Catalyst 2960 スイッチ ソフトウェア コンフィギュレーション ガイド Cisco IOS Release 12.2(25)SED

MST リージョン

スイッチを MST インスタンスに加入させるには、同じ MST コンフィギュレーション情報を使用して矛盾のないようにスイッチを設定しなければなりません。同じ MST コンフィギュレーションを持ち、相互接続されたスイッチの集合を MST リージョンといいます（MST リージョン、CIST マスター、および CST ルートを参照）。

各スイッチがどの MST リージョンに属しているかは、MST コンフィギュレーションによって制御されます。MST コンフィギュレーションには、リージョン名、リビジョン番号、MST の VLAN とインスタンスの割り当てマップが保存されています。スイッチにリージョンを設定するには、そのスイッチで spanning-tree mst configuration グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用して、MST コンフィギュレーション モードを開始します。このモードでは、 instance MST コンフィギュレーション コマンドを使用して VLAN を MST インスタンスにマッピングし、 name MST コンフィギュレーション コマンドを使用してリージョン名を指定し、 revision MST コンフィギュレーション コマンドを使用してリビジョン番号を設定できます。

リージョンは、同一の MST コンフィギュレーションを持つ 1 つまたは複数のメンバーで構成されます。各メンバーは、RSTP Bridge Protocol Data Unit（BPDU; ブリッジ プロトコル データ ユニット）を処理できなければなりません。ネットワーク内の MST リージョンの数には制限はありませんが、各リージョンがサポートできるスパニングツリー インスタンスの数は 65までです。インスタンスは、0 ～ 4094 の範囲内の数字によって識別できます。VLAN は、同時に複数のスパニングツリー インスタンスに割り当てることはできません。

IST、CIST、および CST

すべてのスパニングツリー インスタンスが独立している PVST+ および Rapid PVST+ とは異なり、MSTP は次の 2 タイプのスパニングツリーを確立して維持します。

• Internal Spanning-Tree（IST）は、1 つの MST リージョン内で稼働するスパニングツリーです。

各 MST リージョン内の MSTP は複数のスパニングツリー インスタンスを維持しています。インスタンス 0 は、リージョンの特殊なインスタンスで、IST と呼ばれています。その他の MST インスタンスはすべて 1 から 4094まで番号が付けられます。

IST は、BPDU を送受信する唯一のスパニングツリー インスタンスです。他のスパニングツリーの情報はすべて、MSTP BPDU 内にカプセル化されている M レコードに格納されています。MSTP BPDU はすべてのインスタンスの情報を伝送するので、複数のスパニングツリー インスタンスをサポートする処理が必要な BPDU の数を大幅に減少できます。

同一リージョン内の MST インスタンスはすべて、同じプロトコル タイマーを共有しますが、各 MST インスタンスは独自のトポロジー パラメータ（ルート スイッチ ID、ルート パス コストなど）を持っています。デフォルトでは、すべての VLAN が IST に割り当てられています。

MST インスタンスはリージョンに対してローカルです。たとえば、リージョン A とリージョン B が相互接続されていても、リージョン A の MST インスタンス 1 は、リージョン B の MST インスタンス 1 から独立しています。

• Common and Internal Spanning-Tree（CIST）は、各 MST リージョン内の IST と、MST リージョンおよびシングル スパニングツリーを相互接続するCommon Spanning-Tree（CST）の集合です。

1 つのリージョン内で計算されたスパニングツリーは、スイッチド ドメイン全体を網羅する CST のサブツリーとみなされます。CIST は、IEEE 802.1w、IEEE 802.1s、および IEEE 802.1D 標準をサポートするスイッチ間で実行されるスパニングツリー アルゴリズムによって形成されます。MST リージョン内の CIST は、リージョン外の CST と同じです。

詳細については、「MST リージョン内の動作」および「MST リージョン間の動作」を参照してください。

（注） IEEE 802.1s 標準の実装により、MST 実装に関する用語の使用法が変更されています。この変更の概要については、表15-1を参照してください。

MST リージョン内の動作

IST は 1 つのリージョン内のすべての MSTP スイッチを接続します。IST が収束すると、図16-1に示すように、IST のルートが CIST リージョナル ルート（IEEE 802.1s 標準の実装前の名称は IST マスター ）になります。これはリージョン内で一番小さいスイッチ ID と CIST ルートへのパス コストを持つスイッチです。CIST リージョナル ルートは、ネットワークのリージョンが 1 つのみの場合、CIST ルートにもなります。CIST ルートがリージョンの外部にある場合、リージョンの境界に位置する MSTP スイッチの 1 つが CIST リージョナル ルートとして選択されます。

MSTP スイッチは初期化時に、自身が CIST のルートおよびCIST リージョナル ルートであることを主張するために、CIST ルートとCIST リージョナル ルートへのパス コストがいずれもゼロに設定された BPDU を送信します。スイッチはさらに MST インスタンスをすべて初期化し、自身がこれらすべてのインスタンスのルートであると主張します。スイッチは、ポートに現在保存されているルート情報よりも優位の MST ルート情報（小さいスイッチ ID、パス コストなど）を受信すると、CIST リージョナル ルートとしての主張を撤回します。

初期化処理中、リージョンには多数のサブリージョンが存在し、それぞれに CIST リージョナル ルートが存在することがあります。スイッチは、優位の IST 情報を受信すると、古いサブリージョンを脱退して、真のCIST リージョナル ルートが含まれている新しいサブリージョンに加入します。このようにして、真の CIST リージョナル ルートが含まれているサブリージョン以外のサブリージョンはすべて縮小します。

正常な動作のためには、MST リージョン内のすべてのスイッチが同じ CIST リージョナル ルートを承認する必要があります。共通の CIST リージョナル ルートに収束する場合、そのリージョン内にある 2 つのスイッチは、1 つの MST インスタンスに対するポートの役割のみを同期させます。

