スパニングツリープロトコルには、1.レイヤ2交換ネットワークにおけるパスループの回避 2.レイヤ2交換ネットワークにおける冗長バックアップの実現 という2つの重要な役割があります。この記事では、スパニングツリープロトコルの設定における選出プロセスについて詳しく説明します。
ステップ1：選挙ルーツ・ブリッジ
スパニング・ツリー・ドメインの開始時に、各スイッチは自分自身をルート・ブリッジとみなし、ルート・ブリッジの選出のためにBPDUを送信します。ルートブリッジの選出はBridgeIDの値に基づいて行われます。BridgeIDは2つの部分で構成されています：
-Cisco スイッチのデフォルトは 32768 です（長さは 2 バイト）。
-スイッチのMACアドレス。
ルートを選択した後、ルートブリッジだけがBPDUを定期的に送信することができます。
ステップ2：ルートポートの選択
まず、STPのポートコストを紹介します。
Path Cost の計算方法：Path Cost はルートブリッジから計算されます。通常、ポートコストはルートブリッジからトポロジー内の他のスイッチまで累積されます。
ルートブリッジがそのインターフェイスを介して BPDU をアドバタイズする場合、BPDU フレームのデフォルトのパスコスト値は 0 です。接続されているスイッチがこの BPDU を受信すると、パスコストにローカル着信ポートのコストを追加します。ポートがファーストイーサネットポートの場合、パスコストは次のように計算されます: 0（ルートブリッジのパスコスト） + 19（スイッチのポートコスト） = 19。BPDUはルートスイッチからどんどん遠くへ伝播していくので、累積パスコスト値はどんどん高くなっていきます。
ここで重要なのは、パスコストはポートコストによって累積されるということです。ギガビット・リンクが100メガビットのネットワークを実行しており、ポートがGポートである場合、コストはやはり4に基づいています。
ルートポートの定義：非ルートブリッジがルートブリッジに到達するために使用するパスコストが最も低いポート。
ルート・ブリッジはルート・ブリッジであるため、自身のポートに到達する必要がないため、ルート・ブリッジ自身がルート・ポートを持つことはないことに注意することが重要です。
ルートポートの選択手順
1.ルートスイッチまでの経路が2つ以上ある場合、ルートスイッチまでの累積パスコストが最も低い経路を選択します。
2. ルートスイッチへの複数の利用可能なパスの累積パスコストが同じ場合、ブリッジIDが最も小さい隣接スイッチを選択します。
3. 同じ隣接スイッチを複数のパスが通過する場合、優先度の最も低いローカルポートが選択されます。
4.ポート優先度の値が同じ場合、スイッチの物理番号が最も小さいポートが選択されます。例えば、2960 シリーズのスイッチでは、ポートは FastEthernet0/1 または Gigabit0/1 になります。
このステップを完了すると、非ルート・スイッチのルート・ポートは1つだけになります。
ステップ3：指定ポートの選出
各スイッチには、ルート・スイッチに到達するためのルート・ポートがあります。スイッチごとに1つのルート・ポートに加え、各ネットワーク・セグメントにはルート・スイッチに到達するための別のポートがあり、これが指定ポートとなります。
注：ルートブリッジの各アクティブポートは、指定ポートです。なぜなら、接続されたセグメントがルートスイッチに到達するためのコストは、最小の累積コスト値である0だからです。言い換えると、これらのLANセグメントはそれぞれルートスイッチに直接接続されているため、これらのセグメントがルートスイッチに到達するためのコストはありません。
リンク上にルート・ポートがある場合、反対側の端は指定ポートでなければなりません。
すべてのスイッチ・リンクの両端に一意のDPを選択する手順を以下に示します：
1.最初のステップは、送信方向のリンク両端のインターフェースのCOP（Cost of Port）を比較することです。
2.2番目のステップでは、リンクの両端のインターフェイスの送信者BIDを比較し、どちらが小さく、どちらがDPか
3. 第3のステップは、インタフェースが自分自身を自分自身に接続しない限り使用されません。 このステップは、リンクの両端にあるインタフェースの送信側Port-IDを比較します。
ルートポートでも指定ポートでもないその他のポートは、NDP（Nondesignated Port）です。
