ネットワークループ

カラオケでマイクをスピーカーのすぐ前に近づけると、耳をつんざくような「キーン」という音が鳴りますよね。スピーカーから出た音がマイクに入り、その音がまたスピーカーから出て増幅される、という流れが一瞬のうちに無限に繰り返されるからです。これを音のハウリングといいます。

コンピューターネットワークの世界でも、これとそっくりな騒ぎが起こります。オフィスや学校では、インターネットの信号を分配するスイッチ（コンピューターどうしをつなぐ通信の分配装置）を何台も設置して使うので、配線が複雑に絡み合いがちです。そんなとき、誰かが2台の機器のあいだにLANケーブルを2本つないでしまったり、自分自身にケーブルを挿し戻してしまったりするミスが起こることがあります。

すると、通信の通り道に、出口のない丸いロータリーができあがります。データの信号は外に出られないまま、機器のあいだをものすごい勢いでぐるぐる回り始めます。このように、データが閉じた輪の中に閉じ込められて永遠に巡り続ける状態を、ネットワークループと呼びます。

データがただ回っているだけなのに、なぜインターネット全体が止まってしまうのでしょうか。そこには、ネットワーク通信ならではの独特なルールが2つ隠れています。

ひとつめは、ふつうのウェブ閲覧のデータと違って、構内通信網（LAN）の基本的な信号には、寿命（TTL、Time To Live）という考え方がないことです。インターネット上のデータには、たいてい中継できる回数の上限があり、寿命が尽きれば自然に消えます。ところが、スイッチのあいだを行き来する基本的なデータは、強制的に電源を切るかケーブルを抜くまで、回り続けることができます。

ふたつめは、ネットワークスイッチが、最初から全員に知らせる信号（ブロードキャスト）や、行き先がまだわからない信号を受け取ると、つながっているすべての通路に同じコピーをどんどんばらまくことです。ループができた通り道では、たくさんのコピーが互いに尾を追いかけるように転送され続けて、わずか数秒で何百万個ものごみデータが生まれます。

これがブロードキャストストームです。高速道路全体が迷子のお化け車でぎっしり埋まってしまい、本当に大切な通信は一歩も前に進めなくなる、というわけです。

では、ネットワークのケーブルを絶対に輪にしなければ、すべて解決するのでしょうか。意外なことに、大きな企業やサーバールームでは、インターネットが途切れないように、わざとケーブルを輪っか状につないでおきます。ふだん使っているメインの回線が切れても、予備の回線に信号を流せるようにするためです。

ループ事故を防ぎながら、予備の道も安全に使えるように、エンジニアたちはスパニングツリープロトコル（STP）という賢い技術を生み出しました。STPは、ネットワーク機器どうしが自分たちで会話を交わして、全体の接続マップを描けるようにするためのルールです。

機器は、自分たちのあいだに輪ができているのを見つけると、予備の道のどれかをソフトウェアの働きで「一時的にふさいで」おきます。ふだんは機器のあいだの道を1本だけにしてループを根本から防ぎ、メインの通り道で断線事故が起きたら、ふさいでおいた道をふたたび開きます。ただし、最初に作られたSTPは道を開き直すのに30秒ほどかかったため、最近は1秒前後まで速くなったRSTPのような改良版が主に使われています。おかげで私たちは、通信網が丸ごと止まることなく、安定してインターネットを使えるのです。