MST リージョン間の動作

ネットワーク内に複数のリージョンまたは IEEE 802.1D 準拠のレガシー スイッチが混在している場合、MSTP は、ネットワーク内のすべての MST リージョンとすべてのレガシー STP スイッチからなる CST を構築して維持します。MST インスタンスは、リージョンの境界で IST と結合して CST になります。

IST は、リージョン内のすべての MSTP スイッチに接続し、スイッチド ドメイン全体を網羅する CIST のサブツリーとしてみなされます。サブツリーのルートは CIST リージョナル ルートとなります。MST リージョンは、隣接する STP スイッチおよび MST リージョンからは仮想スイッチとして認識されます。

図16-1は、3 つの MST リージョンと IEEE 802.1D 準拠のレガシー スイッチ（D）からなるネットワークを示しています。リージョン 1 の CIST リージョナル ルート（A）は、CIST ルートでもあります。リージョン 2 の CIST リージョナル ルート（B）およびリージョン 3 の CIST リージョナル ルート（C）は、CIST 内にあるそれぞれのサブツリーのルートです。RSTP はすべてのリージョンで稼働しています。

図16-1 MST リージョン、CIST マスター、および CST ルート

BPDU を送受信するのは、CST インスタンスだけです。MST インスタンスは自身のスパニングツリー情報を BPDU に追加して、近接スイッチと通信し、最終的なスパニングツリー トポロジーを計算します。したがって、BPDU 伝送に関連するスパニングツリー パラメータ（Hello タイム、転送時間、最大エージング タイム、最大ホップ数など）は、CST インスタンスでのみ設定されますが、その影響はすべての MST インスタンスに及びます。スパニングツリー トポロジーに関連するパラメータ（スイッチ プライオリティ、ポート VLAN コスト、ポート VLAN プライオリティなど）は、CST インスタンスと MST インスタンスの両方で設定できます。

MSTP スイッチは、バージョン 3 RSTP BPDU または IEEE 802.1D STP BPDU を使用して、IEEE 802.1D 準拠のレガシー スイッチと通信します。MSTP スイッチ同士の通信には、MSTP BPDU が使用されます。

IEEE 802.1s の用語

シスコの先行標準の実装で使用されている MST 命名規則の一部は、 内部 または リージョナル パラメータの識別のために変更されています。外部パラメータがネットワーク全体に関連するのに対して、これらのパラメータは MST リージョン内部だけで意味を持ちます。CIST はネットワーク全体に広がる唯一のスパニングツリー インスタンスであるため、CIST パラメータには、内部またはリージョナル修飾子ではなく、外部修飾子が必要です。

• CIST ルートはネットワーク全体に広がる一意のインスタンス（CIST）のためのルート スイッチです。

• CIST 外部ルート パス コストは、CIST ルートへのコストです。このコストはMST リージョン内で不変です。MST リージョンは、CIST のための単一スイッチのようなものと考えてください。CIST 外部ルート パス コストは、これらの仮想スイッチと、どのリージョンにも属さないスイッチの間の算出ルート パス コストです。

• CIST リージョナル ルートは、先行標準の実装では IST マスターと呼ばれていました。CIST ルートがリージョン内にある場合、CIST リージョナル ルートは CIST ルートにもなります。そうでない場合、CIST リージョナル ルートは、リージョン内で CIST ルートに最も近いスイッチです。CIST リージョナル ルートは、IST のためのルート スイッチとして機能します。

• CIST 内部ルート パス コストは、リージョン内の CIST リージョナル ルートへのコストです。このコストは IST、インスタンス 0 にのみ関連します。

表16-1 に、IEEE 標準とシスコの先行標準の用語を対比して示します。

ホップ カウント

IST および MST インスタンスは、スパニングツリー トポロジーの計算に、コンフィギュレーション BPDU のメッセージ有効期間と最大エージング タイムの情報を使用しません。その代わり、ルートへのパス コスト、および IP Time to Live（TTL）メカニズムに似たホップ カウント メカニズムを使用します。

spanning-tree mst max-hops グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用することにより、リージョン内の最大ホップを設定し、その値をリージョン内の IST インスタンスとすべての MST インスタンスに適用できます。ホップ カウントを設定すると、メッセージ エージ情報を設定するのと同様の結果が得られます（再構成の開始時期を決定します）。インスタンスのルート スイッチは、常にコスト値が 0、ホップ カウント値が最大値に設定された BPDU（つまり M レコード）を送信します。この BPDU を受信したスイッチは、受信 BPDU の残存ホップ カウントから 1 だけ差し引いた値を残存ホップ カウントとする BPDU を生成し、これを伝播します。このホップ カウントが 0 になると、スイッチはその BPDU を廃棄し、ポート用に維持されていた情報を期限切れにします。

BPDU の RSTP 部分に格納されているメッセージ有効期間と最大エージング タイムの情報は、リージョン全体で同じままであり、そのリージョンの境界に位置する指定ポートによって同じ値が伝播されます。

境界ポート

シスコ先行標準の実装では、境界ポートは、RSTP が稼働する単一のスパニングツリー リージョン、PVST+ または Rapid PVST+ が稼働する単一のスパニングツリー リージョン、または異なる MST コンフィギュレーションを持つ別の MST リージョンに MST リージョンを接続します。また、境界ポートは、指定スイッチが単一のスパニングツリー スイッチ、または異なる MST コンフィギュレーションを持つスイッチである LAN に接続されます。

IEEE 802.1s 標準では、境界ポートの定義はありません。IEEE 802.1Q-2002 標準では、ポートが受信可能な 2 種類のメッセージとして、内部（同一リージョン内）および外部を規定しています。メッセージが外部の場合、CIST でのみ受信されます。CIST の役割がルートまたは代替である場合、または外部 BPDU がトポロジー変更の場合、MST インスタンスに影響を及ぼす可能性があります。メッセージが内部の場合、CIST 部分は CIST で受信され、各 MST インスタンスはそれぞれの M レコードを受信します。シスコの先行標準の実装では、外部メッセージを受信するポートは境界ポートとして扱われます。そのため、ポートは内部メッセージと外部メッセージを組み合わせて受信することはできません。

