令和5年度 ネットワークスペシャリスト 午前Ⅱ 問5 STPのルートポート選定

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本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。

令和5年度 ネットワークスペシャリスト 午前Ⅱ 問5 STPのルートポート選定

スパニングツリープロトコル（STP）におけるルートポート選定の仕組みを問う問題です。各経路の累積パスコストを比較する解法が基本となります。

【問題】 図のネットワークにおいて、STP（Spanning Tree Protocol）が動作している。スイッチ1のブリッジ優先度が最も低いとき、スイッチ4のルートポートとして、適切なものはどれか。ここで、パスコストは IEEE 802.1t に基づき、1Gbps は 4、100Mbps は 19 とし、その他の優先度はすべて等しいものとする。

（図の構成） ・スイッチ1（ルートブリッジ） ・スイッチ1 ―(1Gbps)― スイッチ2 ・スイッチ1 ―(100Mbps)― スイッチ3 ・スイッチ2 ―(1Gbps)― スイッチ4（ポートA） ・スイッチ3 ―(1Gbps)― スイッチ4（ポートB）

【解説】 STPにおいて、ルートブリッジ以外の各スイッチ（非ルートブリッジ）は、ルートブリッジに最も近い（コストが最小の）ポートを1つ「ルートポート」として選定します。

選定のステップは以下の通りです。

  1. ルートブリッジの特定: 本問ではスイッチ1がルートブリッジと指定されています。

  2. パスコストの計算: 各ポートからルートブリッジまでの「累積パスコスト」を計算します。

  3. 最小コストの選択: 累積コストが最小のポートをルートポートにします。

スイッチ4からルートブリッジ（スイッチ1）への経路は以下の2通りです。

経路1：スイッチ4（ポートA）→ スイッチ2 → スイッチ1 $$累積コスト = (S4 \text{～} S2) + (S2 \text{～} S1) = 4 + 4 = 8$$

経路2：スイッチ4（ポートB）→ スイッチ3 → スイッチ1 $$累積コスト = (S4 \text{～} S3) + (S3 \text{～} S1) = 4 + 19 = 23$$

比較の結果、ポートAの累積コスト（8）の方がポートB（23）よりも小さいため、ポートAがルートポートに選ばれます。

graph TD
    S1("(S1: Root")) ---|1Gbps: Cost 4| S2((S2))
    S1 ---|100Mbps: Cost 19| S3((S3))
    S2 ---|1Gbps: Cost 4| S4((S4))
    S3 ---|1Gbps: Cost 4| S4

    style S4 stroke-width:4px
    linkstyle 0,2 stroke:red,stroke-width:2px

【選択肢の吟味】

選択肢 判定 解説
ポートA 正解 スイッチ2を経由する経路の累積パスコストが 8 となり、最小であるため。
ポートB 不正解 スイッチ3を経由する経路は、100Mbpsのリンク（コスト19）を含むため累積 23 となり、ポートAより大きい。
ポートC 不正解 問題文の構成上、スイッチ4にポートCは定義されていないか、ルートへの経路ではない。
ポートD 不正解 同上。

【ポイント】

  • 累積コストの算出: 自身のポートのコストだけでなく、ルートブリッジに至るまでの全リンクのコストを合算する。

  • 標準コスト値: IEEE 802.1t では 10Mbps=100、100Mbps=19、1Gbps=4、10Gbps=2。

  • 優先順位: コストが同値の場合は「送信元ブリッジID」「送信元ポートID」の順で比較する。

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