Catalyst 4500 シリーズ スイッチ Cisco IOS ソフトウェア コンフィギュレーション ガイド リリース 12.2(44)SG

オプションの STP 機能の設定

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この章では、Catalyst 4500 シリーズ スイッチ上でサポートされるスパニングツリー プロトコル（STP）の機能について説明します。設定上の注意事項、設定手順、および設定例についても示します。

この章の主な内容は、次のとおりです。

• 「ルート ガードの概要」

• 「ルート ガードのイネーブル化」

• 「ループ ガードの概要」

• 「ループ ガードのイネーブル化」

• 「EtherChannel ガードの概要」

• 「EtherChannel ガードのイネーブル化」

• 「PortFast の概要」

• 「PortFast のイネーブル化」

• 「BPDU ガードの概要」

• 「BackboneFast のイネーブル化」

• 「PortFast BPDU フィルタリングの概要」

• 「BackboneFast のイネーブル化」

• 「UplinkFast の概要」

• 「UplinkFast のイネーブル化」

• 「BackboneFast の概要」

• 「BackboneFast のイネーブル化」

（注） STP の設定手順については、「STP および MST の設定」を参照してください。

（注） この章のスイッチ コマンドの構文および使用方法の詳細については、『Catalyst 4500 Series Switch Cisco IOS Command Reference』および次の URL の関連マニュアルを参照してください。

http://www.cisco.com/en/US/products/ps6350/index.html

ルート ガードの概要

スパニングツリーのルート ガードを設定すると、インターフェイスは強制的に指定ポートになり、現在のルート ステータスを保護して、周辺のスイッチがルート スイッチになるのを防ぎます。

ルート ガードをポート単位でイネーブルにすると、ポートが所属するすべてのアクティブ VLAN にルート ガードが自動的に適用されます。ルート ガードをディセーブルにすると、指定されたポートのルート ガードがディセーブルになり、そのポートは自動的にリスニング ステートになります。

ルート ガードがイネーブルになっているポートを持つスイッチが新しいルートを検出すると、ポートは root-inconsistent ステートになります。そのあとスイッチが新しいルートを検出しなければ、そのポートは自動的にリスニング ステートになります。

ルート ガードのイネーブル化

レイヤ 2 アクセス ポート上のルート ガードをイネーブルにする（このポートを強制的に指定ポートにする）には、次の作業を行います。

次に、ファスト イーサネット インターフェイス 5/8 上でルート ガードをイネーブルにする例を示します。

次に、設定を確認する例を示します。

次に、root-inconsistent ステートのポートがあるかどうかを判別する例を示します。

ループ ガードの概要

ループ ガードは、ポイントツーポイント リンク上の単方向リンク障害が原因で発生するブリッジング ループの防止に有効です。グローバルにイネーブル化した場合、ループ ガードはシステム上のすべてのポイントツーポイント ポートに適用されます。ループ ガードはルート ポートおよびブロックされたポートを検出し、これらのポートがセグメント上の DP から BPDU を受信し続けるようにします。ループ ガード対応のルート ポートまたはブロック ポートが指定ポートから送られた BPDU の受信を停止した場合、そのポートは物理リンク エラーがポートで発生したと判断して、ブロッキング ステートに移行します。ポートは BPDU を受信すると、ただちにこのステートから回復します。

ループ ガードはポート単位でイネーブルにすることができます。ループ ガードをイネーブルにすると、すべてのアクティブ インスタンスまたはポートが属する VLAN にループ ガードが自動的に適用されます。ループ ガードをディセーブルにした場合は、指定したポートに対してディセーブルになります。ループ ガードをディセーブルにすると、ループに一貫性のないすべてのポートがリスニング ステートに移行します。

チャネル上でループ ガードをイネーブルに設定し、最初のリンクが単一方向になった場合、ループ ガードは影響を受けたポートがチャネルから除外されるまで、チャネル全体をブロックします。図 18-1 に、3 台のスイッチ構成におけるループ ガードを示します。

