STP (Spanning Tree Protocol) é um protocolo de rede usado para evitar loops em redes Ethernet, criando uma topologia lógica sem loop. Existem basicamente dois tipos de STP: STP (Spanning Tree Protocol) e RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). O STP, baseado no padrão IEEE 802.1D, opera elegendo uma ponte raiz, determinando os caminhos mais curtos para a ponte raiz e bloqueando caminhos redundantes para evitar loops. O RSTP, baseado em IEEE 802.1w, melhora o tempo de convergência do STP, reduzindo o tempo necessário para fazer a transição de portas entre estados e permitindo uma recuperação mais rápida de alterações na topologia da rede.
Os tipos STP podem se referir às diferentes versões ou implementações do Spanning Tree Protocol, como STP (Spanning Tree Protocol), RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) e MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol). Cada tipo possui características e aprimoramentos próprios que visam otimizar o desempenho da rede, reduzir o tempo de convergência e suportar topologias de rede mais complexas.
As mensagens STP são essenciais para a operação do Spanning Tree Protocol e incluem Bridge Protocol Data Units (BPDUs). Existem diferentes tipos de mensagens STP trocadas entre switches, como BPDUs de configuração, BPDUs de notificação de mudança de topologia (TCN) e BPDU com proposta e acordo (usado em RSTP). Essas mensagens são usadas para estabelecer e manter a topologia spanning tree, comunicar alterações de rede e negociar funções e estados de portas entre switches.
O STP é usado principalmente para evitar loops em redes Ethernet, garantindo que haja apenas um caminho ativo entre dois dispositivos de rede por vez. Ao eleger uma ponte raiz e calcular os caminhos ideais enquanto bloqueia os redundantes, o STP ajuda a manter a estabilidade da rede, evitar tempestades de transmissão e otimizar o encaminhamento de dados em ambientes comutados.
O Spanning Tree Protocol opera em cinco estágios distintos para estabelecer uma topologia sem loop dentro de uma rede. Essas etapas incluem:
- Inicialização: Cada switch inicia no estado de Bloqueio e transita gradualmente pelos estados de Escuta e Aprendizagem.
- Eleição de ponte: os switches elegem uma ponte raiz com base no ID de ponte mais baixo (combinação de prioridade e endereço MAC).
- Descoberta de topologia: os switches trocam mensagens BPDU para descobrir a topologia da rede e determinar o caminho mais curto para a ponte raiz.
- Determinação da função da porta: As portas do switch recebem funções como porta raiz, porta designada e porta de bloqueio para estabelecer caminhos ideais e evitar loops.
- Topologia sem loop: Após a convergência, a rede atinge uma topologia sem loop onde caminhos redundantes são bloqueados, garantindo uma transmissão de dados eficiente e confiável através da rede.