【スパニングツリー】RSTPがなぜ高速に切り替わるのか解説

　高速スパニングツリー（RSTP）は、STPの切り替わり動作を高速化する為に作られました。RSTP同期メカニズムにより、切り替え時間を大幅に高速化することができました。

RSTP同期のイメージ
RSTP同期の構成

RSTP同期のイメージ

　スイッチがジャンケンをするイメージを持ってください。例えば、以下のような構成を考えます。

　SW1とSW2それぞれの電源を起動します。起動直後は、まだ、周りのスイッチの情報がわからないため、ルートブリッジは自分自身だと思っています。そこで、SW1とSW2間でルートブリッジ関連の情報をお互い出し合い、ジャンケンをします。

　この勝負はSW1の勝ちです。SW2は自身の他のポートをDiscarding状態にして、SW1へ負けました・・・と送ります。 RSTPでのDiscarding状態はSTPでのブロッキング状態と似ており、データ転送を行わない状態を示します。

　ここで、負けた方のポートがルートポート、勝った方のポートは指定ポートになります。次に、SW2のDiscarding状態のポートで対向のスイッチと同じようにジャンケンをし、これを順次実行していきます。

　これがRSTP同期のイメージです。実際の動作は、ルートブリッジ情報をBPDU提案（プロポーサル）としてお互いのスイッチが投げ合い、条件の悪い方が、BPDU同意（アグリーメント）を送ります。

RSTP同期の構成

　以下のような構成を考えます。

SW1とSW2間のRSTP同期

　まず、SW1とSW2間でRSTP同期を見ていきます。SW1、SW2それぞれが自身をルートブリッジとして、お互いのBPDU提案（プロポーサル：Proposal)を送信します。自分自身がルートブリッジだと思っているので、コストはゼロです。

　SW1の優先度が4096でルートブリッジになる設計しているので、SW1が勝ちます。その場合は、SW2は、SW4との接続など他のポートを一旦、Discarding状態にして、SW1にBPDU合意（アグリーメント：agreement)を送信します。

　BPDU アグリーメントを受信したポートは指定ポート（DP）、BPDU アグリーメントを送信したポートはルートポート（RP)になります。

SW2とSW4間のRSTP同期

　SW2とSW4間でRSTP同期を見ていきます。SW2は、SW1がルートブリッジだと合意しています。 SW4はまだ、自分自身がルートブリッジだと思っています。

　SW2とSW4でBPDUプロポーサルを送り合い、SW2のBPDUの方が条件が良いため、SW4がBPDU アグリーメントを送信します。

　BPDU アグリーメントを受信したポートは指定ポート（DP）、BPDU アグリーメントを送信したポートはルートポート（RP)になります。

SW1とSW3間のRSTP同期

　上の同じ動きをします。最終的には、SW1〜SW3間のポートの役割は以下のようになります。

SW3〜SW4間のRSTP同期

　最後にSW3とSW4のRSTP同期を見ていきます。 SW3、SW4それぞれ、BPDUプロポーサルを送信します。

　この場合、SW3のBPDUの方が条件が良いため、SW4がBPDU アグリーメントを送信するように見えますが、ここではBPDUアグリーメントは送信しません。

　BPDUアグリーメントを送信したポートは必ずルートポートにならないといけません。SW4では、Fa0/24ではなく、Fa0/23の方がポート識別子が小さいため、ルートポートになります。そのため、BPDUアグリーメントを投げず、無視します。

　SW3から見ると、BPDUプロポーサルを送信しているのに、アグリーメントが返ってきません。そのため、SW3はSW4をRSTPに対応していないスイッチなんだと解釈し、通常のSTPのポートとして、動作します。

　結局、SW3〜SW4間は通常のSTPと同じような動作となります。

　SW3〜SW4間では、指定ポートはSW3側になり、30秒（Discarding：15秒＋Learing：15秒）後に、転送状態になります。SW4側はDisgarding状態(ブロッキング状態）であり、RSTPでは、2番目のルートポートの候補という意味で、オルタネートポート（alternate port）と呼ばれます。