Publicado originalmente em 6 DE SETEMBRO DE 2010

O Protocolo Spanning-Tree ( STP) foi desenvolvido para evitar que loops físicos interfiram no desempenho da rede. O protocolo consegue detectar onde estão os loops na rede bloqueando os caminhos redundantes.

“Quando um Switch recebe um broadcast, ele o repete em cada porta (exceto naquela em que foi recebido). Em um ambiente com loop, os broadcasts podem ser repetidos infinitamente” Gary A. Donahue , Network Warrior, O’Reilly, 2007, p59)

Em caso de caminhos redundantes sem a utilização do Spanning-Tree, o processo de encaminhamento de broadcast só será interrompido quando o loop for desfeito, com a remoção de cabos ou o desligando o equipamento. Em diversas situações, uma tempestade de broadcast “derruba” a comunicação da rede.

O Switch Root

A utilização do STP é geralmente imperceptível na grande maioria das redes devido ao fato da convergência ocorrer sem a necessidade de configurações adicionais. Todo Switch da LAN , recebe informações sobre os outros Switches da rede através da troca de mensagens chamadas de BPDUs (Bridge Protocol Data Units).

Ao tirarmos um Switch da caixa ( preferencialmente gerenciável) e colocarmos em nossa rede, haverá a comunicação com todos os Switches da rede para convergência com o novo dispositivo.

A partir das mensagens trocadas pelos Switches, é efetuada uma eleição para escolha de um Switch Raiz (Root) que será o responsável por alimentar a topologia da Rede pela geração de BPDUs e todos os Switches não-Raiz bloquearão as portas com caminhos redundantes para o Raiz.

Os BPDUs são encaminhados pelo Root a cada 2 segundos em todas as portas para garantir a estabilidade da rede; e então os BPDUs re-encaminhados pelos outros Switches.

As mensagens BPDU contêm informações suficientes para que os Switches elejam quais portas encaminharão os dados, baseando-se em custo do caminho, informações do Switch e informações da porta.

Obs: a porta em estado de Bloqueio continuará a ouvir os BPDUs pois em caso de perda de comunicação do enlace principal, a porta bloqueada estará pronta para encaminhar os quadros! 

Elegendo o Switch Root

O primeiro processo para uma topologia livre de Loops utilizando o protocolo Spanning-Tree é a eleição do Switch Root. Vence a eleição o Switch quem possuir o menor Bridge ID.

O Bridge ID é composto dos campos Prioridade (Bridge Priority) e o endereço MAC do Switch. Por padrão a prioridade dos Switches é 32768 (o Switch com menor prioridade vence) e em caso de empate vence a eleição o Switch que possui o menor endereço MAC.

Após a eleição, se houver algum caminho redundante, o mesmo será bloqueado!

Escolhendo quem será o Root da rede

As melhores práticas sugerem configurarmos o Switch Core da rede como Root com o comando stp root primary pela posição privilegiada na rede, melhor arquitetura,processamento, etc. O comando nos Switches 3Com alterará a prioridade para o valor0 (zero) forçando o dispositivo a ser o Root.

Uma segunda maneira de alterar a prioridade Switch é utilizando o comando stp priority 4096 ( sempre escolha valores múltiplos de 4096)

Obs:Se houver mais de um Switch com a prioridade 0, vence a eleição quem possuir o menor endereço MAC. 

Display STP

O comando display stp exibe informações como o valor do Bridge ID (Bridge priority e endereço MAC) do Switch e do Root, timers,etc. O comando display stp brief exibe o estado das portas na Topologia.

display stp
-------[CIST Global Info][Mode STP]-------
CIST Bridge :32768.000f-cbb8-6329
! Lista a Prioridade do Switch como 32768 e o endereço MAC 000f-cbb8-6329
Bridge Times :Hello 2s MaxAge 20s FwDly 15s MaxHop 20
CIST Root/ERPC :0.000f-cbb8-8f55/ 20000
! A linha exibe a prioridade do Switch Root da Topologia como 0
! (zero nesse caso) e o endereço MAC 000f-cbb8-8f55
CIST RegRoot/IRPC :32768.000f-cbb8-63c0 / 0
CIST RootPortId :128.28
BPDU-Protection :disabled
Bridge Config
Digest Snooping :disabled
TC or TCN received :7
Time since last TC :0 days 24h:20m:51s
! Contador exibindo a última vez que houve uma mudança na topologia STP