ネットワーク / L2ネットワーク

STPとは

Spanning Tree Protocol。L2ネットワークのループを防ぐために一部の経路をブロックする仕組みです。

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この記事で学べること

STPを、定義だけで終わらせず、現場で出てくる場面、確認材料、見落としやすい点、関連語とのつながりまで順に確認できます。

STPを読むときの前提
root bridgeと経路を固定する
保護機能とedge portを見る
収束とトポロジ変更を追う
変更証跡と引き継ぎ

実務メモ

root bridge、port role、保護機能をVLANごとに残す

どこで効くか

STPはL2ループ防止と冗長配線の制御で使われます。実務ではroot bridge、root port、blocked port、topology change、BPDU guardなどをVLANごとに確認します。

残す証跡

証跡にはVLAN、root bridge、priority、root port、designated/blocked port、edge設定、BPDU guard、root guard、topology changeログ、変更前後のSTP状態を残します。

避けたい誤解

意図しないアクセススイッチがrootになると、通信が遠回りしたり障害時の収束が遅くなります。ポートupだけで正常と判断すると、特定VLANのblockingやMAC flappingを見落とします。

まず確認すること

VLANごとのroot bridgeを確認する
blocked portとforwarding経路を保存する
BPDU guardやroot guardの対象を確認する

STPを読むときの前提

STP（Spanning Tree Protocol）は、L2ループを防ぐためにスイッチ間の経路を制御し、一部のポートをblockingにする仕組みです。冗長配線を作れる一方で、root bridgeやport roleを誤ると、想定外の遠回りや障害時の長い収束につながります。

STPでは、VLANごとのroot bridge、root port、designated port、blocked port、topology changeを確認します。通信できるかだけでなく、どの経路が通常時に使われ、障害時にどの順番で切り替わるかを把握します。

設計資料には、root bridgeにする機器、priority、VLANごとの経路、edge port、BPDU guard、loop guard、変更時の切替確認を残します。

root bridgeと経路を固定する

STPの実務で最初に見るのは、意図した機器がroot bridgeになっているかです。priorityが未設計だと、MACアドレスの小さいアクセススイッチがrootになり、トラフィックが想定外の経路を通ることがあります。

VLANごとにrootが違う構成では、どのVLANがどの上位スイッチを主系にするかを明記します。L3 gatewayやVRRPのMasterとSTP rootが大きくずれると、L2/L3の経路が不自然になります。

VLANごとのroot bridgeとpriorityを保存する。
root port、designated port、blocked portを確認する。
L3 gatewayやVRRP Masterとの位置関係を見る。

保護機能とedge portを見る

利用者端末やサーバーを収容するaccess portでは、PortFastやedge設定、BPDU guardを使って、端末接続で余計な収束を起こさないようにします。逆にスイッチ接続ポートへedge設定を入れるとループ検知が遅れます。

冗長経路では、loop guard、root guard、BPDU filterの有無と目的を確認します。保護機能は事故を止める境界ですが、意図が残っていないと障害時に原因を読み違えます。

access portとswitch uplinkの設定を分けて確認する。
BPDU guard、root guard、loop guardの対象を保存する。
無効化している保護機能の理由を記録する。

収束とトポロジ変更を追う

STP障害では、link flap、topology change、MAC address tableの揺れ、broadcast増加が同時に出ることがあります。単にポートがupしているかではなく、いつblocking/forwardingが変わったかをログで追います。

RSTP/MSTP/PVSTなど方式が混在する場合は、境界ポートやVLANマッピングを確認します。特定VLANだけ通信できない場合、Trunkの許可VLANとSTP instanceの両方を見る必要があります。

topology changeログと時刻を保存する。
MAC flapping、broadcast増加、link flapを突合する。
VLANごとのSTP instanceとTrunk許可を確認する。

変更証跡と引き継ぎ

STP変更では、root変更、priority変更、uplink追加、LACP追加、Trunk変更が同時に影響します。作業前後でSTP topologyを保存し、想定どおりのポートがblockingになっているかを確認します。

引き継ぎでは、どの機器をrootにする設計か、障害時にどの経路が開くか、保護機能がどこに入っているかを残します。関連語としてVLAN、Trunk、LACP、Native VLANを並べると追いやすくなります。

変更前後のroot、role、stateを保存する。
片系停止時のforwarding経路を確認する。
保護機能が発火した場合の復旧手順を残す。

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