形成する場合に比べて、VLAN数の増加によるCPUやネットワーク負荷の上昇を抑えることができます。

さらに、MSTPでは、ネットワーク上のブリッジ(スイッチ)をMSTリージョンと呼ばれるグループに分割し、MSTリージョンごとに前述したMSTPの動作を行わせることができます。これは、大規模なネットワーク環境において、ネットワークの設計や管理を容易にする効果があります。
 

MSTインスタンス

MSTPでは、複数のVLANをまとめたものをMSTインスタンス(MSTI)と呼び、MSTインスタンスごとにスパニングツリーを形成します。MSTインスタンスは、1〜15のインスタンスIDで識別します。

MSTインスタンスのルートブリッジは「MSTIリージョナルルート」と呼ばれ、MSTインスタンスにおけるブリッジプライオリティーとMACアドレスによって決定されます。

ブリッジプライオリティーはMSTインスタンスごとに設定できるため、MSTインスタンス「1」ではスイッチAがルートブリッジ、MSTインスタンス「2」ではスイッチBがルートブリッジ、といった構成を組むことができます。また、ポートプライオリティーもMSTインスタンスごとに設定できるため、MSTインスタンスごとに最適なポートをルートポートにすることができます。これらの仕組みはトラフィックの負荷分散に有効です。

本製品のMSTインスタンスの仕様は、次のとおりです。
 

MSTリージョン

MSTPでは、ネットワーク上のブリッジ(スイッチ)をMSTリージョンと呼ばれるグループに分割することができます。MSTリージョンは、他のリージョンからは1台の仮想ブリッジとして見えるため、MSTリージョン内のトポロジーチェンジはMSTリージョン内で完結し、リージョン外(ネットワーク全体)には影響を与えません。

すなわち、MSTPの動作は、次の2つのレベルに分かれているということになります。
本製品のMSTリージョンの仕様は、次のとおりです。
MSTP対応ブリッジは、あるポートにおいて自身と異なるMSTリージョン設定を持ったMSTP BPDUを受信すると、該当ポートがMSTリージョンの境界に位置するものと認識します。

また、旧バージョンのBPDU(STP BPDU、RSTP BPDU)を受信した場合も、受信ポートがMSTリージョンの境界に位置するものと認識します。この場合、STP/RSTPブリッジ(MSTP非対応のブリッジ)は、1つのMSTリージョンと見なします。
 

CIST

MSTPでは、デフォルトでID=0の特殊なインスタンスが存在します。これはCIST(Common and Internal Spanning Tree)と呼ばれ、MSTリージョン内のすべてのブリッジを接続し、さらには、MSTリージョン同士を接続して、ネットワーク全体をカバーするスパニングツリーを形成します。

MSTリージョン内におけるCISTツリーのルートブリッジを「CISTリージョナルルート」、MSTリージョン外も含めたネットワーク全体のルートブリッジ(CISTのルートブリッジ)を「CISTルート」と呼びます。これらはCISTにおけるブリッジプライオリティーとMACアドレスによって決定されます。

初期状態では、すべてのVLANがCISTに関連付けられています。VLANをMSTインスタンスに関連付けると、そのVLANは自動的にCISTとの関連付けを解除されます。

なお、CISTとVLANの関連付けがどのようになっているかにかかわりなく、CISTにはすべてのポートが参加しています。実際のところ、MSTP BPDUを送信するのはCISTインスタンスであり、個々のMSTインスタンスはBPDUを送信しません。個々のMSTインスタンスの情報は、MSTP BPDUのデータ部にオプション情報の形で格納されて送信されます。CISTの情報はすべてのMSTP BPDUに含まれていますが、MSTインスタンスの情報は、送信ポートが該当するMSTインスタンスに関連付けられているときだけ付加されます。
 

Global Settings

スパニングツリープロトコルに関する一般設定を行います。

表 2:スパニングツリープロトコルの一般設定
項目名
説明
STP State スパニングツリープロトコルを使用するか否かを、「Enabled」または「Disabled」で設定します。
「Enabled」を選択した場合、スパニングツリープロトコルを使用します。
「Disabled」を選択した場合、スパニングツリープロトコルを使用しません。
デフォルトは「Enabled」です。
Force Version 本製品で使用するスパニングツリープロトコルの種類を、「STP」、「RSTP」、「MSTP」から選択します。
デフォルトは「RSTP」です。