MST リージョンには、スイッチと LAN の両方が含まれます。セグメントは指定ポートのリージョンに属します。そのため、セグメントの指定ポート以外のリージョンにあるポートは境界ポートとなります。この定義により、リージョン内部の 2 つのポートは、別のリージョンに属するポートとセグメントを共有でき、内部メッセージと外部メッセージの両方を 1 つのポートで受信できるようになります。

シスコの先行標準からの主要な変更点は、STP 互換モードで動作している場合を除いて、指定ポートが境界として定義されないことです。

（注） セグメントにレガシー STP スイッチがある場合、メッセージは常に外部とみなされます。

先行標準の実装からのその他の変更点は、CIST リージョナル ルート スイッチ ID フィールドが、RSTP または IEEE 802.1Q スイッチでは送信側スイッチ ID が格納されていた場所に挿入されたことです。一貫性のある送信側スイッチ ID を近接スイッチに送信することにより、リージョン全体が 1 つの仮想スイッチのように機能します。この例では、セグメントのためにスイッチ A または B が指定されているかどうかに関係なく、スイッチ C はルートの一貫性のある送信側スイッチ ID を持つ BPDU を受信します。

IEEE 802.1s の実装

IEEE MST 標準を実装したシスコ製品には、標準を満たすために必要な機能のほか、公表された標準にはまだ組み込まれていない先行標準機能も含まれています。

ポートの役割の名称変更

境界の役割は最終的な MST 標準の規定からは外されていますが、この境界の概念はシスコの実装では受け継がれています。ただし、リージョンの境界にある MST インスタンス ポートは、対応する CIST ポートのステートに従わないことがあります。現在、次の 2 つの場合があります。

• 境界ポートが CIST リージョナル ルートのルート ポートである場合 ― CIST インスタンス ポートが提案され、同期が取られると、合意を返送し、対応する MSTI ポートとの同期が取られた場合のみフォワーディング ステートに移行します。現在、MSTI ポートには、特別なマスターの役割があります。

• 境界ポートが CIST リージョナル ルートのルート ポートでない場合 ― MSTI ポートは CIST ポートのステートと役割に従います。標準で提供される情報は少なく、BPDU（M レコード）の受信時に MSTI ポートのブロックが交互に発生した原因を特定するのが難しいことがあります。この場合、境界の役割はすでに存在しなくなっていますが、 show コマンドの出力の type カラムでポートを境界として確認できます。

レガシー スイッチと標準スイッチの相互運用

先行標準スイッチの自動検出はエラーとなる可能性がありますが、インターフェイス コンフィギュレーション コマンドにより先行標準ポートを特定することもできます。リージョン内に標準スイッチと先行標準スイッチを混在させることはできませんが、CIST を使用するとこれらのスイッチの相互運用が可能になります。このケースでは、異なるインスタンス上のロード バランシング機能がなくなります。ポートが先行標準 BPDU を受信すると、CLI（コマンドライン インターフェイス）には、ポートの設定に応じたフラグが表示されます。スイッチが、先行標準 BPDU 伝送用に設定されていないポートで初めて先行標準 BPDU を受信すると、Syslog メッセージも表示されます。

このシナリオを、図16-2に図示します。A が標準スイッチ、B が先行標準スイッチで、両方とも同じリージョン内に配置されているとします。A は CIST のためのルート スイッチであるため、B のセグメント X にはルート ポート（BX）、セグメント Y には代替ポート（BY）があります。セグメント Y がフラップして、先行標準 BPDU を送出しないうちに BY のポートが代替ポートになると、AY は、先行標準スイッチが Y に接続されていて標準 BPDU の送信を続行していることを検出できません。そのため、ポート BY は境界に固定され、A と B の間でロード バランシングができなくなります。同じ問題はセグメント X でも発生しますが、B はトポロジー変更を送信できます。

図16-2 標準スイッチと先行標準スイッチとの相互運用

（注） 標準と先行標準の MST 実装の相互作用は、最小限に抑えることを推奨します。

単一方向リンク障害の検出

この機能はまだ IEEE MST 標準には組み込まれていませんが、Cisco IOS リリースには組み込まれています。ソフトウェアは、ブリッジング ループを引き起こす恐れのある単一方向リンク障害を検出するため、受信した BPDU 内のポートの役割とステートの一貫性をチェックします。

指定ポートで矛盾が検出されると、役割は維持されますが、廃棄ステートに戻ります。矛盾により接続を中断する方が、ブリッジング ループが発生するよりは望ましいからです。

図16-3に、ブリッジング ループの原因となる単一方向リンク障害の状態を示します。スイッチ A はルート スイッチで、その BPDU はスイッチ B へのリンク上で消失しています。RSTP および MST BPDU には、送信ポートの役割とステートが設定されています。スイッチ A は、この情報をもとに、スイッチ A が送信した優位の BPDU への応答をスイッチ B が返さないことと、スイッチ B がルートスイッチではなくて指定スイッチであることを検出できます。それにより、スイッチ A は自身のポートをブロックし（またはブロッキングを維持し）、ブリッジング ループを防止します。

図16-3 単一方向リンク障害の検出

IEEE 802.1D STP とのインターオペラビリティ

MSTP が稼働しているスイッチは、IEEE 802.1D 準拠のレガシー スイッチとの相互運用を可能にする組み込み型のプロトコル移行メカニズムをサポートします。このスイッチは、レガシー IEEE 802.1D コンフィギュレーション BPDU（プロトコルバージョンが 0 に設定されている BPDU）を受信すると、そのポート上では IEEE 802.1D BPDU のみを送信します。また、MSTP スイッチは、レガシー BPDU、別のリージョンに関連付けられている MSTP BPDU（バージョン 3）、または RSTP BPDU（バージョン 2）を受信することによって、ポートがリージョンの境界に位置していることを検出できます。