図 18-1 ループ ガードが設定されたスイッチ 3 台の構成

図 18-1 に、次の設定を示します。

• スイッチ A およびスイッチ B はディストリビューション スイッチです。

• スイッチ C は、アクセス スイッチです。

• ループ ガードは、スイッチ A、B、C のポート 3/1 および 3/2 でイネーブルです。

ルート スイッチでループ ガードをイネーブルにしても効果はありませんが、ルート スイッチが非ルート スイッチになった場合に保護されます。

ループ ガードを使用するときには、次の注意事項に従ってください。

• PortFast 対応ポートまたはダイナミック VLAN ポートでは、ループ ガードをイネーブルにしないでください。

• ルート ガードがイネーブルの場合は、ループ ガードをイネーブルにしないでください。

ループ ガードは、次のように他の機能と相互作用します。

• ループ ガードは UplinkFast または BackboneFast の機能には影響しません。

• ポイントツーポイント リンクに接続されていないポート上でループ ガードをイネーブルにしても、機能しません。

• ルート ガードは強制的に、常にポートがルート ポートになるようにします。ポートがルート ポートまたは代替ポートの場合だけ、ループ ガードは有効です。特定のポート上でループ ガードとルート ガードの両方を同時にイネーブルにすることはできません。

• ループ ガードはスパニングツリーで認識されているポートを使用します。ループ ガードは、ポート集約プロトコル（PAgP）が提供する論理ポートを利用できます。ただし、チャネルを形成するには、そのチャネルにグループ化するすべての物理ポートの設定に互換性がなければなりません。チャネルを形成するために、PAgP はすべての物理ポート上でルート ガードまたはループ ガードの設定を均一にします。

ループ ガードに適用される注意事項は、次のとおりです。

– スパニングツリーは、BPDU を送信するチャネル内で最初に動作するポートを常に選択します。このリンクが単一方向になった場合、チャネル内の他のリンクが適切に機能している場合でも、ループ ガードはチャネルをブロックします。

– ループ ガードによってブロックされている一連のポートをグループ化して、チャネルを形成した場合、スパニングツリーはこれらのポートのステート情報をすべて失い、新しいチャネル ポートは指定された役割を使用してフォワーディング ステートに移行できます。

– チャネルがループ ガードによってブロックされている場合に、チャネルが切断されると、スパニングツリーはすべてのステート情報を失います。チャネルを形成する 1 つまたは複数のリンクが単一方向リンクである場合も、各物理ポートは指定されたロールを使用して、フォワーディング ステートに移行できます。

（注） UniDirectional Link Detection（UDLD; 単一方向リンク検出）をイネーブルにして、リンク障害を特定することができます。UDLD が障害を検出するまでは、ループが発生する可能性がありますが、ループ ガードでは検出できません。

• ディセーブル化されたスパニングツリー インスタンスまたは VLAN 上では、ループ ガードは無効です。

ループ ガードのイネーブル化

ループ ガードはグローバルに、またはポートごとにイネーブルにできます。

スイッチ上でループ ガードをグローバルにイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、ループ ガードをグローバルにイネーブルにする例を示します。

次に、ファスト イーサネット ポート 4/4 のそれまでの設定を確認する例を示します。

特定のインターフェイス上でループ ガードをイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、ファスト イーサネット ポート 4/4 でループ ガードをイネーブルにする例を示します。

次に、設定がファスト イーサネット ポート 4/4 に与える影響を確認する例を示します。

EtherChannel ガードの概要

EtherChannel ガードを使用すると、スイッチと接続したデバイス間での EtherChannel の設定の矛盾を検出できます。設定ミスは、EtherChannel でスイッチのインターフェイスを手動で設定して、1 つまたは複数のインターフェイスが他のデバイス上になかった場合に発生します。EtherChannel 設定時の注意事項については、「EtherChannel 設定時の注意事項および制約事項」を参照してください。

