Cisco ME 3400E イーサネット アクセス スイッチ ソ フトウェア コンフィギュレーション ガイド,12.2(52)SE

STP の概要

STP は、ネットワーク内のループを防ぎながらパスの冗長性を実現するレイヤ 2 リンク管理プロトコルです。レイヤ 2 イーサネット ネットワークが正常に動作するのは、任意の 2 つのステーション間にアクティブ パスが 1 つだけ存在する場合です。エンド ステーション間に複数のアクティブ パスがあると、ネットワーク内でループが発生する原因になります。ネットワークにループが存在すると、エンド ステーションが重複したメッセージを受信する可能性があります。また、スイッチが複数のレイヤ 2 インターフェイス上のエンド ステーション MAC（メディア アクセス制御）アドレスを学習する可能性もあります。このような状態ではネットワークが不安定になります。スパニング ツリーの動作はエンド ステーションにとってトランスペアレントであるため、エンド ステーション側では、1 つの LAN セグメントに接続されているのか、それとも複数のセグメントからなるスイッチド LAN に接続されているのかを認識できません。

STP は、スパニング ツリー アルゴリズムを使用して、冗長接続されたネットワークのいずれかのスイッチをスパニング ツリーのルートとして選択します。アルゴリズムは、アクティブ トポロジ内のポートの役割に基づいて各ポートに役割を割り当てることで、スイッチド レイヤ 2 ネットワークを経由する最適なループフリー パスを計算します。

• ルート：スパニング ツリー トポロジに対して選択されたフォワーディング ポート

• 指定：各スイッチド LAN セグメントに対して選択されたフォワーディング ポート

• 代替：スパニング ツリー内のルート ブリッジへの代替パスを提供するブロッキング ポート

• バックアップ：ループバック構成内のブロッキング ポート

（注） Cisco ME 3400E スイッチでは、STP がイネーブルにされている NNI と ENI だけが STP に参加します。STP がイネーブルにされていないアクティブな UNI や ENI は、常にフォワーディング ステートです。この概要では、他のスイッチ上では STP ポートを任意のインターフェイスにできますが、Cisco ME スイッチ上では NNI または STP 対応の ENI に限られます。

すべての ポートで指定の役割またはバックアップの役割が設定されたスイッチは、ルート スイッチです。少なくとも 1 つ のポートで指定の役割が設定されたスイッチを、指定スイッチと呼びます。

スパニング ツリーは、冗長データパスを強制的にスタンバイ（ブロック）ステートにします。スパニング ツリーの 1 つのネットワーク セグメントで障害が発生し、かつ冗長パスが存在する場合、STP アルゴリズムはスパニング ツリー トポロジを再計算し、スタンバイ パスをアクティブにします。スイッチは、定期的に Bridge Protocol Data Unit（BPDU; ブリッジ プロトコル データ ユニット）と呼ばれるスパニング ツリー フレームを送受信します。スイッチはこのようなフレームを転送せずに、フレームを使用してループフリー パスを構築します。BPDU には、スイッチおよび MAC アドレス、スイッチのプライオリティ、ポートのプライオリティ、パス コストなど、送信スイッチとそのポートに関する情報が格納されています。スパニング ツリーは、この情報を使用して、スイッチド ネットワークのルート スイッチおよびルート ポート、さらに、各スイッチド セグメント用のルート ポートおよび指定ポートを選択します。

スイッチ上の 2 つのポートがループの一部になっている場合は、スパニング ツリー ポート プライオリティおよびパス コストの設定によって、フォワーディング ステートになるポートとブロッキング ステートになるポートが決まります。スパニング ツリー ポート プライオリティ値は、ネットワーク トポロジ内でのポートの位置を表すとともに、ポートがトラフィックを伝送するために適した位置にあるかどうかを表します。パス コスト値は、メディア速度を表します。

（注） スイッチは、（接続がアップであることを確認するために）Small Form-factor Pluggable（SFP）モジュールがないインターフェイスにだけ、キープアライブ メッセージを送信します。

スパニング ツリー トポロジと BPDU

アクティブで安定したスイッチド ネットワークのスパニング ツリー トポロジは、次の要素によって決まります。

• 各スイッチの各 VLAN に対応付けられた固有のブリッジ ID（スイッチ プライオリティおよび MAC アドレス）

• ルート スイッチへのスパニング ツリー パス コスト

• 各レイヤ 2 STP 対応インターフェイスに関連付けられたポート ID（ポート プライオリティおよび MAC アドレス）

ネットワーク内のスイッチの電源がオンになっている場合、1 つ 1 つの各スイッチがルート スイッチとして機能します。各スイッチは、すべてのポートを介してコンフィギュレーション BPDU を送信します。または、Cisco ME スイッチの場合は STP 対応ポートだけを介して送信します。BPDU によってスパニング ツリー トポロジの通信と計算が行われます。各コンフィギュレーション BPDU には、次の情報が格納されています。