ただし、レガシースイッチが指定スイッチでない場合、レガシースイッチがリンクから削除されているかどうか検出できないので、スイッチは IEEE 802.1D BPDU を受け取らなくなった場合でも、自動的に MSTP モードには戻りません。さらにスイッチは、接続先スイッチがリージョンに加入した場合であっても、引き続きポートに境界の役割を指定する可能性があります。プロトコル移行プロセスを再起動する（近接スイッチとの再ネゴシエーションを強制する）には、 clear spanning-tree detected-protocols イネーブル EXEC コマンドを使用します。

リンク上のすべてのレガシー スイッチが RSTP スイッチであれば、これらのスイッチは、RSTP BPDU 同様に MSTP BPDU を処理できます。したがって、MSTP スイッチは、バージョン 0 コンフィギュレーションと TCN BPDU またはバージョン 3 MSTP BPDU のいずれかを境界ポートで送信します。境界ポートは、指定スイッチがシングル スパニングツリー スイッチまたは異なる MST コンフィギュレーションを持つスイッチのいずれかである LAN に接続されます。

ポートの役割およびアクティブ トポロジー

RSTP は、ポートに役割を割り当てて、アクティブ トポロジーを学習することによって高速コンバージェンスを実現します。「スパニングツリー トポロジーと BPDU」で説明したように、RSTP は、IEEE 802.1D STP に基づき、スイッチ プライオリティが最も高い（プライオリティの値が最も小さい）スイッチをルート スイッチに選択します。RSTP はさらに、各ポートに次のいずれか 1 つの役割を割り当てます。

• ルート ポート ― スイッチからルート スイッチへパケットを転送する場合の最適パス（最も低コストなパス）を提供します。

• 指定ポート ― 指定スイッチに接続します。これにより、LAN からルート スイッチへパケットを転送するときのパス コストが最小になります。指定スイッチが LAN に接続するポートのことを指定ポートと呼びます。

• 代替ポート ― 現在のルート ポートが提供したパスに代わるルート スイッチへの代替パスを提供します。

• バックアップ ポート ― 指定ポートが提供した、スパニングツリーのリーフに向かうパスのバックアップとして機能します。バックアップ ポートが存在できるのは、2 つのポートがポイントツーポイント リンクによってループバックで接続されている場合、または 1 つのスイッチに共有 LAN セグメントへの接続が 2 つ以上ある場合です。

• ディセーブル ポート ― スパニングツリーの動作において何も役割が与えられていません。

ルート ポートまたは指定ポートの役割を割り当てられたポートは、アクティブ トポロジーの一部となります。代替ポートまたはバックアップ ポートの役割を割り当てられたポートは、アクティブ トポロジーから除外されます。

ネットワーク全体のポートの役割に矛盾のない安定したトポロジーでは、RSTP は、すべてのルート ポートおよび指定ポートがただちにフォワーディング ステートに移行し、代替ポートとバックアップ ポートが必ず廃棄ステート（IEEE 802.1D のブロッキング ステートと同じ）になるように保証します。フォワーディング プロセスおよびラーニング プロセスの動作はポート ステートによって制御されます。 表16-2 に、IEEE 802.1D と RSTP のポート ステートの比較を示します。

シスコの STP 実装製品内で整合性を図るため、このマニュアルでは、ポートの 廃棄 ステートを ブロッキング と定義しています。指定ポートは、リスニング ステートから開始します。

高速コンバージェンス

RSTP を使用すると、スイッチ、スイッチ ポート、または LAN に障害が発生しても、ただちに接続を回復できます。RSTP は、エッジ ポート、新しいルート ポート、およびポイントツーポイント リンクで接続されているポートに次のような高速コンバージェンスを提供します。

• エッジ ポート ― spanning-tree portfast インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用して、RSTP スイッチ上の 1 つのポートをエッジ ポートに設定すると、そのエッジ ポートはただちにフォワーディング ステートになります。エッジ ポートは PortFast 対応ポートと同じで、これをイネーブルにできるのは、単一のエンド ステーションに接続されているポート上だけです。

• ルート ポート ― RSTP は、新しいルート ポートを選択すると、古いルート ポートをブロックして、新しいルート ポートをただちにフォワーディング ステートにします。

• ポイントツーポイント リンク ― 2 つのポートをポイントツーポイント リンクで接続し、ローカル ポートが指定ポートになると、その指定ポートは、提案/合意ハンドシェイクを使用して、相手側ポートと高速移行をネゴシエーションし、ループのないトポロジーを保証します。

図16-4では、スイッチ A とスイッチ B はポイントツーポイント リンクを通じて接続され、すべてのポートがブロッキングステートになっています。スイッチ A のプライオリティ値がスイッチ B のプライオリティ値より小さい数値である場合、スイッチ A はスイッチ B に提案メッセージ（提案フラグが設定されたコンフィギュレーション BPDU）を送信し、スイッチ A 自身が指定スイッチになることを提案します。

スイッチ B は、提案メッセージを受信すると、提案メッセージを受信したポートを新しいルート ポートとして選択し、すべての非エッジ ポートをブロッキング ステートにします。さらに、新しいルート ポート経由で合意メッセージ（合意フラグが設定された BPDU）を送信します。

スイッチ A は、スイッチ B の合意メッセージを受信すると、ただちに自身の指定ポートをフォワーディング ステートにします。スイッチ B はその非エッジ ポートをすべてブロックし、またスイッチ A とスイッチ B はポイントツーポイント リンクで接続されているので、ネットワークにループは形成されません。

スイッチ C がスイッチ B に接続された場合も、同様のハンドシェイク メッセージが交換されます。スイッチ C はスイッチ B に接続されたポートをルート ポートとして選択し、両端のポートはただちにフォワーディング ステートに移行します。アクティブ トポロジーにスイッチが追加されるたびに、このハンドシェイク プロセスが実行されます。ネットワークが収束すると、この提案/合意ハンドシェイクがルートからスパニングツリーのリーフへと進みます。

