Spanning Tree Protocol

Spanning Tree Protocol - Bridging Loop

Spanning Tree Protocol disingkat menjadi STP, Merupakan bagian dari standard IEEE 802.1 untuk kontrol media akses. Berfungsi sebagai protocol untuk pengaturan koneksi dengan menggunakan algoritma spanning tree.

Istilah dalam STP :

• STP - Spanning Tree Protocol adalah sebuah protokol bridge yang menggunakan STA untuk menemukan link redundant (cadangan) secara dinamis dan menciptakan sebuah topologi database spanning-tree. Bridge bertukar pesan BPDU (bridge protocol data unit) dengan bridge lain untuk mendeteksi loop-loop dan kemudian menghilangkan loop-loop itu dengan cara mematikan interface-interface bridge yang dipilihnya.
• Root Bridge adalah bridge dengan bridge ID terbaik. Dengan STP, kuncinya adalah agar semua switch di network memilih sebuah root bridge yang akan menjadi titik fokus di dalam network tersebut. Semua keputusan lain di network seperti port mana yang akan di blok dan port mana yang akan di tempatkan dalam mode fowarding.
• BPDU semua switch bertukar informasi yang digunakan dalam pemilihan root switch, seperti halnya dalam konfigurasi selanjutnya dari network. Setiap switch membandingkan parameter-parameter dalam Bridge Protocol Data Unit (BPDU) yang mereka kirim ke satu tetangga dengan yang mereka peroleh dari tetangga lain.
• Bridge ID adalah bagaimana STP mengidentifikasi semua switch dalam network. ID ini ditentukan oleh sebuah kombinasi dari apa yang disebut bridge priority (yang bernilai 32.768 secara default pada semua switchj Cisco) dan alamat MAC dasar. Bridge dengan bridge ID terendah akan menjadi root bridge dalam network.
• Nonroot bridge adalah semua bridge yang bukan root bridge. Nonroot bridge bertukar BPDU dengan semua bridge dan mengupdate topologi database STP pada semua switch, mencegah loop-loop dan menyediakan sebuah cara bertahan terhadap kegagalan link.
• Root port selalu merupakan link yang terhubung secara langsung ke root bridge atau jalur terpendek ke root bridge. Jika lebih dari satu link terhubung ke root bridge maka sebuah cost dari port ditentukan dengan mengecek bandwidth dari setiap link. Port dengan cost paling rendah menjadi root port. Jika banyak link memiliki cost yang sama maka bridge dengan bridge ID diumumkan yang lebih rendah akan di gunakan. Karena berbagai link dapat berasal dari alat yang sama, maka nomor port yang terendahlah yang akan digunakan.
• Designated port adalah sebuah port yang telah ditentukan sebagai cost yang terbaik (cost lebih rendah) daripada port yang lain. Sebuah designated port akan ditandai sebagai sebuah fowarding port (port yang akan mem forward frame).
• Port Cost menentukan kapan sebuah link dari beberapa link yang tersedia digunakan di antara dua switch dimana kedua port ini bukan root port. Cost dari sebuah link ditentukan oleh bandwidth dari link.
• Nondesignated port adalah port dengan sebuah cost yang lebih tinggi daripada designated port, yang akan ditempatkan di mode blocking. Sebuah nondesignated port bukan sebuah fowarding port.
• Fowarding port meneruskan atau memfoward frame.
• Blocked port adalah port yang tidak meneruskan frame-frame, untuk menghindari loop-loop. Namun sebuah blocked port akan selalu mendengarkan frame.