• 送信スイッチがルート スイッチとして識別するスイッチの一意のブリッジ ID

• ルートへのスパニング ツリー パス コスト

• 送信スイッチのブリッジ ID

• メッセージ有効期間

• 送信インターフェイスの識別子

• hello タイマー、転送遅延タイマー、および最大エージング プロトコル タイマーの値

スイッチは、 上位の 情報（低ブリッジ ID 値、低パス コスト値など）を持つコンフィギュレーション BPDU を受信すると、そのポートの情報を保存します。スイッチは、ルート ポートでこの BPDU を受信すると、そのスイッチが指定スイッチとなっているすべての接続 LAN に、この BPDU を更新メッセージと一緒に転送します。

スイッチは、現在ポートに保存されている情報よりも 下位の 情報が含まれたコンフィギュレーション BPDU を受信すると、その BPDU を廃棄します。スイッチが下位 BPDU の受信元 LAN の指定スイッチである場合、そのスイッチはそのポート用に保存されている最新情報の BPDU をその LAN に送信します。これによって下位の情報は廃棄され、優位の情報がネットワークを伝播します。

BPDU の交換により、次の処理が実行されます。

• ネットワーク内の 1 つのスイッチがルート スイッチとして選択されます（スイッチド ネットワーク内のスパニング ツリー トポロジの論理的な中心）。

各 VLAN で、スイッチ プライオリティの最も高い（プライオリティ値が最小の）スイッチが、ルート スイッチとして選択されます。すべてのスイッチがデフォルトのプライオリティ（32768）で設定されている場合は、VLAN 内で最小の MAC アドレスを持つスイッチがルート スイッチになります。表 15-1に示すとおり、スイッチ プライオリティ値は、ブリッジ ID の最優位ビットを占めます。

• 各スイッチに 1 つルート ポートが選択されます（ルート スイッチを除く）。このポートは、そのスイッチからルート スイッチへパケットを転送するのに最適なパス（最も低コストのパス）となります。

• パス コストに基づいて、各スイッチからルート スイッチまでの最短距離が計算されます。

• LAN セグメントごとに指定スイッチが選択されます。指定スイッチは、その LAN からルート スイッチにパケットを転送するときに最もコストの低いパスを選びます。指定スイッチと LAN の接続に使用されるポートを指定ポートと呼びます。Cisco ME スイッチでは、特に STP がイネーブルにされている NNI または ENI にだけ適用されます。

スイッチド ネットワークの起点に関わらず、ルート スイッチに到達する必要のないパスはすべて、スパニング ツリー ブロックキング モードになります。

ブリッジ ID、スイッチ プライオリティ、および拡張システム ID

IEEE 802.1D 規格では、各スイッチには一意のブリッジ識別子（ブリッジ ID）を割り当てる必要があります。これによってルート スイッチが選択されます。各 VLAN は、PVST+ および Rapid PVST+ 搭載の異なる 論理ブリッジ と見なされるので、各スイッチは、設定されている VLAN ごとに異なるブリッジ ID を備えている必要があります。スイッチ上の各 VLAN には一意の 8 バイト ブリッジ ID が割り当てられています。最上位の 2 バイトはスイッチのプライオリティに使用し、残りの 6 バイトは、スイッチの MAC アドレスとなっています。

スイッチは IEEE 802.1t スパニング ツリー拡張機能をサポートし、以前にスイッチのプライオリティが使用していたビットのいくつかは、現在 VLAN ID として使用されています。その結果、ブリッジ ID の固有性を維持しながら、スイッチ用に予約される MAC アドレスが少なくなり、サポートできる VLAN ID の範囲は大きくなっています。 表 15-1 に示すように、以前スイッチのプライオリティが使用していた 2 バイトは、4 ビット プライオリティ値と、VLAN ID に等しい 12 ビット拡張システム ID に再割り当てされています。

スパニング ツリーは、拡張システム ID、スイッチ プライオリティ、および割り当てられたスパニング ツリー MAC アドレスを使用して、各 VLAN の一意のブリッジ ID が重複しないようにします。

拡張システム ID のサポートにより、ルート スイッチ、セカンダリ ルート スイッチ、および VLAN のスイッチ プライオリティを手動で設定する方法に影響が生じます。たとえば、スイッチ プライオリティ値を変更すると、スイッチがルート スイッチとして選択される可能性が変更されます。大きい値を設定すると可能性が減り、小さい値を設定すると可能性が増します。詳細については、「ルート スイッチの設定」、「セカンダリ ルート スイッチの設定」、および「VLAN のスイッチ プライオリティの設定」を参照してください。

