入門Ethernet 第6回

ネットワークの制御技術とは？

IEEE802.1で実現するいろいろなLAN

Ethernetの上位層技術であるIEEE802.1やIEEE802.3のオプション技術には、ネットワークの分割利用や冗長化、セキュリティ確保などの規格が定められている。ここではそうした規格のうち、よく利用されるものをいくつか挙げて紹介していこう。

IEEE802.1D STPによる経路の冗長化

　Ethernetはいまや市販のパソコンに標準搭載されるほど、世の中に定着したネットワークシステムである。そのEthernetの接続装置として利用されているのが「スイッチ（スイッチングハブ）」である。

　スイッチ製品にはレイヤ2スイッチ（L2スイッチ）、レイヤ3スイッチ（L3スイッチ）などの種類があるが、基本となる機能は「フレームを受信すると、送信した端末のMACアドレスをポートに対応付けて覚えて、その中から宛先MACアドレスと一致するポートにだけフレームを転送する」ことである。もともとは「ブリッジ」と呼ばれる装置で行なっていた機能をLSI化して、高速で処理できるようにした製品である。

　このスイッチを使ったLANを構築する際には、ネットワークは必ずループのないツリー構造にする。もし、ループする経路ができてしまうと「ブロードキャストストーム」と呼ばれる困った現象が起きる（図1）。これはEthernetに全端末宛という特殊なアドレス（ブロードキャストアドレス）を使ったブロードキャストという通信方法に起因する。

図1　ブロードキャストストーム

　スイッチは、宛先がブロードキャストアドレスの場合、受信ポートを除くほかのすべてのポートへそのフレームを転送する。受信したスイッチでは同じ動作を行なうので、ブロードキャストアドレスを宛先としたフレームがスイッチ間を永遠に転送され続ける。そのため、スイッチに接続されている端末はつねにフレームを受信する状態となり、どことも通信ができなくなってしまうのである。

　この問題を解決し、障害時の対策となる一石二鳥の仕組みが考えられた。それがIEEE802.1Dとして標準化されているSTP（Spanning Tree Protocol、スパニングツリープロトコル）である。これとは別にIEEE802.1w RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol、高速スパニングツリープロトコル）という規格もあったが、現在はRSTPもIEEE802.1Dに統合されている。

（次ページ、「STPの概念」に続く）