Was ist Spanning Tree Protocol (STP)?
Protokoll (IEEE 802.1D), das in einem Netzwerk, in dem Switches über redundante Wege verbunden sind, einige Ports logisch blockiert, sodass die Wege einen schleifenfreien Baum bilden, und so Broadcast-Stürme verhindert. Fällt ein genutzter Weg aus, schaltet es um, indem es einen zuvor blockierten Port verwendet. RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) ist eine verbesserte Version, die schneller umschaltet.
Japanische Bezeichnung: スパニングツリープロトコル(STP)
„Spanning Tree Protocol (STP)“ kommt in 5 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb.
Fachgebiet: Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb
Warum Schleifen ein Problem sind
Ethernet-Frames haben keinen Mechanismus wie die TTL von IP, der die Durchläufe zählt und den Frame verwirft. Werden Switches zu einer Schleife verbunden, kreisen Broadcasts und Frames an unbekannte Ziele daher endlos und vervielfachen sich jedes Mal, wenn ein Switch sie flutet (Broadcast-Sturm). Außerdem treffen Frames derselben Quelle an verschiedenen Ports ein, was das Lernen der MAC-Adresstabelle durcheinanderbringt. Zugleich sollen die Wege redundant sein, damit der Ausfall einer Verbindung oder eines Switches die Kommunikation nicht unterbricht; deshalb wird STP eingesetzt, das die Schleife logisch auftrennt, während die physische Schleife bestehen bleibt.
Root Bridge und Port-Rollen
Bei STP tauschen die Switches Nachrichten namens BPDUs aus und wählen zuerst den Switch mit der kleinsten Bridge-ID (Priorität und MAC-Adresse) zur Root Bridge. Jeder andere Switch macht den Port mit den geringsten Pfadkosten zur Root Bridge zu seinem Root Port. Auf jeder Verbindung wird der Port auf der Seite, die der Root Bridge näher ist, zum Designated Port, und Ports, die weder Root Ports noch Designated Ports sind, werden blockiert. Schnellere Verbindungen haben geringere Pfadkosten, und bei gleichen Kosten entscheidet der Vergleich der Bridge-IDs und ähnlicher Werte.
Häufige Fragen
Muss man sich mit STP keine Sorgen mehr um Schleifen machen?
STP verhindert Schleifen zwischen Switches, die BPDUs austauschen, nicht aber Schleifen über Ports, an denen STP deaktiviert ist, oder über Geräte, die keine BPDUs verarbeiten. Üblich ist die Kombination mit einer Funktion, die einen Port für Endgeräte abschaltet, sobald er eine BPDU empfängt, und mit einer Begrenzung der Broadcast-Menge.
Sind die von STP blockierten Verbindungen nicht verschwendet?
Bei einem einzigen Baum stehen blockierte Verbindungen in Reserve und tragen normalerweise keinen Verkehr. Um auch ihre Bandbreite zu nutzen, setzen Netzwerke Link Aggregation ein, die mehrere Verbindungen zu einer bündelt (STP sieht sie als eine einzige Verbindung), MSTP, das je VLAN-Gruppe einen eigenen Baum bildet, oder Aufbauten, die auf Schicht 3 routen.