スパニング ツリー インターフェイスのステート

プロトコル情報がスイッチド LAN を通過するときに、伝播遅延が生じることがあります。その結果、スイッチド ネットワークのさまざまな時点および場所でトポロジの変更が発生します。STP ポートがスパニング ツリー トポロジに含まれていない状態からフォワーディング ステートに直接移行すると、一時的にデータ ループが形成される可能性があります。インターフェイスは、新しいトポロジ情報がスイッチド LAN 経由で伝達されるまで待機し、その後、フレーム転送を開始する必要があります。また、古いトポロジで転送されたフレームの存続時間を満了させることも必要です。

スパニング ツリーを使用するスイッチ上の各レイヤ 2 インターフェイスは、次のいずれかのステートで存在します。

• ブロッキング：インターフェイスはフレーム転送に参加しません。

• リスニング：インターフェイスがフレーム転送に参加する必要があるとスパニング ツリーが判断した場合に、ブロッキング ステート後最初に開始する移行ステートです。

• ラーニング：インターフェイスはフレーム転送に参加する準備をしている状態です。

• フォワーディング：インターフェイスはフレームを転送します。

• ディセーブル：インターフェイスはスパニング ツリーに参加していない状態です。ポートのシャットダウン、ポート上のリンク欠落、ポートで稼動するスパニング ツリー インスタンスが存在しないことなどが原因で、フレームを転送していない状態です。

（注） Cisco ME スイッチ上では、UNI は常にフォワーディング ステートです。デフォルトの STP モードの ENI（ディセーブル）もフォワーディング ステートですが、ENI 上で STP をイネーブルにできます。

スパニング ツリーに参加するポートは、次のステートを移行します。

• 初期化からブロッキング

• ブロッキングからリスニングまたはディセーブル

• リスニングからラーニングまたはディセーブル

• ラーニングからフォワーディングまたはディセーブル

• フォワーディングからディセーブル

図 15-1 図 15-1 に、インターフェイスがステートを移行する様子を示します。

図 15-1 スパニング ツリー インターフェイスのステート

スイッチの電源をオンにした場合、スパニング ツリーはデフォルトでイネーブルになり、Cisco ME スイッチ（と STP がイネーブルになっている各 ENI）のすべての NNI は、スパニング ツリーに参加する VLAN またはネットワークの他のスイッチのその他のポートと同様に、ブロッキング ステートおよびリスニングからラーニングへの移行ステートを経由します。スパニング ツリーは、各インターフェイスをフォワーディング ステートまたはブロッキング ステートで安定させます。

（注） デフォルトで、UNI はシャット ダウンされていて、起動されるとすぐにトラフィックの転送を開始します。ポート上の STP を明確にイネーブルにしない限り、ENI は UNI と同じように機能します。

スパニング ツリー アルゴリズムによってレイヤ 2 スパニング ツリー インターフェイスがフォワーディング ステートになる場合には、次のプロセスが発生します。

1. インターフェイスはリスニング ステートになり、スパニング ツリーはインターフェイスをブロッキング ステートに移行するよう指示するプロトコル情報を待ちます。

2. スパニング ツリーは、転送遅延タイマーの満了を待ってインターフェイスをラーニング ステートに移行し、転送遅延タイマーをリセットします。

3. ラーニング ステートでは、インターフェイスは引き続きフレーム転送をブロックし、その間にスイッチは転送データベースのエンド ステーションのロケーション情報を学習します。

4. 転送遅延タイマーが満了すると、スパニング ツリーはインターフェイスをフォワーディング ステートに移行し、ここでラーニングとフレーム転送の両方がイネーブルになります。

ブロッキング ステート

ブロッキング ステートのレイヤ 2 インターフェイスは、フレーム転送に参加しません。初期化後、スイッチの各インターフェイスにまたは各スイッチ STP ポートに BPDU が送信されます。スイッチは最初、他のスイッチと BPDU を交換するまでルートとして動作します。この交換により、ネットワーク上のどのスイッチがルート（またはルート スイッチ）であるかが確定します。ネットワークにスイッチが 1 つしか存在しない場合は、BPDU 交換は行われず、転送遅延タイマーが満了し、インターフェイスはリスニング ステートに移行します。スイッチの初期化後、スパニング ツリーに参加しているインターフェイスは常にブロッキング ステートになります。