 

Root Bridge

ルートブリッジの設定を表示します。
スパニングツリーの構成時は、ブリッジ同士がBPDU(Bridge Protocol Data Unit)を交換します。各ブリッジが送出するBPDUから、優先度とMACアドレスからなるブリッジIDを比較し、ブリッジIDが最も小さいブリッジを「ルートブリッジ」として選出します。そして、ルートブリッジからのホップ数と各ブリッジに設定されたパスコストに基づいて、有効な経路を決定します。

表 3:ルートブリッジの設定
項目名
説明
Root Address ルートブリッジのMACアドレスを表示します。
Priority ルートブリッジのブリッジプライオリティーを表示します。
Forward Delay ルートブリッジのフォワードディレイタイムを表示します。
フォワードディレイタイムは、ルートブリッジのポートがフォワーディング状態に遷移するまでの時間を調節する値です。
STPにおいては、ルートブリッジ内のポートがリスニングからラーニング、ラーニングからフォワーディング状態に遷移するまでの時間(秒)を示します。
RSTP/MSTPにおいては、ディスカーディングからラーニング、ラーニングからフォワーディング状態に遷移するまでの最大時間(秒)を示します。
Maximum Age 最大エージタイムを表示します。
最大エージタイムは、ルートブリッジからBPDUが届かなくなったことを認識するまでの時間(秒)です。この時間内にBPDUを受信できなかった場合、各ブリッジはスパニングツリーの再構成を開始します。
Hello Time ハロータイムを表示します。
ハロータイムは、ルートブリッジがBPDUを送信する間隔(秒)を指します。

 

CIST Instance Settings

MSTPにおいて、MSTリージョン同士を接続して、ネットワーク全体を網羅する、CIST(Common and Internal Spanning Tree)についての設定を行います。
また、STP/RSTPにおけるツリー全体の設定も、本項で設定します。

表 4:CISTインスタンス設定
項目名
説明
Priority ブリッジプライオリティーをドロップダウンリストから選択します。
ブリッジプライオリティーは、4096〜61440の範囲の、4096の倍数を設定します。
デフォルトは「32768」です。
Maximum Hop BPDUの最大ホップ数を1〜40の数値で設定します。
ブリッジから送信されたBPDUは、スパニングツリーリージョン内のブリッジを転送され、転送回数が最大ホップ数を超えると、BPDUは破棄されます。
デフォルトは「20」です。
Forward Delay ルートブリッジのフォワードディレイタイムを4〜30の数値で設定します。
フォワードディレイタイムは、ルートブリッジのポートがフォワーディング状態に遷移するまでの時間を調節する値です。
STPにおいては、ルートブリッジ内のポートがリスニングからラーニング、ラーニングからフォワーディング状態に遷移するまでの時間(秒)を示します。
RSTP/MSTPにおいては、ディスカーディングからラーニング、ラーニングからフォワーディング状態に遷移するまでの最大時間(秒)を示します。
デフォルトは「15」です。
Maximum Age 最大エージタイムを6〜40の数値で設定します。
最大エージタイムは、ルートブリッジからBPDUが届かなくなったことを認識するまでの時間(秒)です。この時間内にBPDUを受信できなかった場合、各ブリッジはスパニングツリーの再構成を開始します。
最大エージタイムは、2×(ハロータイム+1)以上、かつ、2×(フォワードディレイタイム-1)以下でなければなりません。
デフォルトは「20」です。
TX Hold Count 転送保留カウント値を1〜10の数値で設定します。
転送保留カウント値は、1秒間に送信するBPDUの上限の数を指します。
デフォルトは「6」です。
Hello Time ハロータイムを1〜10の数値で設定します。
ハロータイムは、ルートブリッジがBPDUを送信する間隔(秒)を指します。
デフォルトは「2」です。

表 5:コマンドボタン
項目名
説明
Apply 設定の変更をコンフィグに保存し、動作に反映します。

 

