STP (Spanning Tree Protocol) المعرّف في معيار IEEE 802.1D، يحل مشكلة جوهرية: نحتاج روابط مكررة بين السويتشات للاعتمادية، لكن إطارات Ethernet لا تحتوي حقل TTL، فأي حلقة Loop في الطبقة الثانية تسبب عاصفة بث Broadcast Storm تشل الشبكة خلال ثوانٍ، إضافة إلى عدم استقرار جدول MAC ووصول إطارات مكررة.
كيف يعمل؟
- انتخاب Root Bridge: يفوز السويتش صاحب أقل Bridge ID، الذي يتكون من الأولوية Priority (افتراضياً 32768 مضافاً إليها رقم الـ VLAN في سيسكو) ثم عنوان MAC.
- اختيار Root Port: على كل سويتش غير جذري، المنفذ صاحب أقل تكلفة مسار إلى الجذر.
- اختيار Designated Port: منفذ واحد لكل قطعة شبكة يُمرر الحركة نحوها.
- بقية المنافذ تدخل حالة Blocking فلا تمرر البيانات لكنها تستمر في استقبال رسائل BPDU.
تكلفة المنفذ في الطريقة القصيرة: 100 لسرعة 10 Mbps، و19 لـ 100 Mbps، و4 لـ 1 Gbps، و2 لـ 10 Gbps. ويرسل الجذر رسائل BPDU كل ثانيتين.
حالات المنفذ وزمن التقارب
يمر المنفذ في STP التقليدي بالحالات Blocking ثم Listening ثم Learning ثم Forwarding. بسبب المؤقتات (Max Age 20 ثانية وForward Delay 15 ثانية لكل من Listening وLearning) قد يستغرق التقارب من 30 إلى 50 ثانية، وهو زمن طويل جداً للشبكات الحديثة، ولذلك ظهر RSTP.
مثال إعداد
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 root primary
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096
Switch(config)# interface GigabitEthernet0/5
Switch(config-if)# spanning-tree portfast
Switch(config-if)# spanning-tree bpduguard enable
Switch# show spanning-tree vlan 10استخدم أحد الأمرين الأولين: root primary يضبط الأولوية تلقائياً، أو اضبطها يدوياً بمضاعفات 4096. أما PortFast فينقل منافذ الأجهزة الطرفية مباشرة إلى Forwarding، وBPDU Guard يعطّل المنفذ إذا استقبل BPDU حمايةً من توصيل سويتش غير مصرح به.
نصيحة تصميمية
لا تترك انتخاب الجذر للصدفة؛ فإذا لم تضبط الأولوية سيفوز أقدم سويتش (غالباً صاحب أقل MAC) وقد يكون سويتش Access ضعيفاً، فتمر الحركة بمسارات غير منطقية. اجعل سويتش Core أو Distribution هو الجذر. وتذكر أن سيسكو تشغّل نسخة لكل VLAN تسمى PVST+، بينما يجمع MSTP عدة VLANs في نسخة واحدة.