ブロッキング ステートのインターフェイスは、次の処理を実行します。

• インターフェイスで受信したフレームを廃棄します。

• 別のインターフェイスから転送用にスイッチングされたフレームを廃棄します。

• アドレスを学習しません。

• BPDU を受信します。

リスニング ステート

リスニング ステートは、レイヤ 2 インターフェイスがブロッキング ステートを経て移行する最初のステートです。このインターフェイスはフレーム転送に参加すべきであるとスパニング ツリーが判断した場合、インターフェイスはこのステートになります。

リスニング ステートのインターフェイスは、次の処理を実行します。

• インターフェイスで受信したフレームを廃棄します。

• 別のインターフェイスから転送用にスイッチングされたフレームを廃棄します。

• アドレスを学習しません。

• BPDU を受信します。

ラーニング ステート

ラーニング ステートのレイヤ 2 インターフェイスは、フレーム転送に参加する準備をしています。インターフェイスは、リスニング ステートからラーニング ステートへ移行します。

ラーニング ステートのインターフェイスは、次の処理を実行します。

• インターフェイスで受信したフレームを廃棄します。

• 別のインターフェイスから転送用にスイッチングされたフレームを廃棄します。

• アドレスを学習します。

• BPDU を受信します。

フォワーディング ステート

フォワーディング ステートのレイヤ 2 インターフェイスは、フレームを転送します。インターフェイスは、ラーニング ステートからフォワーディング ステートへ移行します。

フォワーディング ステートのインターフェイスは、次の処理を実行します。

• インターフェイスで受信したフレームを受け入れ、転送します。

• 別のインターフェイスからスイッチングされたフレームを転送します。

• アドレスを学習します。

• BPDU を受信します。

ディセーブル ステート

ディセーブル ステートのレイヤ 2 インターフェイスは、フレーム転送やスパニング ツリーに参加しません。ディセーブル ステートのインターフェイスは、動作不能です。

ディセーブルになったインターフェイスは、次の処理を実行します。

• インターフェイスで受信したフレームを廃棄します。

• 別のインターフェイスから転送用にスイッチングされたフレームを廃棄します。

• アドレスを学習しません。

• BPDU は受信しません。

スイッチまたはポートがルート スイッチまたはルート ポートになる方法

ネットワーク内のすべてのスイッチがデフォルトのスパニング ツリー設定でイネーブルな場合は、最小の MAC アドレスを持つスイッチがルート スイッチになります。図 15-2では、スイッチ A がルート スイッチに選択されています。すべてのスイッチでスイッチ プライオリティがデフォルト（32768）に設定されており、スイッチ A の MAC アドレスが最小であるためです。ただし、トラフィック パターン、転送インターフェイスの数、またはリンク タイプによっては、スイッチ A が最適なルート ブリッジであるとはかぎりません。最適なスイッチのプライオリティを上げる（プライオリティの数値を小さくする）ことによって、そのスイッチがルート スイッチに設定すれば、最適なスイッチをルートとして持つ新しいスパニング ツリー トポロジを形成するよう、強制的に再計算させることができます。

図 15-2 スパニング ツリー トポロジ

スパニング ツリー トポロジをデフォルトのパラメータに基づいて計算すると、スイッチド ネットワーク上の送信元から宛先エンド ステーションまでのパスが最適にならない可能性があります。たとえば、ルート ポートよりもプライオリティの高いインターフェイスに、より高速のリンクを接続すると、ルート ポートが変更されます。重要なのは、最も高速のリンクをルート ポートにすることです。

たとえば、スイッチ B の 1 つのポートがギガビット イーサネット リンクであり、同じスイッチの別のポート（10/100 リンク）がルート ポートになっていると仮定します。ネットワーク トラフィックはギガビット イーサネット リンクに流す方が効率的です。ギガビット イーサネット ポートのスパニング ツリー ポート プライオリティをルート ポートよりも高く（数値を小さく）すれば、ギガビット イーサネット ポートが新しいルート ポートになります。

スパニング ツリーおよび冗長接続

図 15-3に示すように、スパニング ツリーに参加する 2 つのスイッチ インターフェイスを別のデバイス、または 2 台の異なるデバイスに接続することにより、スパニング ツリーによる冗長バックボーンを作成できます。スパニング ツリーは、一方のインターフェイスを自動的にディセーブルにしますが、他方のインターフェイスに障害が発生すると、ディセーブルになっていたインターフェイスをイネーブルにします。一方のリンクが高速で、他方が低速の場合、常に低速の方のリンクがディセーブルになります。2 つのリンクの速度が同じ場合、ポート プライオリティとポート ID が加算され、値が小さいリンクがスパニング ツリーによってディセーブルにされます。