スイッチはポートのデュプレックス モードによってリンク タイプを学習します。全二重ポートはポイントツーポイント接続とみなされ、半二重接続は共有接続とみなされます。 spanning-tree link-type インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用すると、デュプレックス設定で制御されたデフォルトの設定値を上書きできます。

図16-4 高速コンバージェンスの提案/合意ハンドシェイク

ポートの役割の同期化

スイッチのポートの 1 つで提案メッセージが受信され、そのポートが新しいルート ポートに選択されると、RSTP は他のすべてのポートを新しいルートの情報に同期させます。

他のすべてのポートが同期化されると、スイッチはルート ポートで受信した優位のルート情報に同期化されます。スイッチ上の個々のポートは次の場合に同期化された状態となります。

• ブロッキング ステートである場合

• エッジ ポートである場合（ネットワークのエッジとして設定されているポート）

指定ポートがフォワーディング ステートであり、なおかつエッジ ポートとして設定されていない場合、RSTP によって新しいルート情報で強制的に同期化されると、その指定ポートはブロッキング ステートになります。一般的に、RSTP がポートを新しいルート情報で強制的に同期化する場合に、そのポートが上記のいずれの条件も満たしていない場合、ポートのステートはブロッキングに設定されます。

スイッチは、すべてのポートが同期化されたことを確認すると、そのルート ポートに対応する指定スイッチに合意メッセージを送信します。ポイントツーポイント リンクで接続されたスイッチがポートの役割について互いに合意すると、RSTP はポート ステートをただちにフォワーディング ステートに移行させます。図16-5は、この一連のイベントを示します。

図16-5 高速コンバージェンス中の一連のイベント

BPDU のフォーマットおよびプロセス

RSTP BPDU のフォーマットは、プロトコル バージョンが 2 に設定されている点を除き、IEEE 802.1D BPDU のフォーマットと同じです。新しい 1 バイトのバージョン 1 の Length フィールドは 0 に設定されます。これはバージョン 1 のプロトコルの情報がないことを示しています。 表16-3 に、RSTP のフラグ フィールドを示します。

送信スイッチは、自身を LAN 上の指定スイッチにするために、RSTP BPDU の提案フラグを設定します。提案メッセージでは、ポートの役割は常に指定ポートに設定されます。

送信スイッチは、提案を受け入れる場合、RSTP BPDU の合意フラグを設定します。合意メッセージでは、ポートの役割は常にルート ポートに設定されます。

RSTP には個別の Topology Change Notification（TCN;トポロジー変更通知）BPDU はありません。トポロジーの変更を示すには、トポロジー変更（TC）フラグが使用されます。ただし、IEEE 802.1D スイッチとのインターオペラビリティを保つために、RSTP スイッチは TCN BPDU の処理と生成を行います。

ラーニングとフォワーディングのフラグは、送信ポートのステートに応じて設定されます。

優位 BPDU 情報の処理

現在保存されているルート情報よりも優位のルート情報（小さいスイッチ ID、低パス コストなど）をポートが受信すると、RSTP は再構成を開始します。そのポートが新しいルート ポートとして提案され、選択されると、RSTP は他のすべてのポートを強制的に同期化します。

受信した BPDU が提案フラグの設定された RSTP BPDU である場合、スイッチは他のすべてのポートを同期化したあと、合意メッセージを送信します。BPDU が IEEE 802.1D BPDU である場合、スイッチは提案フラグを設定せずに、そのポートの転送遅延タイマーを起動します。新しいルート ポートはフォワーディング ステートに移行するために 2 倍の転送遅延時間を必要とします。

ポートで優位の情報が受信されたために、そのポートがバックアップ ポートまたは代替ポートになる場合、RSTP はそのポートをブロッキング ステートに設定し、合意メッセージは送信しません。指定ポートは、転送遅延タイマーが満了するまで提案フラグの設定された BPDU の送信を続けます。タイマーが満了すると、ポートはフォワーディング ステートに移行します。

下位 BPDU 情報の処理

指定ポートの役割フラグが設定された下位 BPDU（そのポートに現在保存されている値より大きいスイッチ ID、高いパス コストなど）を指定ポートが受信した場合、その指定ポートは、ただちに現在の自身の情報を応答します。

トポロジーの変更

ここでは、スパニングツリー トポロジーの変更処理における RSTP と IEEE 802.1D の相違を説明します。

• 検出 ― IEEE 802.1D ではブロッキングとフォワーディング ステート間でのすべての移行によってトポロジーの変更が生じますが、RSTP ではトポロジーの変更が生じるのは、ブロッキングからフォワーディングにステートが移行する場合 のみ です（トポロジーの変更とみなされるのは、相互接続性が向上する場合だけです）。エッジ ポートでステートが変更されても、トポロジーの変更は生じません。RSTP スイッチは、トポロジーの変更を検出すると、そのスイッチのすべての非エッジ ポート（TC 通知を受信したポートを除く）で学習した情報を削除します。

• 通知 ― IEEE 802.1D は TCN BPDU を使用しますが、RSTP は使用しません。ただし、IEEE 802.1D スイッチとのインターオペラビリティを保つために、RSTP スイッチは TCN BPDU の処理と生成を行います。

• 確認 ― RSTP スイッチは、指定ポートで IEEE 802.1D スイッチから TCN メッセージを受信した場合、TCA ビットが設定された IEEE 802.1D コンフィギュレーション BPDU で応答します。ただし、IEEE 802.1D スイッチに接続されたルート ポートで TC 時間タイマー（IEEE 802.1D のトポロジー変更タイマーと同じ）がアクティブであり、TCA ビットが設定されたコンフィギュレーション BPDU が受信された場合、TC 時間タイマーはリセットされます。

