STPの派生いろいろ
PVST
PVST(Per VLAN Spanning Tree)はVLANごとにスパニングツリーを形成するためのプロトコルです．標準のSTPでは同一のネットワーク全体で1つのスパニングツリーを形成します．これはCST(Common Spanning Tree)と呼ばれます．
VLAN単位でイーサネットフレームの転送負荷分散を実現できます．PVSTでVLANごとに構成されるスパニングツリーは以下のようになります．1つのポートでVLANごとに複数の役割が割り当てられます．VLANごとにポートの役割が異なる場合があります．
| スイッチ | ポート | VLAN 1 | VLAN2 |
| SW 1 | Port 1 | RP | NDP |
| Port 2 | NDP | RP | |
| SW 2 | Port 1 | DP | DP |
| Port 2 | DP | RP | |
| SW 3 | Port 1 | RP | DP |
| Port 2 | DP | DP |
PVSTを利用することにより，VLANごとに最適なスパニングツリーを構成することができます．これにより，SW 1ではVLANごとにフレームを転送するポートを分散させています．
ただし，複数のVLANが存在するネットワークでは，PVSTのBPDUがVLANの数だけやり取りされるため，スパニングツリーの再計算にも多くのリソースを使われることになります．
RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)
RSTPの概要
STPではトポロジー変更時の経路切り替えに数十秒単位で時間がかかっていました．このままでは可用性に問題があるため，経路の切り替えをより高速に行えるRSTPが開発されました．RSTPはIEEE802.1wで標準化されています．
RSTPでは原則としてP2Pの全二重通信を前提します．P2Pリンク間でハンドシェイクを行うことでより素早くスイッチのポートを決定できます．
ポートの役割と状態
RSTPではポートの役割が5種類あります．
| ポートの役割 | 略称 | 状態 | 説明 |
| ルートポート | RP | Forwarding | ルートブリッジへのコストが最も低いポート． |
| 代表ポート | DP | Forwarding | リンクの代表となり，トラフィックを流すポート． |
| オルタネートポート | AP | Discarding | ルートポートの次候補として待機しているポート． |
| バックアップポート | BP | Discarding | 代表ポートの次候補として待機しているポート． |
| ディセーブルポート | – | Disble | 無効となっているポート． |
RSTPのコンバージェンス時間
RSTPでは1秒程度でスパニングツリーの再計算が終了します．STPと比べかなり高速にコンバージェンスするので，瞬断レベルでの切り替えが可能となります．
RSTP BPDU
RSTPのBPDUはSTPとほぼ同等です．主な違いはフラグで用いられるbit数が増えていることと，フォーマットの最後にバージョン1長さが追加されていることです．STPではコンフィグレーションBPDUとTCN BPDUがあったがRSTPでは1種類のみです．
フラグの各bitが表す役割は以下の通りです．
| ビット | 役割 |
|---|---|
| 8 | TCN ACKフラグ |
| 7 | アグリーメントフラグ |
| 6 | フォワーディングフラグ |
| 5 | ラーニングフラグ |
| 4,3 | ポートの役割(00:Unknown, 01:代替ポート, 10:ルートポート, 11:代表ポート) |
| 2 | プロポーザルフラグ |
| 1 | TCフラグ |
ポートの役割の決定
RSTPではP2Pの2つのポート間でハンドシェイクして，代表ポートとルートポートを決定できるようにしています．そのために利用するのがプロポーザルポートとアグリーメントフラグです．プロポーザルフラグは自身のポートを代表ポートであると主張するフラグです．アグリーメントフラグは対向ポートを代表ポートとして受け入れ自身のポートをルートポートとして振舞おうとするフラグです．
P2Pで接続されたスイッチは互いのポートをディスカーディング状態にした上で，自身をルートブリッジであると仮定して代表ポートとしてプロポーザルフラグをセットしたBPDUを送信します．
プロポーザルBPDUを受信したスイッチはルートブリッジの情報やルートパスコストを比較します．相手の方が勝っている場合は対向のポートを代表ポートとして認め，自身のポートをルートポートとしてアグリーメントBPDUを送信します．
自身のポートが勝っている場合は待機して，対向からアグリーメントBPDUを受信したらすぐに代表ポートとしてフォワーディング状態に移行します．もしもプロポーザルBPDUを受信したポートよりもルートポートに適切なポートがある場合，アグリーメントBPDUは送信しません．その場合，対向のポートは転送遅延タイム2回分を待って代表ポートとなり，フォワーディング状態に移行します．
MST(Multiple Spanning Tree)
MSTの概要
MSTはVLANごとにスパニングツリーを構成できるように，また高速なコンバージェンスをできるように標準化された技術です．IEEE802.1sで標準化されており，PVSTとRSTPを組み合わせたような技術です．
MSTリージョン
MSTではスイッチをMSTリージョンという単位でグループ化します．MSTリージョンはMSTリージョン名，リビジョン番号，VLAN番号とインスタンスといった情報で構成されます．同一のMSTリージョンではリビジョン番号が一致している必要があります．
MSTインスタンス
複数のVLANをMSTインスタンスに対応づけし，MSTインスタンスごとにスパニングツリーを構成します．同時に利用できるMSTインスタンスは64個までです．MSTではMSTインスタンスごとにVLANを対応づけ，各スイッチはインスタンスごとのプライオリティに基づいてポートの役割を決定します．
以下の図では，VLAN1〜5をMSTインスタンス1に，VLAN6〜10をMSTインスタンス2に割り当てています．MSTインスタンス1ではSW2のプライオリティが最も小さいのでルートブリッジになります．SW3はセカンダリルートブリッジとなり，SW1のポート2が代替ポートに割り当てられます．同様にMSTインスタンス2でもポートの役割が決定され，SW1のリンクは転送経路が負荷分散されるようになります．
