El funcionamiento normal del Spanning Tree Protocol (STP) garantiza una topología sin bucles en las redes Ethernet. STP identifica y bloquea rutas redundantes que podrían causar bucles de red, permitiendo solo una ruta activa entre dispositivos de red. Se ajusta dinámicamente a los cambios en la topología de la red volviendo a calcular el árbol y actualizando el estado de los puertos para mantener la estabilidad de la red y evitar tormentas de transmisión.
STP funciona paso a paso eligiendo inicialmente un puente raíz, que es el conmutador con la ID de puente más baja. Todos los demás conmutadores determinan su camino más corto al puente raíz y asignan funciones a sus puertos: puertos raíz (el camino más corto al puente raíz), puertos designados (el mejor camino a un segmento de red) y puertos no designados (bloqueados para evitar bucles). Si se produce un cambio de topología, STP vuelve a calcular las rutas y reasigna las funciones de los puertos para mantener una red sin bucles.
La operación de STP implica el envío de unidades de datos de protocolo de puente (BPDU) entre conmutadores para compartir información sobre la topología de la red. Los conmutadores utilizan BPDU para elegir un puente raíz e intercambiar mensajes de configuración. STP procesa estos mensajes para determinar la mejor ruta al puente raíz y decidir qué puertos bloquear o mantener activos. Este intercambio continuo de BPDU permite a STP adaptarse a los cambios de la red y mantener un funcionamiento sin bucles.
El mecanismo de STP incluye varios estados para cada puerto: bloqueo, escucha, aprendizaje y reenvío. En el estado de bloqueo, los puertos no reenvían tramas para evitar bucles. En el estado de escucha, los puertos procesan las BPDU para participar en la elección del puente raíz y la selección de ruta. En el estado de aprendizaje, los puertos actualizan su tabla de direcciones MAC pero no reenvían tramas. En el estado de reenvío, los puertos reenvían tramas activamente. Estos estados ayudan a STP a administrar la topología de la red y garantizar una transmisión de datos confiable y sin bucles.