Quando existem múltiplas conexões físicas entre switches, a rede pode começar a encaminhar pacotes broadcast indefinidamente. Como resultado, os enlaces ficam sobrecarregados e a própria rede se torna instável.
O STP desativa automaticamente as conexões redundantes e mantém ativo apenas um único caminho de transmissão de dados. Dessa forma, os enlaces de backup permanecem disponíveis, mas não criam loops até que o caminho principal falhe.
Como funciona o Spanning Tree Protocol
Após a inicialização, os switches trocam pacotes de serviço BPDU e negociam qual deles será o ponto de referência principal da rede — o root bridge. A partir dele, é construída a árvore de conexões.
Em seguida, cada switch seleciona o melhor caminho até o root bridge. Se houver vários caminhos, o STP mantém apenas um ativo. As demais conexões são colocadas em modo de espera: o tráfego de usuário não passa por elas, mas o enlace físico permanece conectado.
Se o enlace principal cair, o STP recalcula o esquema da rede e ativa um dos caminhos de backup. Assim, a rede continua funcionando sem loops e sem necessidade de reconectar cabos manualmente.
Por que os loops são perigosos
O Ethernet não consegue limitar o tempo de vida dos quadros da mesma forma que as redes IP fazem por meio do TTL. Se um ciclo surgir em um segmento L2, o tráfego broadcast e multicast começa a circular indefinidamente.
Isso leva a:
- Acúmulo de tráfego broadcast e multicast (tempestade de broadcast);
- Sobrecarga da CPU dos switches;
- Estouro das tabelas MAC;
- Perda de conectividade entre os dispositivos.
Mesmo um único loop acidental pode derrubar toda uma rede corporativa.
Variantes do STP
O protocolo STP clássico funciona de forma relativamente lenta — a reconvergência da rede pode levar até 30 a 50 segundos.
O RSTP é outra versão que funciona mais rapidamente. Ele usa o mesmo conceito de árvore sem loops, mas coloca um enlace de backup em estado ativo com mais agilidade.
O MSTP é necessário quando a rede possui muitas VLAN. Em vez de uma única árvore compartilhada, ele permite agrupar as VLANs e construir múltiplas árvores independentes para elas. Dessa forma, parte do tráfego pode seguir por alguns enlaces e parte por outros, aproveitando a redundância de maneira mais eficiente.
O PVST+ é uma variante encontrada comumente na infraestrutura da Cisco. Ele constrói uma spanning tree separada para cada VLAN. Isso oferece maior controle sobre os caminhos dentro da rede L2, mas aumenta a quantidade de lógica de serviço nos switches.