図 15-3 スパニング ツリーおよび冗長接続

EtherChannel グループを使用して、スイッチ間に冗長リンクを設定することもできます。詳細については、 第 35 章「EtherChannel およびリンクステート トラッキングの設定」 を参照してください。

スパニング ツリー アドレスの管理

IEEE 802.1D には、さまざまなブリッジ プロトコルが使用するマルチキャスト アドレスとして、0x00180C2000000 ～ 0x0180C2000010 の範囲のアドレスが 17 個規定されています。このアドレスはスタティック アドレスなので削除できません。

スパニング ツリー ステートに関係なく、各スイッチは 0x0180C2000000 ～ 0x0180C200000F のアドレス宛のパケットを受信しますが、転送は行いません。

スパニング ツリーがイネーブルな場合、スイッチの CPU は 0x0180C2000000 および 0x0180C2000010 宛のパケットを受信します。スパニング ツリーがディセーブルの場合は、スイッチは、それらのパケットを不明のマルチキャスト アドレスとして転送します。

接続を維持するための有効期間の短縮

ダイナミック アドレスの有効期間のデフォルト値は 5 分（ mac address-table aging-time グローバル コンフィギュレーション コマンドによるデフォルト設定）です。ただし、スパニング ツリーの再構成により、多数のステーション ロケーションが変更される場合があります。このようなステーションには、再構成中、5 分以上にわたって到達できないことがあるので、アドレス テーブルからステーション アドレスを削除し、改めて学習できるように、アドレス有効期間が短縮されます。短縮された有効期間は、スパニング ツリーの再構成時には、転送遅延パラメータの値（ spanning-tree vlan vlan-id forward-time seconds グローバル コンフィギュレーション コマンド）と同じです。

各 VLAN は独立したスパニング ツリー インスタンスなので、スイッチは VLAN 単位で有効期間を短縮します。ある VLAN でスパニング ツリーの再構成が行われると、その VLAN で学習されたダイナミック アドレスが有効期間短縮の対象になることがあります。他の VLAN のダイナミック アドレスは影響を受けず、スイッチで設定された有効期間がそのまま適用されます。

スパニング ツリー モードとプロトコル

STP がイネーブルにされているスイッチ NNI および ENI は、次のスパニング ツリー モードおよびプロトコルをサポートします。

• PVST+：このスパニング ツリー モードは、IEEE 802.1D 標準とシスコ独自の拡張機能に基づいています。これがデフォルトのスパニング ツリー モードであり、ほとんどのイーサネット ポートベースの VLAN で使用されます。PVST+ は、スイッチがサポートする最大数の各 VLAN で稼動し、それぞれがネットワーク経由のループフリー パスを保持するように保証します。

PVST+ は、それが稼動する VLAN にレイヤ 2 ロードバランシングを提供します。ネットワーク上で VLAN を使用して異なる論理トポロジを作成し、すべてのリンクが使用されるが、どのリンクもオーバーサブスクライブされないように保証できます。VLAN 上の各 PVST+ インスタンスは、単一のルート スイッチを持ちます。このルート スイッチは、ネットワーク内の他のすべてのスイッチに VLAN に関連するスパニング ツリー情報を伝播します。各スイッチがネットワークに関する同じ情報を持つため、このプロセスによってネットワーク トポロジは確実に維持されます。

• Rapid PVST+：このスパニング ツリー モードは、IEEE 802.1W 標準に基づく高速コンバージェンスを使用する点を除けば、PVST+ と同じです。これは、Cisco ME スイッチ NNI のデフォルトのスパニング ツリー モードです。Rapid PVST+ は、PVST+ と互換性があります。高速コンバージェンスを実現するため、Rapid PVST+ はトポロジ変更を受け取るとすぐに、動的に学習した MAC アドレス エントリをポート単位で削除します。対照的に、PVST+ は、動的に学習した MAC アドレス エントリに対して短いエージング タイムを使用します。

Rapid PVST+ は、PVST+ と同じ設定（上記の点を除き）を使用するため、スイッチには最低限の設定を追加するだけで済みます。Rapid PVST+ の利点は、複雑な MSTP 設定を習得する必要もネットワークを再プロビジョンする必要もなく、大規模な PVST+ インストール ベースを Rapid PVST+ へ移行できる点です。Rapid PVST+ モードでは、各 VLAN がサポートできる最大数の専用のスパニング ツリー インスタンスを稼動します。

• MSTP：このスパニング ツリー モードは、IEEE 802.1 標準 に基づいています。複数の VLAN を同じスパニング ツリー インスタンスに対応付け、多数の VLAN をサポートするために必要なスパニング ツリー インスタンス数を削減できます。MSTP は、（IEEE802.1 W に基づいて）RSTP の上で稼動します。これは、転送遅延をなくし、ルート ポートと指定ポートを迅速にフォワーディング ステートに移行することで、スパニング ツリーの高速コンバージェンスに対応します。RSTPを使用せずに MSTP を稼動できません。