この処理は、IEEE 802.1D スイッチをサポートする目的でのみ必要とされます。RSTP BPDU では、TCA ビットは設定されません。

• 伝播 ― RSTP スイッチは、指定ポートまたはルート ポートを介して別のスイッチから TC メッセージを受信すると、自身のすべての非エッジ ポート、指定ポート、およびルート ポート（この TC メッセージを受信したポートを除く）に変更を伝播します。スイッチは、これらのすべてのポートの TC 時間タイマーを起動し、これらのポート上で学習した情報を削除します。

• プロトコルの移行 ― IEEE 802.1D スイッチとの下位互換性を保つため、RSTP は IEEE 802.1D コンフィギュレーション BPDU および TCN BPDU をポート単位で必要に応じて送信します。

ポートが初期化されると、移行遅延タイマーが起動され（RSTP BPDU を送信する最小時間を指定）、RSTP BPDU が送信されます。このタイマーがアクティブな間、スイッチはそのポートで受信したすべての BPDU を処理し、プロトコル タイプを無視します。

スイッチはポートの移行遅延タイマーが満了したあとに IEEE 802.1D BPDU を受信した場合、IEEE 802.1D スイッチに接続されていると想定し、IEEE 802.1D BPDU のみの使用を開始します。ただし、RSTP スイッチが 1 つのポートで IEEE 802.1D BPDU を使用していて、タイマーが満了したあとにRSTP BPDU を受信した場合、タイマーが再起動し、そのポートで RSTP BPDU の使用が開始されます。

MSTP のデフォルト設定

表16-4 に、MSTP のデフォルト設定を示します。

サポートされるスパニングツリー インスタンス数については、「サポートされるスパニングツリー インスタンス」を参照してください。

MSTP 設定時の注意事項

ここでは、MSTP の設定時の注意事項を説明します。

• spanning-tree mode mst グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用して、MST をイネーブルにすると、RSTP が自動的にイネーブルになります。

• 2 つ以上のスイッチを同じ MST リージョンに設置するには、その 2 つのスイッチに同じ VLAN/インスタンス マッピング、同じコンフィギュレーション リビジョン番号、同じ名前を設定しなければなりません。

• スイッチは最大 65の MST インスタンスをサポートします。特定の MST インスタンスにマッピングできる VLAN の数に制限はありません。

• PVST+、Rapid PVST+、および MSTP はサポートされますが、アクティブにできるのは 1 つのバージョンだけです（たとえば、すべての VLAN で PVST+ を使用するか、すべてのVLANで Rapid PVST+ を使用するか、またはすべての VLAN で MSTP を使用することになります）。詳細については、「スパニングツリーのインターオペラビリティと下位互換性」を参照してください。推奨するトランク ポート設定の詳細については、「他の機能との相互作用」を参照してください。

• MST コンフィギュレーションの VLAN Trunking Protocol（VTP; VLAN トランキング プロトコル）伝播機能はサポートされません。ただし、CLI または SNMP（簡易ネットワーク管理プロトコル）サポートを通じて、MST リージョン内の各スイッチで MST コンフィギュレーション（リージョン名、リビジョン番号、および VLAN とインスタンスのマッピング）を手動で設定することは可能です。

• ネットワーク内の冗長パスでロードバランシングを機能させるには、すべての VLAN/インスタンス マッピングの割り当てが一致している必要があります。一致していないと、すべてのトラフィックが 1 つのリンク上で伝送されます。

• PVST+ クラウドと MST クラウドの間、または Rapid PVST+ クラウドと MST クラウドの間でロードバランシングを実現するには、すべての MST 境界ポートがフォワーディング ステートでなければなりません。そのためには、MST クラウドの IST マスターが CST のルートを兼ねている必要があります。MST クラウドが複数の MST リージョンで構成されている場合は、MST リージョンの 1 つに CST ルートが含まれており、他のすべての MST リージョンにおいて、MST クラウドに含まれているルートへのパスの方が PVST+ または Rapid PVST+ クラウド経由のパスよりも優れている必要があります。クラウド内のスイッチを手動で設定しなければならない場合もあります。

• ネットワークを多数のリージョンに分割することは推奨できません。ただし、どうしても分割せざるを得ない場合は、スイッチド LAN をルータまたは非レイヤ 2 デバイスで相互接続された小規模な LAN に分割することを推奨します。

• UplinkFast および BackboneFast の設定時の注意事項については、「オプションのスパニングツリー設定時の注意事項」を参照してください。

MST リージョンの設定および MSTP のイネーブル化

2 つ以上のスイッチを同じ MST リージョンに設定するには、その 2 つのスイッチに同じ VLAN/インスタンス マッピング、同じコンフィギュレーション リビジョン番号、同じ名前を設定しなければなりません。

リージョンは、同じ MST コンフィギュレーションを持つ 1 つまたは複数のメンバーで構成されます。リージョンの各メンバーは RSTP BPDU を処理する機能を備えている必要があります。ネットワーク内の MST リージョンの数には制限はありませんが、各リージョンがサポートできるスパニングツリー インスタンスの数は 65までです。1 つの VLAN を同時に複数のスパニングツリー インスタンスに割り当てることはできません。

MST リージョンの設定を行い、MSTP をイネーブルにするには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は必須です。

