STP の Extended System ID と Priorityが4096単位(倍数)であることの関係

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Extended System ID とは

Extended System ID とは、STP/RSTP/MSTP の環境において、利用MACアドレスを増やすことなく BPDU の BridgeID を一意に識別することができる仕組みです。

歴史的に、STPが誕生したころにはMACアドレスは十分に余裕があり、不足を心配することはありませんでした。その頃、STP では Bridge ID の構成要素として PriorityMACアドレスの2つのみを利用していました。

ですが Ethernet が予想以上に普及し、節約する必要が出てきました。特に PVSTP においては VLAN毎に異なるBridge IDが必要となるため、消費量が激しいのが問題となりました。PVSTPでは同一スイッチ内であっても各VLANにおいて異なるスイッチとして動作する必要があるためです。これは通常のケースでは実装はほとんど考えられませんが、特殊なケースとして複数のVLANを跨いでPVSTPを動作させる場合です。

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SPT初期の時代においてはMACが潤沢にありましたので、メーカが出荷時にスイッチ内に
プール予約していたMACアドレスの中から取り出し、BridgeIDに割り当てていました。

このMACアドレス消費問題を解決するために IEEE委員会は Extended System ID を策定しました。MACアドレスとは対比的に、Priority フィールドが16bit 分必要となるシーンがほとんどなかったため、Priority のうち 12bit(VLANの数と同じ)を、このExtended System IDに流用したのです。これにより、STPで使うBridge IDをVLAN毎に使うのではなく、1つのMACアドレスにこのExtended System IDを付け加えて識別することができるようになりました。

Extended System IDの使われ方は規定されていないようですが、拡張した 12bit が VLAN の数と同じであり、実質VLAN IDとマッピングさせる前提だと思われ、これ以外の実装を知りません。

このExtended System ID を実装した結果、MACアドレスを消費せず Bridge ID を VLAN の数だけ用意できるようになりました。

なお、互換性を保つため、Priority は修正を加えることなく、4096単位となってしまいました。

Cisco での extended system-id の無効化

Cisco ではMACアドレスのプールが64個より多い数をサポートする機器においては、このExtended system-id を無効化し、一番最初の図のようなもともとの Bridge ID (Priority:16bit + MAC address:48bit) の構成にすることができます。(あまり利用するケースは無いですが。。)

(config)# no spanning-tree extend system-id
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