（注） EtherChannel ガードは、PAgP または LACP を介してではなく、forced モード（つまり「手動で設定される」モード）になっている EtherChannel にのみ適用されます。

スイッチが他のデバイス上での設定ミスを検出すると、EtherChannel ガードが、EtherChannel バンドル内のすべてのインターフェイスを errdisable にし、エラー メッセージを表示します。

この機能は、 spanning-tree etherchannel guard misconfig グローバル コンフィギュレーション コマンドでイネーブルにできます。

EtherChannel ガードのイネーブル化

スイッチで PVST+、Rapid PVST+、または MSTP が稼働している場合、EtherChannel の設定の矛盾を検出する EtherChannel ガード機能をイネーブルにできます。

EtherChannel ガードをイネーブルにするには、次の手順を実行します。この手順は任意です。

EtherChannel ガード機能をディセーブルにするには、 no spanning-tree etherchannel guard misconfig 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。

show interfaces status err-disabled 特権 EXEC コマンドを使用することで、EtherChannel の設定矛盾が原因でディセーブルになっているスイッチ ポートを表示できます。リモート デバイス上では、 show etherchannel summary 特権 EXEC コマンドを使用して、EtherChannel の設定を確認できます。

設定を修正した後、誤って設定していたポート チャネル インターフェイス上で、 shutdown および no shutdown インターフェイス コンフィギュレーション コマンドを入力してください。

PortFast の概要

スパニングツリー PortFast を使用すると、レイヤ 2 アクセス ポートとして設定されたインターフェイスは、リスニング ステートおよびラーニング ステートを経ずに、ただちにフォワーディング ステートに移行します。1 台のワークステーションまたはサーバに接続されたレイヤ 2 アクセス ポート上で PortFast を使用すると、スパニングツリーのコンバージェンスを待機しないで、装置がただちにネットワークに接続されます。インターフェイスがブリッジ プロトコル データ ユニット（BPDU）を受信した場合でも、スパニングツリーはそのポートをブロッキング ステートにせずに、ポートの動作ステートを non-port fast に設定します。これは、設定されたステートが port fast のままで、トポロジ変更に参加している場合も同様です。

（注） PortFast の目的は、アクセス ポートがスパニングツリーのコンバージェンスを待機する時間を最小限に抑えることです。したがって、PortFast はアクセス ポートで使用すると最も効果的です。別のスイッチに接続しているポートで PortFast をイネーブルにすると、スパニングツリー ループが作成されるリスクがあります。

PortFast のイネーブル化

レイヤ 2 アクセス ポート上で PortFast をイネーブルにして、ただちにフォワーディング ステートに移行させるには、次の作業を行います。

次に、ファスト イーサネット インターフェイス 5/8 上で PortFast をイネーブルにする例を示します。

次に、設定を確認する例を示します。

BPDU ガードの概要

スパニングツリー BPDU ガードは、BPDU を受信する、PortFast が設定されたインターフェイスをスパニングツリー ブロッキング ステートに移行させずに、シャットダウンします。有効な設定では、PortFast が設定されたインターフェイスは BPDU を受信しません。PortFast が設定されたインターフェイスが BPDU を受信した場合、認証されていないデバイスが接続された場合と同じように、無効な設定として通知されます。管理者は手動でインターフェイスを再び動作させなければならないので、BPDU ガード機能により、無効な設定に対する確実な対処が可能になります。

（注） BPDU ガード機能がイネーブルの場合、スパニングツリーは BPDU ガード機能を PortFast が設定されたすべてのインターフェイスに適用します。

BPDU ガードのイネーブル化

BPDU ガードをイネーブルにして、PortFast が設定された、BPDU を受信するインターフェイスをシャットダウンするには、次の作業を行います。

次に、BPDU ガードをイネーブルにする例を示します。

次に、BPDU 設定を確認する例を示します。

PortFast BPDU フィルタリングの概要

Cisco IOS Release 12.2(25)EW 以降でサポートされる PortFast BPDU フィルタリングによって、管理者はシステムが特定のポートで BPDU を送受信しないようにできます。