	コマンド	目的
ステップ 1	configure terminal	グローバル コンフィギュレーション モードを開始します。
ステップ 2	spanning-tree mst configuration	MST コンフィギュレーション モードを開始します。
ステップ 3	instance instance-id vlan vlan-range	VLAN を MST インスタンスに対応付けます。 • instance-id に指定できる範囲は、0 ～ 4094 です。 • vlan vlan-range に指定できる範囲は、1 ～ 4094 です。 MST インスタンスに VLAN をマッピングする場合、マッピングは差分的に行われ、コマンドで指定された VLAN がすでにマッピング済みの VLAN に対して追加または削除されます。 VLAN の範囲を指定する場合は、ハイフンを使用します。たとえば、 instance 1 vlan 1-63 と入力すると、VLAN 1 ～ 63 が MST インスタンス 1 にマッピングされます。 一連の VLAN を指定する場合は、カンマを使用します。たとえば、 instance 1 vlan 10, 20, 30 を入力すると、VLAN 10、20、30 が MST インスタンス 1 にマッピングされます。
ステップ 4	name name	コンフィギュレーション名を指定します。 name ストリングの最大長は 32 文字で、大文字と小文字が区別されます。
ステップ 5	revision version	コンフィギュレーション リビジョン番号を指定します。指定できる範囲は 0 ～ 65535 です。
ステップ 6	show pending	入力した設定を表示して、確認します。
ステップ 7	exit	変更を適用し、グローバル コンフィギュレーション モードに戻ります。
ステップ 8	spanning-tree mode mst	MSTP をイネーブルにします。RSTP もイネーブルになります。 注意 スパニングツリー モードを変更すると、すべてのスパニングツリー インスタンスが前のモードで停止して新しいモードで再起動されるので、トラフィックが中断する可能性があります。 MSTP と PVST+ または MSTP と Rapid PVST+ を同時に実行することはできません。
ステップ 9	end	イネーブル EXEC モードに戻ります。
ステップ 10	show running-config	設定を確認します。
ステップ 11	copy running-config startup-config	（任意）コンフィギュレーション ファイルにエントリを保存します。

デフォルトの MST リージョン コンフィギュレーションに戻すには、 no spanning-tree mst configuration グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。VLAN インスタンス マッピングをデフォルトの設定に戻すには、 no instance instance-id [ vlan vlan-range ] MST コンフィギュレーション コマンドを使用します。デフォルトの名前に戻すには、 no name MST コンフィギュレーション コマンドを使用します。デフォルトのリビジョン番号に戻すには、 no revision MST コンフィギュレーション コマンドを使用し、 PVST+ をイネーブルに戻すには、 no spanning-tree mode または spanning-tree mode pvst グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

次に、MST コンフィギュレーション モードの例を示します。まず MST コンフィギュレーション モードを開始して VLAN 10 ～ 20 を MST インスタンス 1 にマッピングし、そのリージョンの名前を region1 に設定します。次にコンフィギュレーション リビジョン番号として 1 を設定し、入力した設定を表示させて変更を適用します。そして最後にグローバル コンフィギュレーション モードに戻ります。

ルート スイッチの設定

スイッチは、スパニングツリー インスタンスを VLAN グループとマッピングして維持します。各インスタンスには、スイッチ プライオリティとスイッチの MAC アドレスからなるスイッチ ID が対応付けられます。最小のスイッチ ID を持つスイッチがその VLAN グループのルート スイッチになります。

特定のスイッチがルートになるように設定するには、 spanning-tree mst instance-id root グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用して、スイッチ プライオリティをデフォルト値（32768）からきわめて小さい値に変更します。これにより、そのスイッチが指定されたスパニングツリー インスタンスのルート スイッチになることができます。このコマンドを入力すると、スイッチは、ルート スイッチのスイッチ プライオリティを確認します。拡張システム ID のサポートのため、スイッチは指定されたインスタンスについて、自身のプライオリティを 24576 に設定します（この値によって、このスイッチが指定されたスパニングツリー インスタンスのルートになる場合）。

指定されたインスタンスのルート スイッチに 24576 より小さいスイッチ プライオリティが設定されている場合、スイッチは自身のプライオリティを最小のスイッチ プライオリティより 4096 だけ小さい値に設定します（ スイッチ プライオリティ値および拡張システム IDに示すように、4096 は 4 ビットのスイッチ プライオリティ値の最下位ビットの値です）。

ネットワーク上に拡張システム ID をサポートするスイッチとサポートしないスイッチが混在する場合は、拡張システム ID をサポートするスイッチがルート スイッチになることはまずありません。拡張システム ID によって、旧ソフトウェアが稼働する接続スイッチのプライオリティより VLAN 番号が大きくなるたびに、スイッチ プライオリティ値が増大します。

各スパニングツリー インスタンスのルート スイッチは、バックボーン スイッチまたはディストリビューション スイッチにする必要があります。アクセス スイッチをスパニングツリーのプライマリ ルートとして設定しないでください。

レイヤ 2 ネットワークの直径（つまり、レイヤ 2 ネットワーク上の任意の 2 つのエンド ステーション間の最大スイッチ ホップ数）を指定するには、 diameter キーワードを指定します（MST インスタンス 0 の場合のみ使用可）。ネットワークの直径を指定すると、その直径のネットワークに最適な Hello タイム、転送遅延時間、および最大エージング タイムをスイッチが自動的に設定するので、コンバージェンスの所要時間を大幅に短縮できます。自動的に算出された Hello タイムを変更する場合は、 hello キーワードを使用します。

（注） スイッチをルート スイッチとして設定したあとに、spanning-tree mst hello-time、spanning-tree mst forward-time、およびspanning-tree mst max-age グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用して、Hello タイム、転送遅延時間、および最大エージング タイムを手動で設定することは推奨できません。

スイッチをルート スイッチに設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst instance-id root グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

セカンダリ ルート スイッチの設定

拡張システム ID をサポートするスイッチをセカンダリルートとして設定すると、スイッチ プライオリティはデフォルト値（32768）から 28672 に変更されます。その結果、プライマリ ルート スイッチに障害が発生した場合に、このスイッチが、指定されたインスタンスのルート スイッチになる可能性が高くなります。これは、他のネットワーク スイッチがデフォルトのスイッチ プライオリティ 32768 を使用し、ルート スイッチになる可能性が低いことが前提です。

複数のスイッチでこのコマンドを実行すると、複数のバックアップ ルート スイッチを設定できます。 spanning-tree mst instance-id root primary グローバル コンフィギュレーション コマンドでプライマリ ルート スイッチを設定したときと同じネットワーク直径および Hello タイム値を使用してください。

