なぜSTPが必要なのか

冗長化したいけれど、ループは怖い

ネットワークは1本のケーブルが切れただけで通信が止まってしまっては困ります。そこで「予備のリンクを用意しておこう」という発想が生まれます。スイッチ同士を複数のケーブルでつなぎ、冗長化するわけです。

しかし、ここに大きな落とし穴があります。スイッチ同士をループ状につないでしまうと、フレームがぐるぐると回り続けるスイッチングループが発生してしまうのです。

ループが起きるとなぜ危険なのか

STAGE01で学んだ通り、スイッチは宛先MACアドレスがわからないフレームを受け取ると、受信ポート以外の全ポートにフラッディングします。ここでスイッチがループ状につながっていると、次のような悲劇が起こります。

1. あるホストがブロードキャストフレーム（あるいは宛先未学習のフレーム）を送出する
2. スイッチAがそれを受け取り、他の全ポートへフラッディングする
3. ループでつながったスイッチBが、それを受け取ってさらに別のポートへフラッディングする
4. スイッチBから送られたフレームが再びスイッチAに戻ってきて、また全ポートへ流される
5. これが際限なく繰り返される

これがブロードキャストストームです。マンションの中で「伝言ゲームです」と叫びながら、同じ伝言がぐるぐる回廊を回り続けているようなものです。フレームは増え続け、やがて回線帯域とスイッチのCPUを食い尽くし、ネットワーク全体が機能停止に陥ります。

MACアドレステーブルの不安定化も起きる

ループが起きると、さらに厄介な問題があります。同じ送信元MACアドレスを持つフレームが、複数の異なるポートから次々に到着するようになるため、スイッチのMACアドレステーブルの内容が「このMACはポート1」「いや、ポート3」と目まぐるしく書き換わり続けます。これをMACアドレステーブルの不安定化と呼びます。正しい転送先が定まらず、通信はますます混乱していきます。

解決策としてのSTP

この問題を解決するのがSTP（Spanning Tree Protocol、スパニングツリープロトコル）です。STPは、冗長化された複数のリンクのうちループを作ってしまう経路を論理的にブロック（遮断）し、ネットワーク全体として1本の木（ツリー）構造になるように調整します。普段は使わない道を「通行止め」にしておき、現用の道が切れたときだけ自動的に「通行止め」を解除して迂回路として使う、という仕組みです。

つまりSTPは、「物理的には冗長化（ループあり）」「論理的には非ループ（ツリー構造）」を両立させるための仕組みです。ケーブルの冗長性は保ちながら、実際にフレームが通る経路は常に1本道に保たれます。

試験でのポイント

CCNA試験では、「なぜSTPが必要か」を問う文脈で、ブロードキャストストームとMACアドレステーブルの不安定化という2つの弊害がセットで問われることが多いです。STPが「リンクを切断する」のではなく「ポートを論理的にブロックする」という表現の違いにも注意しましょう。次のレッスンで学ぶ用語（BPDU、ルートブリッジ、ポート役割）の前提知識として、まず「なぜ必要なのか」という背景をしっかり理解しておくことが、暗記だけに頼らない実力につながります。