グローバルに設定された PortFast フィルタリングは、動作中のすべての PortFast ポートに適用されます。動作可能 PortFast ステートのポートは、ホストに接続されていると見なされ、通常は BPDU をドロップします。動作中の PortFast ポートが BPDU を受信すると、ポートはすぐに PortFast 動作ステータスを失います。この場合、PortFast BPDU フィルタリングはこのポート上でディセーブルになり、STP はポート上で BPDU の送信を再開します。

PortFast BPDU フィルタリングはポート単位で設定することもできます。PortFast BPDU フィルタリングがポート上で明示的に設定されている場合、BPDU は送信されず、受信したすべての BPDU は廃棄されます。

PortFast BPDU フィルタリングをグローバルにイネーブル化し、PortFast BPDU フィルタリングのデフォルトでポートを設定した場合（「BackboneFast のイネーブル化」を参照）、PortFast が PortFast BPDU フィルタリングをイネーブルまたはディセーブルにします。

ポートがデフォルトに設定されていない場合、PortFast の設定が PortFast BPDU フィルタリングに影響することはありません。 表 18-1 に、使用可能な PortFast BPDU フィルタリングの組み合わせを示します。PortFast BPDU フィルタリングを使用すると、エンド ホストの接続直後に、アクセス ポートがフォワーディング ステートに直接移行できます。

PortFast BPDU フィルタリングのイネーブル化

PortFast BPDU フィルタリングをグローバルにイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、ポート上で PortFast BPDU フィルタリングをイネーブルにする例を示します。

次に、PVST+ モードで BPDU 設定を確認する例を示します。

（注） PVST+ については、「STP および MST の設定」 を参照してください。

PortFast BPDU フィルタリングをイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、ファスト イーサネット ポート 4/4 上で PortFast BPDU フィルタリングをイネーブルにする例を示します。

次に、PortFast BPDU フィルタリングがイネーブルになっていることを確認する例を示します。

次に、ポート上の詳細を表示する例を示します。

UplinkFast の概要

（注） UplinkFast は、配線クローゼット スイッチに使用すると最も効果的です。他のアプリケーションにこの機能を使用しても、有効とは限りません。

スパニングツリー UplinkFast 機能は直接リンク障害後のコンバージェンスを高速化し、アップリンク グループを使用して冗長レイヤ 2 リンク間のロードバランシングを実行します。コンバージェンスは、特定のルーティング プロトコルを実行するインターネットワーキング デバイス グループがインターネットワークのトポロジ変更後にそのトポロジに合意する速度と能力です。アップリンク グループは、（VLAN ごとの）レイヤ 2 インターフェイスの集合であり、いかなるときも、その中の 1 つのインターフェイスだけが転送を行います。つまり、アップリンク グループは、（転送を行う）ルート ポートと、（セルフループを行うポートを除く）ブロックされたポートの集合で構成されます。アップリンク グループは、転送中のリンクで障害が起きた場合に代替パスを提供します。

図 18-2 は、リンク障害が発生していないときのトポロジ例です。ルート スイッチであるスイッチ A は、リンク L1 を介してスイッチ B に、リンク L2 を介してスイッチ C に直接接続されています。スイッチ B に直接接続されているスイッチ C のレイヤ 2 インターフェイスは、ブロッキング ステートです。

図 18-2 直接リンク障害が発生する前の UplinkFast

スイッチ C が、現在アクティブ リンクであるルート ポート上の L2 でリンク障害（直接リンク障害）を検出すると、UplinkFast はスイッチ C でブロックされていたポートのブロックを解除し、リスニング ステートおよびラーニング ステートを経由せずに、ただちにフォワーディング ステートに移行させます（図 18-3 を参照）。このスイッチ オーバーに要する時間は 1 ～ 5 秒です。

