O que é o protocolo Spanning Tree?

Os dispositivos de rede que atuam como modelo OSI (camada de interconexão de sistemas abertos), dois dispositivos de ponte, incluindo comutadores, geralmente são conectados de forma redundante para ajudar a evitar falhas na rede. O STP (Spanning Tree Protocol) é um conjunto de regras, métodos e funções de comunicação implementadas no software de ponte e que evitam que os quadros da camada de enlace de dados se repetam sem parar dentro de uma topologia de ponte redundante. O protocolo spanning tree é um protocolo da camada de enlace de dados que estabelece um caminho singular e de menor custo para os dados viajarem de um ponto de extremidade de rede em ponte para outro.

Pontes que usam o protocolo spanning tree enviam mensagens especiais chamadas bridge protocol data units (BPDU) para compartilhar informações e notificar-se sobre alterações na rede. A maioria das pontes participa do processo de spanning tree, mas os administradores de rede podem designar algumas pontes como dispositivos somente de passagem. Todos os dispositivos de ponte que usam ativamente o protocolo da árvore de trocas trocam BPDUs para estabelecer e manter uma topologia de árvore de extensão mínima sem loop.

O STP inicia o recálculo de uma nova topologia de spanning tree sempre que pontes são adicionadas ou removidas da rede, quando os caminhos falham dentro da rede, quando a detecção de link indireto (UDLD) detecta uma fibra quebrada ou quando outras alterações topológicas ocorrem e interrompem o fluxo estabelecido de dados. As pontes que usam ativamente o protocolo de spanning tree iniciam a reconfiguração topológica primeiro concordando e designando um dos dispositivos de bridge como um nó raiz para a nova spanning tree. Eles, então, colaboram enviando BPDUs entre si que contêm informações atuais e custos de caminho para calcular uma nova árvore de abrangência que possui o menor custo para a topologia. Assim que as pontes concordam com uma nova topologia, as portas de ponte conectadas a segmentos redundantes que não fazem parte da nova árvore de abrangência e não fazem parte de um etherchannel designado são temporariamente bloqueadas para impedir o encaminhamento do tráfego de dados. O bloqueio desses caminhos redundantes não utilizados cria uma topologia sem loop.

O protocolo spanning tree foi desenvolvido e implementado pela Digital Equipment Corporation (DEC). Logo em seguida, foi incorporado ao padrão 802.1D do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Uma versão mais recente e mais rápida do protocolo spanning tree (RSTP) foi introduzida pela proposta IEEE 802.1w. O RSTP substituiu o STP como o protocolo padrão para ponte sem loop e foi designado como o protocolo de escolha no padrão revisado IEEE 802.1D-2004. O STP foi aprimorado ainda mais com o lançamento do MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol), conforme detalhado no IEEE 802.1Q-2005, que permite que instâncias separadas do STP coexistam em várias configurações de VLAN (rede local virtual virtual).