CIST Port Settings

本製品のポートに対するCISTの設定を行います。
また、STP/RSTPにおけるツリー全体の設定も、本項で設定します。

表 6:CISTポート設定
項目名
説明
Port ポート番号を表示します。
ポート番号は、以下のスイッチポートまたはトランクグループを指します。

AT-MWS2012GP
・1〜8: 10/100/1000BASE-T PoEポート
・9、10: 10/100/1000BASE-Tポート
・11、12: SFPスロット
・trunk1〜8: トランクグループ

AT-MWS5028GP
・1〜24: 10/100/1000BASE-T PoEポート
・25〜28: SFPスロット
・trunk1〜8: トランクグループ

トランクグループの詳細については、「L2 Features」/「Link Aggregation」をご覧ください。
Priority スパニングツリーアルゴリズム(STA)にてこのポートが使用される優先度を、0〜240の範囲の、16の倍数を設定します。
デフォルトは「128」です。
Internal Path Cost Conf / Oper インターナルパスコストの、設定値(Conf)と実際に動作している値(Oper)を表示します。
External Path Cost Conf/Oper エクスターナルパスコストの、設定値(Conf)と実際に動作している値(Oper)を表示します。
Path Cost ポートに設定しているコストを表示、または0〜200000000の数値で設定します。
0に設定するとポートのパスコストは自動的に設定されます。
この項目の設定値が、Internal Path Cost、External Path Costの設定値(Conf)に反映されます。
デフォルトは「20000」です。
Designated Root Bridge CSTルートブリッジのブリッジプライオリティー、MSTIのブリッジプライオリティー(常に0)、MACアドレスを表示します。
External Root Cost CISTルートブリッジまでのパスコストを表示します。
Regional Root Bridge CISTリージョナルルートのブリッジプライオリティー、パスコスト、MACアドレスを表示します。
Internal Root Cost CISTリージョナルルートまでのコストを表示します。
Designated Bridge 代表ブリッジのブリッジプライオリティー、パスコスト、MACアドレスを表示します。
Edge Port Conf / Oper エッジポートの設定(Conf)と実際の動作(Oper)を表示します。
エッジポート設定を「Yes」にすると、該当のポートは、他のブリッジが存在しない、PCなどの端末接続用ポートとして見なされます。エッジポートではフォワーディング状態への高速遷移が有効になるため、端末接続後すぐに通信が可能になります。また、エッジポートでは、ステータスが変化してもトポロジー変更通知が発生しないため、端末接続用ポートをエッジポートに設定しておけば、ネットワーク全体で無駄な処理を減らすことができます。
エッジポートは他のブリッジが存在しないことを前提にしたポートですが、万が一ブリッジが接続されるとBPDUを受信することになります。この場合、エッジポートは通常ポートに移行、実際の動作(Oper)の表示は「No」になります。
デフォルトは「Yes」です。
P2P MAC Conf / Oper ポイントツーポイントリンクか否かの設定(Conf)と実際の動作(Oper)を表示します。
「Yes」に設定すると、ポート上に他のブリッジが1台しか存在しないものとして、フォワーディング状態への高速遷移が有効になります。
「No」に設定すると、ポート上に複数のブリッジが存在するものとして、フォワーディング状態への高速遷移が無効となります。
「Auto」に設定すると、ポート上に複数のブリッジが存在するかどうか、自動で判別します。
デフォルトは「Auto」です。
Port Role ポートの役割(Root、Designated、Alternate、Backup、Master、Disabledのいずれか)を表示します。
Port State 現在のポートのフォワーディング状態(Listening、Learning、Forwarding、Discarding、Disabledのいずれか)を表示します。
Migration Start STP(IEEE 802.1D)からRSTP(IEEE 802.1w)への移行を開始します。

表 7:コマンドボタン
項目名
説明
Apply 設定の変更をコンフィグに保存し、動作に反映します。

ポートごとの設定は、次のように変更します。
  1. 設定を変更する各ポートの、行の左端のチェックボックスを「チェックあり」にします。
    「チェックなし」のポートについては、設定は変更されません。