図 18-3 直接リンク障害が発生したあとの UplinkFast

UplinkFast のイネーブル化

UplinkFast は、ブリッジ プライオリティを 49,152 に高め、スイッチ上のすべてのインターフェイスのスパニングツリー ポート コストに 3000 を追加して、スイッチがルート スイッチになるのを防ぎます。 max_update_rate 値は、1 秒間に送信されるマルチキャスト パケット数を表します（デフォルトは 150 pps です）。

ブリッジ プライオリティを設定している VLAN 上では、UplinkFast をイネーブルにすることはできません。ブリッジ プライオリティを設定している VLAN 上で UplinkFast をイネーブルにするには、グローバル コンフィギュレーション モードで no spanning-tree vlan vlan_ID priority コマンドを入力して、VLAN のブリッジ プライオリティをデフォルトに戻します。

（注） UplinkFast をイネーブルにすると、スイッチのすべての VLAN に影響します。個々の VLAN について UplinkFast を設定することはできません。

UplinkFast をイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、UplinkFast をイネーブルにして、最大アップデート速度を 400 pps に設定する例を示します。

次に、UplinkFast がイネーブルになった VLAN を確認する例を示します。

BackboneFast の概要

BackboneFast は、UplinkFast を補足するテクノロジーです。UplinkFast は、リーフノード スイッチに直接接続するリンク上での障害に、迅速に対応するよう設計されていますが、バックボーン コアの間接的な障害には効果がありません。BackboneFast は最大エージング設定に基づいて最適化を行います。間接的な障害に対するデフォルトのコンバージェンス時間が、50 秒から 30 秒に短縮されます。ただし、BackboneFast によって転送遅延が解消されることはないため、直接の障害には効果がありません。

（注） BackboneFast は、ネットワークのすべてのスイッチ上でイネーブルにする必要があります。

スイッチが指定スイッチから、ルート ブリッジと代表ブリッジを同じスイッチとして識別する BPDU を受信する場合があります。これは本来ありえないことなので、この BPDU は不良と見なされます。

BPDU が不良と見なされるのは、指定スイッチからのリンクがルート ブリッジとのリンクを損失した場合です。指定スイッチは、BPDU を送信して現在のルート ブリッジおよび代表ブリッジとしての状態を伝えます。受信側スイッチは、最大エージング設定で定義された期間、下位 BPDU を無視します。

下位 BPDU を受信したあと、受信側スイッチはルート ブリッジへの代替パスがあるかどうかを確認しようとします。

• 下位 BPDU を受け取ったポートがすでにブロッキング モードであれば、スイッチ上のルート ポートとその他のブロックされたポートがルート ブリッジへの代替パスになります。

• 下位 BPDU がルート ポートに到達した場合には、そのときにブロックされたすべてのポートがルート ブリッジへの代替パスになります。また、下位 BPDU をルート ポートで受け取り、スイッチ上にブロックされたポートがほかにない場合、受信側スイッチはルート ブリッジへのリンクがダウンし、最大エージング設定で定義された時間が経過したと判断し、スイッチをルート スイッチに変更します。

スイッチがルート ブリッジへの代替パスを見つけると、この新しい代替パスを使用します。この新しいパスと、他のすべての代替パスは、Root Link Query（RLQ）BPDU の送信に使用されます。BackboneFast がイネーブルの場合、下位 BPDU を受け取るとただちに RLQ BPDU が送信されます。このプロセスにより、バックボーン リンク障害の場合にコンバージェンスが速くなる場合があります。

