PVST(Per VLAN Spanning Tree)とは

IEEE802.1Dの標準のスパニングツリーでは、スイッチ全体で1つのスパニングツリーのトポロジを構成します。スイッチ全体で1つのスパニングツリートポロジを構成することをCST(Common Spanning Tree)と呼びます。現在のLANでは、VLANを利用することが当たり前になっています。CSTでは、VLANによってはイーサネットフレームの転送経路が最適ではなくなってしまいます。

PVSTは、その名前のとおり、VLANごとのスパニングツリーを構成します。VLAN単位でスパニングツリーのトポロジを構成して、VLANごとに最適なイーサネットフレームの転送経路を決めることができます。そのため、PVSTによりVLAN単位でイーサネットフレームの転送の負荷分散を実現することができます。

PVSTの例

PVSTによる負荷分散の例が次の図です。

図 PVSTの例
図 PVSTの例

この図のSW1～SW3ではVLAN1とVLANを作成していて、スイッチ間はトランク接続です。VLANごとのスパニングツリーの構成を考えると、VLAN1ではSW2のプライオリティが4096なのでルートブリッジとなります。その結果、SW1 ポート1はルートポートです。VLAN1ではポート2よりもポート1の方がルートブリッジに近い、つまりパスコストが小さくなるからです。ポート2は非代表ポートでループ防止のためにブロッキング状態になります。

一方、VLAN2ではSW3のプライオリティが4096なのでルートブリッジです。そして、SW1 ポート2がルートポートで、ポート1が非代表ポートです。

このようにPVSTでは、1つのポートの役割がVLANごとに決まることになります。そして、VLANごとのポートの役割が必ずしも同じではなく、変わる場合があります。SW1、SW2、SW3についてポートの役割をVLANごとにまとめると、次のようになります。

SW1

VLAN ポート1 ポート2 備考
VLAN1 ルートポート 非代表ポート ポート1のルートパスコストが小さい
VLAN2 非代表ポート ルートポート ポート2のルートパスコストが小さい

SW2

VLAN ポート1 ポート2 備考
VLAN1 代表ポート 代表ポート VLAN1のルートブリッジ
VLAN2 代表ポート ルートポート  

SW3

VLAN ポート1 ポート2 備考
VLAN1 ルートポート 代表ポート  
VLAN2 代表ポート 代表ポート VLAN2のルートブリッジ

SW1はVLAN1のフレームをポート1で転送します。一方、VLAN2のフレームをポート2で転送します。SW1はVLANごとにフレームを転送するポートを分散させていることがわかります。

より効率よく負荷分散するMST

ただし、PVSTは多数のVLANが存在すると、スイッチに対する負荷が大きくなってしまいます。VLANを10個作成しているネットワーク構成であれば、PVSTを利用しているレイヤ2スイッチは10個分のBPDUをやり取りして、10個分のスパニングツリーの計算をします。多数のVLANがあっても、イーサネットフレームの転送経路はそれほどたくさんあるわけではありません。それぞれのVLANごとにスパニングツリーの計算を行うのは、スイッチの処理負荷が大きくなるだけです。

そこで、PVSTよりも効率よくイーサネットフレームの転送の負荷分散を行うためにIEEE802.1s MSTがあります。MSTでは、複数のVLANをグループ化して、VLANのグループごとにスパニングツリーの計算を行うことができます。

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