MSTP の最も一般的な初期配備は、レイヤ 2 スイッチド ネットワークのバックボーンとディストリビューション レイヤへの配置です。詳細については、 第 16 章「MSTP の設定」 を参照してください。

サポートされるスパニング ツリー インスタンス数の詳細については、次のセクションを参照してください。

スパニング ツリー インスタンスのサポート

PVST+ または Rapid PVST+ モードでは、スイッチは最大 128 のスパニング ツリー インスタンスをサポートします。

MSTP モードでは、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可能な VLAN 数は制限されていません。

スパニング ツリーの相互運用性と下位互換性

表 15-2 に、ネットワーク内でサポートされるスパニング ツリー モード間の相互運用性と互換性を示します。

MSTP と PVST+ が混在するネットワークでは、Common Spanning-Tree（CST）ルートが MST バックボーンの内部に存在している必要があります。PVST+ スイッチは複数の MST リージョンには接続できません。

ネットワークに Rapid PVST+ を稼動するスイッチと PVST+ を稼動するスイッチが含まれる場合は、Rapid PVST+ スイッチと PVST+ スイッチを異なるスパニング ツリー インスタンスに設定することを推奨します。Rapid PVST+ スパニング ツリー インスタンスでは、ルート スイッチは Rapid PVST+ スイッチでなければなりません。PVST+ インスタンスでは、ルート スイッチは PVST+ スイッチでなければなりません。PVST+ スイッチは、ネットワークのエッジに配置されている必要があります。

STP および IEEE 802.1Q トランク

VLAN トランクの IEEE 802.1Q 規格では、ネットワークのスパニング ツリー方式にいくつかの制約を課します。この規格では、トランク上で許可された すべて の VLAN に対してスパニング ツリー インスタンスは 1 つだけです。ただし、IEEE 802.1Q トランクを使用して接続したシスコ製スイッチで構成されたネットワークでは、スイッチはトランク上で許可された VLAN ごとに 1 つのスパニング ツリー インスタンスを維持します。

IEEE 802.1Q トランクを使用してシスコ製スイッチを他社製のデバイスに接続すると、シスコ製スイッチは PVST+ を使用してスパニング ツリーの相互運用性を実現します。Rapid PVST+ がイネーブルの場合は、スイッチは PVST+ の代わりに Rapid PVST+ を使用します。これにより、トランクの IEEE 802.1Q VLAN のスパニング ツリー インスタンスが他社製の 802.1Q スイッチのスパニング ツリー インスタンスと結合されます。

ただし、すべての PVST+ または Rapid PVST+ 情報は、他社製の 802.1Q スイッチ クラウドにより分離されたシスコ製スイッチによって維持されます。シスコ製スイッチを分離する他社製の 802.1Q スイッチ クラウドは、スイッチ間の 1 つのトランク リンクとして取り扱われます。

PVST+ は IEEE 802.1Q トランクで自動的にイネーブルに設定され、ユーザによる設定は必要ありません。アクセス ポートの外部スパニング ツリー動作は、PVST+ に影響されません。

IEEE 802.1Q トランクの詳細については、 第 12 章「VLAN の設定」 を参照してください。

スパニング ツリーのデフォルト設定

表 15-3 に、スパニング ツリーのデフォルト設定を示します。

スパニング ツリーの設定時の注意事項

スパニング ツリー インスタンスよりも多くの VLAN が定義されている場合、STP ポート上で PVST+ または Rapid PVST+ をイネーブルにできるのは、スイッチあたり 128 の VLAN に限られます。残りの VLAN は、スパニング ツリーをディセーブルにした状態で動作します。ただし、MSTP を使用して複数の VLAN を同じスパニング ツリーに対応付けることができます。詳細については、 第 16 章「MSTP の設定」 を参照してください。

128 のスパニング ツリー インスタンスがすでに使用されている場合は、VLAN のいずれかで STP ポート上のスパニング ツリーをディセーブルにしてから、実行したい VLAN 上でスパニング ツリーをイネーブルにできます。特定の VLAN のスパニング ツリーをディセーブルにするには、 no spanning-tree vlan vlan-id 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。特定の VLAN 上のスパニング ツリーをイネーブルにするには、 spanning-tree vlan vlan-id 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。