スイッチをセンカンダリ ルート スイッチに設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst instance-id root グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

ポート プライオリティの設定

ループが発生した場合、MSTP はポート プライオリティを使用して、フォワーディング ステートにするインターフェイスを選択します。最初に選択させたいインターフェイスには高いプライオリティ（小さい数値）を与え、最後に選択させたいインターフェイスには低いプライオリティ（大きい数値）を与えます。すべてのインターフェイスに同じプライオリティ値が与えられている場合、MSTP はインターフェイス番号が最小のインターフェイスをフォワーディング ステートにし、他のインターフェイスをブロックします。

インターフェイスの MSTP ポート プライオリティを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

（注） show spanning-tree mst interface interface-id イネーブル EXEC コマンドによって表示されるのは、リンク アップ動作可能状態のポートの情報だけです。それ以外の情報については、
show running-config interface イネーブル EXEC コマンドを使用して設定を確認してください。

インターフェイスをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst instance-id port-priority インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用します。

パス コストの設定

MSTP パス コストのデフォルト値は、インターフェイスのメディア速度に基づきます。ループが発生した場合、MSTP はコストを使用して、フォワーディング ステートにするインターフェイスを選択します。最初に選択させたいインターフェイスには小さいコスト値を与え、最後に選択させたいインターフェイスには大きいコスト値を与えます。すべてのインターフェイスに同じコスト値が与えられている場合、MSTP はインターフェイス番号が最小のインターフェイスをフォワーディング ステートにし、他のインターフェイスをブロックします。

インターフェイスの MSTP コストを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

（注） show spanning-tree mst interface interface-id イネーブル EXEC コマンドによって表示されるのは、リンク アップ動作可能状態のポートの情報だけです。それ以外の情報については、
show running-config イネーブル EXEC コマンドを使用して設定を確認してください。

インターフェイスをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst instance-id cost インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用します。

スイッチ プライオリティの設定

スイッチ プライオリティを設定することによって、スイッチがルート スイッチとして選択される可能性を高めることができます。

（注） このコマンドは、十分に注意して使用してください。スイッチ プライオリティの変更には、通常、spanning-tree mst instance-id root primary および spanning-tree mst instance-id root secondary グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用することを推奨します。

スイッチ プライオリティを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst instance-id priority グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

Hello タイムの設定

Hello タイムを変更することによって、ルート スイッチによってコンフィギュレーション メッセージが生成される間隔を設定できます。

すべての MST インスタンスの Hello タイムを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst hello-time グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

転送遅延時間の設定

すべての MST インスタンスの転送遅延時間を設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst forward-time グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

最大エージング タイムの設定

すべての MST インスタンスの最大エージング タイムを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst max-age グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

最大ホップ カウントの設定

すべての MST インスタンスの最大ホップ カウントを設定するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スイッチをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst max-hops グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。

リンク タイプの指定による高速移行の保証

2 つのポートをポイントツーポイント リンクで接続し、ローカル ポートが指定ポートになると、RSTP は提案/合意ハンドシェイクを使用して、相手側ポートと高速移行をネゴシエートし、ループのないトポロジーを保証します（高速コンバージェンスを参照）。

デフォルトでは、リンク タイプは、インターフェイスのデュプレックス モードによって制御されます。全二重ポートはポイントツーポイント接続とみなされ、半二重接続は共有接続とみなされます。MSTP が稼働しているリモート スイッチ上の 1 つのポートと物理的にポイントツーポイントで接続されている半二重リンクが存在する場合は、リンク タイプのデフォルト設定値を変更して、フォワーディング ステートへの高速移行をイネーブルにできます。

リンク タイプのデフォルト設定を変更するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

ポートをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree link-type インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用します。

ネイバ タイプの指定

トポロジーには、先行標準の装置と IEEE 802.1s 標準準拠の装置の両方を含めることができます。デフォルトでは、ポートは自動的に先行標準装置を検出できますが、標準と先行標準の両方の BPDU が受信できます。装置とネイバとの間で不一致がある場合、インターフェイスで CIST のみが動作します。

先行標準の BPDU のみを送信するようポートを設定することもできます。ポートが STP 互換モードの場合でも、すべての show コマンドの出力には先行標準フラグが表示されます。

ネイバ タイプのデフォルト設定を変更するには、イネーブル EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

ポートをデフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mst prestandard インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを使用します。

プロトコル移行プロセスの再起動

MSTP が稼働しているスイッチは、IEEE 802.1D 準拠のレガシー スイッチとの相互運用を可能にする組み込み型のプロトコル移行メカニズムをサポートします。このスイッチは、レガシー IEEE 802.1D コンフィギュレーション BPDU（プロトコルバージョンが 0 に設定されている BPDU）を受信すると、そのポート上では IEEE 802.1D BPDU のみを送信します。また、MSTP スイッチは、レガシー BPDU、別のリージョンに関連付けられている MST BPDU（バージョン 3）、または RST BPDU（バージョン 2）を受信することによって、ポートがリージョンの境界に位置していることを検出できます。

ただし、レガシースイッチが指定スイッチでない場合、レガシースイッチがリンクから削除されているかどうか検出できないので、スイッチは IEEE 802.1D BPDU を受け取らなくなった場合でも、自動的に MSTP モードには戻りません。さらにスイッチは、接続先スイッチがリージョンに加入した場合であっても、ポートに対して引き続き、境界の役割を割り当てる可能性もあります。

スイッチでプロトコル移行プロセスを再起動する（近接スイッチとの再ネゴシエーションを強制する）には、 clear spanning-tree detected-protocols イネーブル EXEC コマンドを使用します。

特定のインターフェイスでプロトコル移行プロセスを再開するには、 clear spanning-tree detected-protocols interface interface-id イネーブル EXEC コマンドを使用します。