RSTPについて


お疲れ様です。矢向です。
以下、RSTPについてまとめた、コスト付けの考え方を乗せるには、少し画像があったほうがいいかなと思って、考え中です。
RSTP について
 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。
以下、ポートの状態などより詳細なRSTPの動作

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(2005/03)
石田 修瀬戸 康一郎

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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。
【関連ネタ】
 ・2009/10/10 イーサネットについて
 ・2009/10/10IPアドレスとは
 ・2009/10/11 VLANについて

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