スイッチ上で使用可能なすべてのスパニング ツリー インスタンスをすでに使用している場合、VLAN をさらに 1 つ追加すると、そのスイッチ上にスパニング ツリーを実行しない VLAN が作成されます。スイッチのトランク ポートにデフォルトの許可リストが設定されていると、すべてのトランク ポートに新しい VLAN が割り当てられます。ネットワークのトポロジによっては、新しい VLAN で、切断されないループが作成されることがあります。特に、複数の隣接スイッチでスパニング ツリー インスタンスをすべて使用してしまっている場合は、注意してください。このような事態を防ぐには、スパニング ツリー インスタンスの割り当てを使い切っているスイッチのトランク ポートに、許可リストを設定します。多くの場合、許可リストの設定は不要です。ただし、許可リストを設定すると、ネットワークに VLAN を追加するときに、より多くの作業が必要になります。

スパニング ツリー コマンドは、VLAN スパニング ツリー インスタンスのコンフィギュレーションを決定します。スパニング ツリー インスタンスは、VLAN に STP ポート（STP がイネーブルの NNI または ENI）を割り当てるときに作成します。最後のポートが他の VLAN に移動すると、スパニング ツリー インスタンスは削除されます。スパニング ツリー インスタンスを作成する前に、スイッチおよびポートのパラメータを設定できます。このパラメータは、スパニング ツリー インスタンスの作成時に適用されます。

スイッチは PVST+、Rapid PVST+、MSTP をサポートしますが、アクティブにできるバージョンは 1 度に 1 つだけです （たとえば、すべての VLAN が PVST+ を稼動する、すべての VLAN が Rapid PVST+ を稼動する、またはすべての VLAN が MSTP を稼動する）。各種スパニング ツリー モードとそれらが相互に動作する方法の詳細については、「スパニング ツリーの相互運用性と下位互換性」を参照してください。

ME-3400E スイッチでは、STP がイネーブルになっている NNI または ENI 上で 1-to-1 VLAN マッピングがイネーブルにされ、STP インスタンスがスイッチ内のサービス プロバイダー VLAN（S-VLAN）に適用されます。

ENI 上のスパニング ツリーをイネーブルにする

デフォルトでは、スパニング ツリーはスイッチ上のすべての NNI 上でイネーブルに、ENI 上ではディセーブルにされています。ENI のスパニング ツリーをイネーブルにするには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。

ENI 上でスパニング ツリーをディセーブルにするには、 no spanning-tree インターフェイス コマンドを入力します。

スパニング ツリー モードの変更

スイッチは、PVST+、Rapid PVST+、MSTP の 3 つのスパニング ツリー モードをサポートしています。デフォルトでは、スイッチはスパニング ツリーがイネーブルに設定されているすべての NNI および ENI 上で Rapid PVST+ プロトコルを使用します。

スパニング ツリー モードを変更するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。デフォルト モードとは異なるモードをイネーブルにする場合に、次の手順を実行する必要があります。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree mode 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。ポートをデフォルトのスパニング ツリー モード設定に戻すには、 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。

スパニング ツリーのディセーブル化

スパニング ツリーは、デフォルトで VLAN 1 および新規に作成されたすべての VLAN のすべての NNI で、「スパニング ツリー インスタンスのサポート」に示したスパニング ツリーの限度を上限としてイネーブルに設定されています。スパニング ツリーはスイッチ上の ENI ではディセーブルに設定されていますが、インターフェイス単位でイネーブルに設定できます。スパニング ツリーをディセーブルにするのは、ネットワーク トポロジにループがないことが確実な場合だけにしてください。

VLAN 単位でスパニング ツリーをディセーブルにするには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

スパニング ツリーを再度イネーブルにするには、 spanning-tree vlan vlan-id 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。

ルート スイッチの設定

スイッチは、設定されたアクティブ VLAN ごとに 1 つずつ、独立したスパニング ツリー インスタンスを維持します。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 MAC アドレスからなるブリッジ ID が対応付けられています。各 VLAN で、最小のブリッジ ID を持つスイッチが、その VLAN のルート スイッチになります。

あるスイッチが特定の VLAN のルートになるよう設定するには、 spanning-tree vlan vlan-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）から大幅に小さい値に変更します。このコマンドを入力すると、ソフトウェアは、各 VLAN についてルート スイッチのスイッチ プライオリティをチェックします。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 VLAN 上の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 VLAN のルートになる場合）。

指定された VLAN のルート スイッチに 24576 に満たないスイッチ プライオリティが設定されている場合は、スイッチはその VLAN について、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 （表 15-1に示すように、4096 は、4 ビット スイッチ プライオリティ値の最下位ビットの値です）。

（注） ルート スイッチにするのに必要な値が 1 未満の場合は、spanning-tree vlan vlan-id root グローバル コンフィギュレーション コマンドは失敗します。

