STP significa Spanning Tree Protocol. É o protocolo que previne loops de camada 2 em redes com caminhos redundantes entre switches.
Sem STP, um broadcast em uma rede com dois caminhos entre switches circularia indefinidamente, consumindo toda a banda e derrubando a rede. Isso é chamado broadcast storm.
Por que loops de camada 2 são perigosos
Na camada 3, o campo TTL do pacote IP limita a vida útil de cada pacote. Se entrar em loop, o TTL chega a zero e o pacote é descartado.
Na camada 2, não existe TTL. Um frame Ethernet pode circular indefinidamente em um loop. Em segundos, a rede fica saturada com cópias do mesmo frame multiplicando-se em cada switch. A rede para.
O STP resolve isso bloqueando portas redundantes para garantir que exista apenas um caminho ativo entre dois dispositivos em qualquer momento.
Como o STP funciona
Passo 1: eleição da Root Bridge
Todos os switches trocam BPDUs (Bridge Protocol Data Units) com seu Bridge ID. O Bridge ID é formado pela prioridade do switch (padrão 32768) mais o endereço MAC.
O switch com menor Bridge ID vence a eleição e se torna a Root Bridge. Para forçar um switch específico a ser root, reduz-se a prioridade com spanning-tree vlan 1 priority 4096.
Passo 2: eleição das Root Ports
Cada switch não-root elege uma Root Port: a porta com menor custo de caminho até a Root Bridge. O custo é baseado na velocidade do link.
| Velocidade | Custo STP |
|---|---|
| 10 Mbps | 100 |
| 100 Mbps | 19 |
| 1 Gbps | 4 |
| 10 Gbps | 2 |
Passo 3: eleição das Designated Ports
Em cada segmento de rede, uma porta é eleita como Designated Port: a porta com menor custo de caminho até a Root Bridge naquele segmento. A Root Bridge tem todas as suas portas como Designated.
Passo 4: bloqueio das portas restantes
Portas que não são Root Port nem Designated Port são bloqueadas. Ficam em estado Blocking: recebem BPDUs mas não encaminham tráfego.
Estados de porta no STP
| Estado | Ação | Duração |
|---|---|---|
| Blocking | Recebe BPDUs, não encaminha frames | Até convergência |
| Listening | Envia e recebe BPDUs, não encaminha frames | 15 segundos |
| Learning | Aprende endereços MAC, não encaminha frames | 15 segundos |
| Forwarding | Encaminha frames normalmente | Indefinido |
| Disabled | Porta desligada administrativamente | Indefinido |
O tempo total de convergência do STP clássico é de 30 a 50 segundos. Isso é lento para redes modernas.
RSTP: a evolução do STP
O RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1w) reduz o tempo de convergência para menos de 1 segundo na maioria dos casos.
O RSTP substitui os cinco estados do STP clássico por três:
| Estado RSTP | Equivalente STP |
|---|---|
| Discarding | Blocking + Listening |
| Learning | Learning |
| Forwarding | Forwarding |
O RSTP também introduz novos papéis de porta (Alternate e Backup) que permitem a ativação rápida de caminhos redundantes sem passar pelo processo completo de eleição.
PVST e PVST+
O STP padrão (IEEE 802.1D) cria uma única instância de spanning tree para toda a rede, independente das VLANs.
A Cisco criou o PVST (Per-VLAN Spanning Tree), que roda uma instância de STP por VLAN. Isso permite usar caminhos diferentes para VLANs diferentes, fazendo load balancing.
O PVST+ adiciona compatibilidade com o STP padrão IEEE. É o padrão atual nos switches Cisco.
PortFast e BPDU Guard
PortFast coloca a porta diretamente em estado Forwarding, ignorando os 30 segundos de convergência. Deve ser usado apenas em portas conectadas a dispositivos finais (computadores, servidores), nunca em portas conectadas a outros switches.
interface FastEthernet0/1
spanning-tree portfast
BPDU Guard desliga a porta imediatamente se um BPDU for recebido. Protege contra a conexão acidental de switches em portas PortFast.
spanning-tree portfast bpduguard default
O que a prova CCNA cobra
STP está no domínio Network Access. Os pontos mais frequentes:
Eleição da Root Bridge pelo menor Bridge ID. Cálculo de Root Port e Designated Port pelo menor custo de caminho. Estados de porta do STP clássico e do RSTP. Diferença entre RSTP e STP clássico. Configuração e uso correto de PortFast e BPDU Guard. Verificação com show spanning-tree.
FAQ
O que acontece se a Root Bridge cair? O STP inicia um novo processo de eleição. No STP clássico, a convergência leva de 30 a 50 segundos. No RSTP, menos de 1 segundo na maioria dos cenários.
Por que não usar PortFast em portas de trunk? Se um BPDU chegar em uma porta PortFast, o switch pode entrar em loop antes do STP bloquear a porta. O BPDU Guard resolve isso desligando a porta imediatamente ao receber qualquer BPDU.
Qual a diferença entre STP e RSTP na prova CCNA? A prova pode cobrar ambos. O RSTP é o que está em uso em redes modernas. O STP clássico é cobrado porque os conceitos de Root Bridge, Root Port e Designated Port são iguais nos dois.
Leia também:
▌ STP é um dos temas centrais do domínio Network Access do CCNA. O diagnóstico gratuito do PacketPass mostra onde estão suas lacunas por domínio. Resultado na hora, sem cadastro.
Informações baseadas no blueprint CCNA 200-301 atual e documentação oficial da Cisco sobre STP e RSTP.