STP (Spanning Tree Protocol) nelle reti Cisco è un protocollo progettato per prevenire loop nelle reti Ethernet creando una topologia logica priva di loop. Funziona selezionando un root bridge (switch) tra tutti gli switch della rete, in base all’ID bridge più basso (combinazione di priorità bridge e indirizzo MAC). Una volta scelto il root bridge, ogni switch della rete calcola il percorso più breve per raggiungere il root bridge. Questo percorso diventa il percorso di inoltro, mentre gli altri percorsi vengono bloccati per evitare loop. STP utilizza BPDU (Bridge Protocol Data Units) scambiate tra switch per trasmettere informazioni sulla topologia, rilevare loop e determinare le porte attive e bloccate su ciascuno switch.
STP è un protocollo utilizzato nelle reti Ethernet per prevenire tempeste e loop di trasmissione, che possono portare alla congestione e all’instabilità della rete. Funziona eleggendo un root bridge tra tutti gli switch interconnessi in una rete. Ciascuno switch determina quindi il percorso più breve per raggiungere il root bridge e blocca i percorsi ridondanti per evitare loop. Mantenendo una topologia senza loop, STP garantisce che i pacchetti vengano inoltrati lungo percorsi ottimali e che l’affidabilità e le prestazioni della rete siano preservate.
STP funziona utilizzando un algoritmo distribuito che consente agli switch di determinare collettivamente i migliori percorsi di inoltro in una topologia di rete. Il protocollo opera attraverso una serie di passaggi tra cui l’elezione del root bridge, il calcolo dei costi del percorso e le transizioni dello stato della porta (inoltro, blocco o ascolto) in base alle BPDU ricevute. Attraverso questi meccanismi, STP si adatta dinamicamente ai cambiamenti nella topologia della rete, come guasti o aggiunte di collegamenti, per mantenere un ambiente di rete stabile ed efficiente.
L’algoritmo dell’albero di copertura utilizzato in STP si basa sui principi della teoria dei grafi, in particolare trovando un albero di copertura minimo (MST) per la topologia di rete. L’algoritmo inizia con la selezione di un root bridge e poi calcola il percorso più breve da ogni switch al root bridge. Utilizza i costi del percorso, determinati dalla velocità del collegamento (larghezza di banda), come metrica per selezionare i percorsi migliori. Gli switch si scambiano BPDU per informarsi reciprocamente della loro posizione nello spanning tree e per rilevare eventuali modifiche che richiedono una rivalutazione della topologia. Questo processo iterativo garantisce che la topologia di rete rimanga priva di loop fornendo al contempo ridondanza attraverso percorsi alternativi che vengono posti in uno stato bloccato fino al momento della necessità.
CCNA (Cisco Certified Network Associate), comprendere il processo STP implica imparare come configurare e risolvere i problemi dei protocolli spanning tree nelle reti Cisco. I candidati al CCNA studiano i principi dell’STP, tra cui l’elezione del root bridge, i ruoli delle porte (root, designata, bloccata), il calcolo del costo del percorso e i tempi di convergenza. Imparano a configurare i parametri STP come la priorità del bridge e i costi del percorso utilizzando i comandi Cisco IOS. Inoltre, CCNA copre le tecniche di risoluzione dei problemi per identificare e risolvere i problemi comuni relativi a STP, garantendo stabilità e prestazioni della rete negli ambienti Cisco.