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Protocolo STP (Spanning Tree Protocol)

publicado por Pietro Zuchinali

Protocolo STP (Spanning Tree Protocol)Neste artigo iremos falar um pouco sobre conexões redundantes entre switches focando principalmente em um protocolo layer 2 vital para que a topologia da maioria das empresas funcione atualmente: STP ou Spanning Tree Protocol.

Primeiramente vamos dar crédito a pessoa que inventou e implementou o STP: senhorita (ou seria senhora?) Radia Joy Perlman. Congrats!

O STP nada mais é que um protocolo implementado diretamente na camada 2 do modelo OSI e que tem como objetivo analisar a topologia da rede, descobrir possíveis loopings e por meio de um sistema de eleições interromper esses loopins evitando problemas tais como trashing da tabela MAC, entre outros.

Em um primeiro momento é imprescindível termos o protocolo STP habilitado em todos os switches que compõe a nossa rede. Somente dessa forma podemos garantir que não existirão problemas com looping entre switches core, de distribuição e de acesso.

Caso o STP identifique que existem caminhos redundantes dentro da topologia da rede ele executará um processo de eleição onde destacará um deles como primário e posteriormente irá bloquear os demais, desabilitando as portas associadas ao caminho que foi bloqueado.

Basicamente o STP realizará três eleições:

  • Eleição para o switch raiz (root bridge)
  • Eleição para as portas bloqueadas (blocked ports)
  • Eleição para as portas raiz (root ports)

O objetivo desse artigo é passar os principais conceitos do STP, por esse motivo não irei entrar em maiores detalhes obre todo o processo, que possui diversos outros conceitos, porém o importante a saber é que essas eleições acontecem da seguinte forma:

BID: É um número associado à todo switch rodando o STP. Ele é formado pelas informações de prioridade do switch (o padrão de cada switch é 32768 e pode ser alterada via configuração do dispositivo) juntamente com o endereço MAC do mesmo.

As eleições ocorrem da seguinte forma:

  1. O switch com o menor BID é eleito o switch raiz (caso a prioridade seja a mesma a comparação ocorre entre o endereço MAC).
  2. O caminho de maior custo até o switch raiz determina qual ou quais portas serão bloqueadas até eliminar o looping
  3. O caminho de menor custo até o switch raiz determina qual ou quais portas serão determinadas como portas raiz
  4. Em caso de empate no custo o STP irá optar pelo caminho que passa pelo menor BID.
  5. Em caso de dois ou mais caminhos conectados a um mesmo switch a escolha se dará pela porta de menor ID

Gerência do Conhecimento

As informações de BID trocadas entre os switches assim como demais mensagens geradas pelo STP são enviadas através de BPDUs dentro da rede e fazem com que as portas dos switches passem por determinados estágios antes de finalizarem a convergência do protocolo.

  • Blocking –  Apenas recebendo BPDUs.
  • Listening – O switch processa BPDUs e espera por possíveis novas informações que podem fazê-lo voltar ao estado de Bloqueio.
  • Learning – Quando a porta ainda está “aprendendo” e montando sua tabela de endereços de origem dos frames recebidos.
  • Forwarding – A porta envia e recebe dados. Operação normal. O STP continua monitorando por BPDUs que podem indicar que a porta deve retornar ao estado de bloqueio prevenindo um loop.
  • Disabled – Não está utilizando STP. O administrador de redes pode desabilitar a porta manualmente.

Por fim é importante comentar que podemos ter um switch raiz por dominio de broadcast. Ou seja, em redes que implementam VLANs é possivel e as vezes até necessário que tenhamos um switch raiz por VLAN.

[Crédito da Imagem: STP – ShutterStock]

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Autor

Engenheiro de Computação formado pela PUC-RS com pós graduação em Gerenciamento de Projetos com Ênfase em TI. Possui grande experiência na área de telecomunicações, redes, e Infraestrutura de TI. Possui diversas certificações nas área de Governança de TI e Redes e Segurança da Informação. LinkedIN: http://br.linkedin.com/pub/pietro-zuchinali/12/483/9

Pietro Zuchinali

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