MSTとは
MSTはIEEE 802.1s標準に基づいて設計されたスパニングツリープロトコルで、VLANベースで複数のスパニングツリーインスタンスを管理することで、ネットワークの効率性とスケーラビリティを向上させるために使用されます。MSTは特に大規模なネットワーク環境で、トラフィックの負荷分散を最適化し、STP（Spanning Tree Protocol）の収束時間を短縮するために設計されています。
MSTの主な特徴
- 複数のスパニングツリーインスタンス（MSTインスタンス）
- MSTは、複数のVLANを1つのスパニングツリーインスタンス（MSTインスタンス）にマッピングすることができます。これにより、複数のVLANが同じスパニングツリー構造を共有し、リソースの使用を最適化します。
- MSTインスタンスは、特定のトラフィックパターンに基づいて設定され、トラフィックの負荷分散を改善するために使用されます。
- スケーラビリティと効率性の向上
- PVST（Per-VLAN Spanning Tree）やPVST+と比較して、MSTはより少ない数のスパニングツリーインスタンスを使用するため、CPUとメモリの使用量が削減されます。これにより、大規模ネットワークにおけるスケーラビリティと効率性が向上します。
- 迅速な収束
- MSTは、STPの改良版であるRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）をベースにしているため、トポロジーの変更が発生した場合の収束時間が短縮されます。MSTは、RSTPの高速収束機能を継承しているため、ネットワークの安定性が向上します。
- MSTリージョン
- MSTプロトコルは、ネットワークをMSTリージョンに分割します。各MSTリージョンは独自のスパニングツリーインスタンスを持ち、MSTリージョン間では共通スパニングツリー（CST: Common Spanning Tree）を使用して接続されます。
- リージョン内のスイッチは、リージョン内で一致するMST構成（リージョン名、バージョン番号、インスタンスからVLANへのマッピング）を持つ必要があります。
- 互換性と相互運用性
- MSTは、既存のSTP、PVST、PVST+、およびRSTPと相互運用性があります。これにより、異なるスパニングツリープロトコルを使用しているネットワークと互換性を持ちながら運用できます。
IST、CIST、CST
PVST+およびRapid PVST+がすべてのスパニングツリーインスタンスを独立して維持するのとは異なり、MSTPは以下の2種類のスパニングツリーを確立・維持します。
- 内部スパニングツリー（IST）
- MSTリージョン内で実行されるスパニングツリーで、インスタンス0として知られます。
- ISTは、BPDUを送受信する唯一のスパニングツリーインスタンスであり、他のすべてのインスタンス情報はMSTP BPDU内のMレコードにカプセル化されます。これにより、処理するBPDUの数が大幅に削減されます。
- 同じリージョン内のすべてのMSTインスタンスは同じプロトコルタイマーを共有しますが、各インスタンスには独自のトポロジパラメータがあります。
- 共通内部スパニングツリー（CIST）と共通スパニングツリー（CST）
- CISTは各MSTリージョン内のISTの集合体です。
- CSTはMSTリージョンと単一スパニングツリーを相互接続します。CISTはIEEE 802.1w、IEEE 802.1s、およびIEEE 802.1D標準をサポートするスイッチ間で実行されるスパニングツリーアルゴリズムによって形成され、MST領域内のCISTは領域外のCSTと同じです。
MSTリージョン内での動作
- IST（内部スパニングツリー） はリージョン内のすべてのMSTPスイッチを接続し、収束するとCIST（共通内部スパニングツリー）のリージョナルルートになります。CISTリージョナルルートは、リージョン内で最もスイッチIDが低く、CISTルートまでのパスコストが最も低いスイッチです。
- 各スイッチは、初期化時に自身をCISTルートと主張しBPDUを送信しますが、より良いルート情報を受け取ると、その主張を放棄します。
- リージョン内の全スイッチは、同じCISTリージョナルルートに同意する必要があり、これによりMSTインスタンスのポートロールが同期されます。
MSTリージョン間での動作
MSTPスイッチは、バージョン3のRSTP BPDUやIEEE 802.1D BPDUを使用して従来のスイッチと、MSTP BPDUを使用して他のMSTPスイッチと通信します。
複数のリージョンやレガシーIEEE 802.1Dスイッチがあるネットワークでは、MSTPはすべてのMSTリージョンとレガシーSTPスイッチを含むCST（共通スパニングツリー）を確立します。
ISTはリージョン内のMSTPスイッチを接続し、CISTのサブツリーとして機能します。MSTリージョンは他のSTPスイッチやMSTリージョンに対して仮想スイッチとして振る舞います。