  2. 選択したポートの設定を変更する場合は、各列の上端のテキストフィールドに入力、または、ドロップダウンリストから設定値を選択します。

  3. 「Apply」ボタンを押して、設定の変更を適用します。
 

MST Instance Settings

MSTインスタンスについての設定を行います。最大で15インスタンスまで登録できます。

表 8:MSTインスタンス設定
項目名
説明
MST ID MSTインスタンスの番号を表示します。
VLAN List MSTインスタンスに割り当てられたVLAN IDを1〜4094の数値で設定します。
デフォルトは空欄です。
Priority MSTIブリッジプライオリティーをドロップダウンリストから選択します。
MSTIブリッジプライオリティーは、4096〜61440の範囲の、4096の倍数を設定します。
デフォルトは「32768」です。
Regional Root Bridge MSTIリージョナルルートのブリッジ識別子を表示します。ブリッジ識別子は、ブリッジプライオリティーとMACアドレスで構成されます。
Internal Path Cost Conf / Oper MSTIインターナルパスコストの、設定値(Conf)と実際に動作している値(Oper)を表示します。
Designated Bridge 指定ポートを持つブリッジのブリッジ識別子を表示します。ブリッジ識別子は、ブリッジプライオリティーとMACアドレスで構成されます。
Root Port MSTIインスタンスでルートポートになったポートの番号を表示します。

表 9:コマンドボタン
項目名
説明
Edit
該当のMSTインスタンスの設定を変更します。
Apply
設定の変更をコンフィグに保存し、動作に反映します。
Cancel
設定の変更を破棄します。

MSTインスタンスの設定は、次のように行います。
  1. 編集する行の右端の、「Edit」ボタンをクリックします。

  2. MSTインスタンスに割り当てるVLAN IDを半角数字で設定します。

  3. 「Priority」のドロップダウンリストから、ブリッジプライオリティーを選択します。
    ブリッジプライオリティーは、4096〜61440の範囲の、4096の倍数を設定します。
    デフォルトは「32768」です。

  4. 「Apply」ボタンをクリックして、設定の変更を適用します。
    変更を破棄する場合は、「Cancel」ボタンをクリックします。
 

MST Port Settings

本製品のポートに対するMSTの設定を行います。

表 10:MSTポート設定
項目名
説明
MST ID ポートが所属するMSTインスタンスの番号として、1〜15の値をドロップダウンリストから選択します。
Port ポート番号を表示します。
ポート番号は、以下のスイッチポートまたはトランクグループを指します。

AT-MWS2012GP
・1〜8: 10/100/1000BASE-T PoEポート
・9、10: 10/100/1000BASE-Tポート
・11、12: SFPスロット
・trunk1〜8: トランクグループ

AT-MWS5028GP
・1〜24: 10/100/1000BASE-T PoEポート
・25〜28: SFPスロット
・trunk1〜8: トランクグループ

トランクグループの詳細については、「L2 Features」/「Link Aggregation」をご覧ください。
Priority スパニングツリーアルゴリズム(STA)にてこのポートが使用される優先度を、0〜240の範囲の、16の倍数を設定します。
デフォルトは「128」です。
Internal Path Cost Conf / Oper MSTIインターナルパスコストの設定値(Conf)と実際に動作している値(Oper)を表示、または設定します。
デフォルトは「0」です。
Regional Root Bridge MSTIリージョナルルートのブリッジ識別子を表示します。ブリッジ識別子は、ブリッジプライオリティーとMACアドレスで構成されます。
Internal Root Cost MSTIリージョナルルートまでのパスコストを表示します。
Designated Bridge 代表ブリッジのブリッジプライオリティー、パスコスト、MACアドレスを表示します。
Port Role ポートの役割(Root、Designated、Alternate、Backup、Master、Disabledのいずれか)を表示します。
Port State 現在のポートのフォワーディング状態(Listening、Learning、Forwarding、Discarding、Disabledのいずれか)を表示します。

表 11:コマンドボタン
項目名
説明
Apply 設定の変更をコンフィグに保存し、動作に反映します。

ポートごとの設定は、次のように変更します。
  1. 設定を変更する各ポートの、行の左端のチェックボックスを「チェックあり」にします。
    「チェックなし」のポートについては、設定は変更されません。

  2. 選択したポートの設定を変更する場合は、各列の上端のテキストフィールドに入力、または、ドロップダウンリストから設定値を選択します。

  3. 「Apply」ボタンを押して、設定の変更を適用します。




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