拡張システム ID をサポートしないスイッチとサポートするスイッチの両方がネットワークに混在している場合は、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ありません。拡張システム ID は、旧ソフトウェア実装の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 プライオリティ値を増やします。

（注） 各スパニング ツリー インスタンスのルート スイッチは、バックボーンまたはディストリビューション スイッチでなければなりません。アクセス スイッチをスパニング ツリー 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、キーワード diameter を指定します。ネットワークの直径を指定すると、スイッチはその直径を持つ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 タイムを自動的に設定します。その結果、STP のコンバージェンスに要する時間が大幅に短縮されます。キーワード hello を使用すると、自動的に計算された hello タイムを上書きできます。

（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 vlan vlan-id hello-time、spanning-tree vlan vlan-id forward-time、および spanning-tree vlan vlan-id max-age の各グローバル 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、最大エージング タイムを手動で設定することは、推奨されていません。

指定された VLAN のルートになるようにスイッチを設定するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-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

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 VLAN のルート スイッチになる可能性が高くなります。ネットワーク上の他のスイッチはデフォルトのスイッチ プライオリティである 32768 を使用していると想定されるので、他のスイッチがルート スイッチになる可能性は低くなります。

このコマンドを複数のスイッチに実行して、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 vlan vlan-id root primary 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、プライマリ ルート スイッチの設定時と同じネットワーク直径と hello タイム値を設定します。

指定された VLAN のセカンダリ ルートになるようにスイッチを設定するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-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

ループが発生すると、スパニング ツリーは、ポート プライオリティを使用して、フォワーディング ステートにするスパニング ツリー ポートを選択します。STP に最初に選択させたいポートには高いプライオリティ値（小さい数値）を、最後に選択させたいポートには低いプライオリティ値（大きい数値）を割り当てることができます。すべてのスパニング ツリー ポートが同じプライオリティ値を持つ場合、スパニング ツリーはインターフェイス番号が最も小さいインターフェイスをフォワーディング ステートにして、残りのインターフェイスをブロックします。

スパニング ツリー ポートのポート プライオリティを設定するには、特権 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 interface interface-id 特権 EXEC コマンドで情報が表示されるのは、ポートがリンクアップ動作可能の状態にある場合に限られます。そうでない場合は、show running-config interface 特権 EXEC コマンドを使用して設定を確認してください。

デフォルトのスパニング ツリー設定に戻すには、 no spanning-tree [ vlan vlan-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。スパニング ツリーのポート プライオリティを使用してトランク ポートに負荷分散を設定する方法については、「トランク ポートの負荷分散の設定」を参照してください。

パス コストの設定

スパニング ツリー 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と連動します（スパニング ツリーを実行するポートまたはスパニング ツリーを実行する複数のポートのポート チャネル）。ループが発生すると、スパニング ツリー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。STP に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、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割り当てることができます。すべての NNI（またはポート チャネル）が同じコスト値を使用している場合、スパニング ツリーはインターフェイス番号が最も小さいインターフェイスをフォワーディング ステートにして、残り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コストを設定するには、特権 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 interface interface-id 特権 EXEC コマンドで情報が表示されるのは、リンクアップ動作可能の状態にあるポートに限られます。そうでない場合は、show running-config 特権 EXEC コマンドを使用して設定を確認してください。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree [ vlan vlan-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。スパニング ツリー パス コスト使用してトランク ポートに負荷分散を設定する方法については、「トランク ポートの負荷分散の設定」を参照してください。

VLAN のスイッチ プライオリティの設定

スイッチ プライオリティを設定し、そのスイッチがルート 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） このコマンドは慎重に使用してください。通常、スイッチ プライオリティの変更には、spanning-tree vlan vlan-id root primary、および spanning-tree vlan vlan-id root secondary の各グローバル コンフィギュレーション コマンドの使用を推奨します。

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

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-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。

スパニング ツリー タイマーの設定

表 15-4 に、スパニング ツリー全体のパフォーマンスに影響を与えるタイマーを示します。

次の項で、設定手順について説明します。

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 スイッチによる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。

（注） このコマンドは慎重に使用してください。通常、hello タイムの変更には、spanning-tree vlan vlan-id root primary、および spanning-tree vlan vlan-id root secondary の各グローバル コンフィギュレーション コマンドの使用を推奨します。

VLAN の hello タイムを設定するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-id 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。

VLAN の転送遅延時間の設定

VLAN の転送遅延時間を設定するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-id 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。

VLANの最大エージング タイムの設定

VLAN の最大エージング タイムを設定するには、特権 EXEC モードで次の手順を実行します。この手順は任意です。

デフォルト設定に戻すには、 no spanning-tree vlan vlan-id 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。