スパニングツリープロトコルとは
スパニングツリープロトコル（STP：Spanning Tree Protocol）とは、複数のスイッチで構築された有線LANネットワークにおいて、障害対策のためにケーブルを二重（ループ状）に接続した際に、通信データがネットワーク内を無限に回り続けてパンクするのを防ぐための技術です。
ネットワークをループ状に配線すると、宛先がわからないデータがぐるぐると回り続ける「ブロードキャストストーム」という致命的な問題が起こります。STPは、接続されている機器同士で情報をやり取りし、ループ状になっている回線の一箇所をソフトウェア的に「通行止め（論理的な切断）」にします。これにより、データを木の枝のように一本道（ツリー構造）で流れるようにします。メインの回線が断線した際には、自動的に通行止めを解除して予備のルートを繋ぎ直す役割も持ちます。
具体例
オフィスのルーターやスイッチ同士を三角形に繋ぐとループができます。STPが導入されていないと、1つのデータが何千倍にも増殖して回線を埋め尽くし、ネットワーク全体がダウンします。STPが働くと、三角形の一辺を「予備」として眠らせておき、通常はL字型のルートで安全に通信させ、メインが切れたら即座に予備回線を復活させます。
もう少し詳しく
STPはIEEE 802.1Dとして標準化されたプロトコルです。その仕組みでは、ネットワーク内のスイッチ間で「BPDU（Bridge Protocol Data Unit）」と呼ばれる制御情報を定期的に交換し、木構造を決定します。まず、ネットワークの中心となる「ルートブリッジ（親スイッチ）」を1台選定します。その後、各スイッチはルートブリッジまでの最も「コスト」が低いポートを「ルートポート（RP）」として選択し、各セグメントにおいてルートブリッジに近いポートを「指定ポート（DP）」とします。これら以外の余ったポートは「非指定ポート（NDP／ブロッキングポート）」となり、通信を遮断（ブロッキング）します。従来のSTPは、障害発生時に迂回路を有効化する「収束（コンバージェンス）」に30〜50秒程度の時間がかかる欠点がありましたが、現在ではこれを数秒以下に短縮した「RSTP（急速スパニングツリープロトコル、IEEE 802.1w）」が主流となっています。
試験でのポイント
ネットワーク試験では、STPにおけるルートブリッジの選定プロセスや、各ポート（ルートポート、指定ポート、非指定ポート）の役割決定の手順を解かせる計算・選択問題が非常によく出題されます。選定は、ブリッジID（プライオリティ値＋MACアドレス）の「最も小さい値」を持つものが優先されるという原則や、ポートコストが同値の場合の優先順位決定ルールなどを正しく覚えているかが試されます。また、STPの最大の問題点であるコンバージェンス時間の長さを解消するための「RSTP」との違いや、VLANごとにスパニングツリーを構築する「PVST+」や「MSTP（複数スパニングツリープロトコル）」といった拡張仕様についても問われます。
関連する用語
スパニングツリープロトコルに関連する用語としては、スイッチ間で送受信される制御パケットである「BPDU」や、中心となるスイッチである「ルートブリッジ」があります。また、経路切り替え時間を高速化した「RSTP」や、複数のVLANをグループ化してツリーを構成する「MSTP」、そしてSTPを使わずにスイッチ同士を仮想的に1台にまとめて冗長化する「スタック接続」や「リンクアグリゲーション」も重要な関連概念です。