Kelebihan STP

1. dapat menyediakan system jalur backup & juga mencegah loop yang tidak diinginkan pada jaringan yang memiliki beberapa jalur menuju ke satu tujuan dari satu host.
2. Recovery secara automatis dari suatu perubahan topology atau kegagalan bridge.
3. Mengidentifikasikan jalur optimal antara dua piranti jaringan
4.Mengeliminir bridging loops
Loop terjadi bila ada route/jalur alternative diantara host-host. Untuk menyiapkan jalur back up, STP membuat status jalur back up menjadi stand by atau diblock. STP hanya membolehkan satu jalur yang active (fungsi pencegahan loop) diantara dua host namun menyiapkan jalur back up bila jalur utama terputus.
Bila "cost" STP berubah atau ada jalur yang terputus, algoritma spanning tree merubah topology spanning tree dan mengaktifkan jalur yang sebelumnya stand by.
Tanpa spanning tree pun sebenarnya memungkinkan koneksi antara dua host melewati beberapa jalur sekaligus namun dapat juga membuat looping yang tidak pernah akan selesai di dalam jaringan anda. Yang pasti akan menghabiskan kapasitas jalur yang ada hanya untuk melewatkan packet data yang sama secara berulang dan berlipat ganda.
Cara kerja STP
Spanning tree algoritma secara automatis menemukan topology jaringan, dan membentuk suatu jalur tunggal yang yang optimal melalui suatu bridge jaringan dengan menugasi fungsi-2 berikut pada setiap bridge. Fungsi bridge menentukan bagaimana bridge berfungsi dalam hubungannya dengan bridge lainnya, dan apakah bridge meneruskan traffic ke jaringan-2 lainnya atau tidak.

Spanning Tree Protocol - Root Bridge

1. Root bridge
Root bridge merupakan master bridge atau controlling bridge. Root bridge secara periodik mem-broadcast message konfigurasi. Message ini digunakan untuk memilih rute dan re-konfigure fungsi-2 dari bridge-2 lainnya bila perlu. Hanya da satu root bridge per jaringan. Root bridge dipilih oleh administrator. Saat menentukan root bridge, pilih root bridge yang paling dekat dengan pusat jaringan secara fisik.
2. Designated bridge
Suatu designated bridge adalah bridge-2 lain yang berpartisipasi dalam meneruskan paket melalui jaringan. Mereka dipilih secara automatis dengan cara saling tukar paket konfigurasi bridge. Untuk mencegah terjadinya bridging loop, hanya ada satu designated bridge per segment jaringan
3. Backup bridge
Semua bridge redundansi dianggap sebagai backup bridge. Backup bridge mendengar traffic jaringan dan membangun database bridge. Akan tetapi mereka tidak meneruska paket. Backup bridge ini akan mengambil alih fungsi jika suatu root bridge atau designated bridge tidak berfungsi.
Bridge mengirimkan paket khusus yang disebut Bridge Protocol Data Units (BPDU) keluar dari setiap port. BPDU ini dikirim dan diterima dari bridge lainnya digunakan untuk menentukan fungsi-2 bridge, melakukan verifikasi kalau bridge disekitarnya masih berfungsi, dan recovery jika terjadi perubahan topology jaringan.
Perencanaan penggunaan STP
Perencanaan jaringan dengan bridge mengguanakan spanning tree protocol memerlukan perencanaan yang hati-2. Suatu konfigurasi yang optimal menuntut pada aturan-2 berikut ini:

• Setiap bridge sharusnya mempunyai backup (yaitu jalur redundansi antara setiap segmen)
• Packet-2 harus tidak boleh melewati lebih dari dua bridge antara segmen-2 jaringan
• Packet-2 seharusnya tidak melewati lebih dari tiga bridge setelah terjadi perubahan topology.

Spanning tree protocol (STP) adalah layanan yang memungkinkan LAN switches dikoneksikan secara redundansi dengan memberikan suatu mekanisme untuk mencegah terjadinya suatu bridging loops.
Kebutuhan minimum yang berhubungan dengan STP adalah sebagai berikut:
1. Versi standard STP adalah 802.1d dan harus di “enable” pada semua switch (walaupun by default switch adalah “enable” STP nya). STP tidak boleh di “disabled” disemua switches.
2. Dokumentasi jaringan anda harus ada dan menunjukkan dengan jelas topology jaringan anda termasuk redundansi link yang mungkin ada
3. Yang ini sangat direkomendasikan: bahwa port Switch yang dihubungkan ke pada komputer, printer, server, dan router (tetapi tidak ke switch, bridge atau hub) haruslah “STP port-fast enabled”. Port-fast juga sering disbut sebagai fast-start atau start-forwarding. Port-fast dapat digunakan untuk mempercepat transisi port host untuk antisipasi transisi lambat dari berbagai kondisi STP. Tanpa adanya port-fast “enable” kebanyakan koneksi akan mengalami time-out saat melakukan koneksi pertama kali. Telah diketemukan bahwa banyak koneksi Novell IPX dan DHCP mengalami time-out bahkan gagal jika tanpa port-fast “enable”.