図 18-4 は、リンク障害が発生していないときのトポロジ例です。ルート スイッチであるスイッチ A はリンク L1 を介してスイッチ B に、リンク L2 を介してスイッチ C に直接接続されています。この例では、スイッチ B のプライオリティがスイッチ A よりも低く、スイッチ C よりも高いため、スイッチ B が L3 の代表ブリッジになります。最終的に、スイッチ B に直接接続されているスイッチ C のレイヤ 2 インターフェイスは、ブロッキング ステートになる必要があります。

図 18-4 間接リンク障害が発生する前の BackboneFast

次に、L1 に障害が発生したと仮定します。このセグメントに直接接続されているスイッチ A とスイッチ B は、すぐにリンクのダウンを認識します。スイッチ C のブロッキング インターフェイスは、ネットワークが自己回復できるようにフォワーディング ステートを開始する必要があります。ただし、スイッチ C は L1 に直接接続していないため、最大エージング設定で定義された時間が経過するまで、通常の STP のルールに従って L3 上での BPDU 送信を開始しません。

BackboneFast が設定されていない STP 環境では、L1 に障害が発生した場合、スイッチ C はリンク L1 に直接接続していないため、この障害を検出できません。ただし、スイッチ B は L1 を経由して直接ルート スイッチに接続しているため障害を検出し、スイッチ B 自身をルートに選定します。スイッチ B はスイッチ C への設定 BDPU の送信を開始し、スイッチ B 自身をルートとしてリストします。

BackboneFast を使用して最大エージング設定で定義された時間（20 秒）の遅延を解消する場合、次の処理も行われます。

1. スイッチ C がスイッチ B から不良設定 BPDU を受信すると、スイッチ C は間接障害が発生したことを推測します。

2. スイッチ C は RLQ を送信します。

3. スイッチ A は RLQ を受信します。スイッチ A はルート ブリッジであるため、RLQ 応答で自身をルート ブリッジにリストして応答します。

4. スイッチ C が既存のルート ポート上で RLQ 応答を受信すると、スイッチ C はルート ブリッジと安定した接続を維持していることを認識します。スイッチ C は RLQ 要求を発信しているため、RLQ 応答を他のスイッチに転送する必要はありません。

5. BackboneFast により、スイッチ C のブロックされたポートは、そのポートの最大エージング設定で定義されている時間の経過を待たずに、ただちにリスニング ステートに移行します。

6. BackboneFast はスイッチ C のレイヤ 2 インターフェイスをフォワーディング ステートに移行させ、スイッチ B からスイッチ A へのパスを提供します。

このスイッチオーバーに要する時間は約 30 秒で、デフォルトの転送遅延時間 15 秒が設定されている場合の転送遅延時間の 2 倍です。

図 18-5 に、BackboneFast がリンク L1 で発生した障害に応じてどのようにトポロジーを再設定するかを示します。

図 18-5 間接リンク障害が発生したあとの BackboneFast

図 18-6 に示すメディア共有型トポロジに新しいスイッチが組み込まれた場合、BackboneFast は起動されません。これは、認識されている代表ブリッジ（スイッチ B）から下位 BPDU が着信しないためです。新しいスイッチは、ルート スイッチと称される下位 BPDU の送信を開始します。ただし、他のスイッチはこれらの下位 BPDU を無視します。その結果、新しいスイッチはスイッチ B がルート スイッチであるスイッチ A への代表ブリッジであることを学習します。

図 18-6 メディア共有型トポロジにおけるスイッチの追加

BackboneFast のイネーブル化

（注） BackboneFast を有効にするには、ネットワークのすべてのスイッチ上で BackboneFast をイネーブルにする必要があります。BackboneFast はサードパーティ製スイッチに対応していますが、トークンリング VLAN 上ではサポートされていません。

BackboneFast をイネーブルにするには、次の作業を行います。

次に、BackboneFast をイネーブルにする例を示します。

次に、BackboneFast がイネーブルになっていることを確認する例を示します。

次に、ポート ステートのサマリーを表示する例を示します。

次に、スパニングツリー ステート セクションのすべての行を表示する例を示します。