Cara Kerja STP (Spanning Tree Protocol)

Sebelum membahas perihal cara kerja STP , ada baiknya mempelajari beberapa istilah yang digunakan oleh STP.

Root Bridge atau Root
Root bridge yakni bridge/switch dengan ID terbaik (best bridge ID). Root bridge merupakan switch yang terpilih sebagai focal point pada network. Port mana yang akan di blok atau diizinkan mem-forward frame akan selalu "ditinjau" dari "sudut pandang" root bridge.

Bridge ID
Nomor atau ID switch. Pada switch buatan cisco , nomor ID default yang diberikan untuk setiap switch yakni 32.768. Switch yang mengunakan ID terkecil akan menjadi Root Bridge atau Root.

BPDU
Singkatan dari Bridge Protocol Data Unit. Setiap switch akan melaksanakan pertukaran BPDU dengan sesama switch. BPDU berisi berita untuk menentukan link atau path. Switch akan senantiasa melaksanakan update database topologi STP , untuk mencegah network loop.

Nonroot bridges
Semua switch selain Root Bridge

Port Cost
Jika beberapa link digunakan oleh dua buah switch , dan di antara keduanya tidak ada yang menjadi Root , maka "cost" di antara kedua switch ini akan ditentukan. Cost ditentukan berdasarkan bandwidth terbesar. (port cost terendah) dari link tersebut.

Root port
Root port yakni ;ink yang terhubung eksklusif dengan Root bridge.

Designate port
yaitu port yang memiliki cost terendah (bandwidth terbaik) designated port akan ditandai sebagai forwarding port.

Nondesignated port
Nondesignated port yakni port yang memiliki cost lebih besar dibandingkan designated port. Nondesignated port akan diblok (blocking mode) dan tidak menjadi forwarding port.

Forwarding port
Port yang digunakan untuk men-forward frame.

Blocked port
Blocked port yakni port yang di blok untuk mencegah network loop. Blocked port tidak akan mem-forward frame. Namun blocked port masih dapat "mendengarkan" frame.

Setiap port yang dimiliki oleh switch atau bridge ketika menjalankan STP akan mengalami 5 kondisi/status (state) yang berbeda. Kelima state tersebut sebagai berikut.

Blocking
Secara default , manakala switch barusaja dinyalakan maka semua port dalam kondisi blocking. Port yang sedang di block tidak akan mem-forward frame. Tujuannya yakni untuk mencegah network loop.

Listening
Port sedang "mendengarkan" BPDU untuk memastikan tidak terjadi loop sebelum melewatkan frame. Port dalam state ini sebetulnya sedang menyimpan diri untuk mem-forward frame (dan tanpa mengumpulkan berita untuk dimasukkan ke tabel MAC address).

Learning
Port sedang mendengarkan BPDU dan mempelajari semua path yang dihubungkan oleh switch. Port akan mengumpulkan berita untuk disimpan pada tabel MAC address. Dalam kondisi ibarat ini , port tidak akan mem-forward frame. (saat state berubah dari listening menjadi learning akan terjadi delay sekitar 15 detik)

Forwarding
Setelah melalui learning state , suatu port siap mendapatkan dan mengirim frame. Sepanjang port tersebut sedang menjadi designated atau root port.

Disabled
Port yang sedang dalam kondisi tidak aktif atau non-operasional. Port dengan state ini praktis tidak akan mem-forward frame.

Misalkan ketika ini ada 3 buah switch , yaitu A , B dan C. ketika switch tersebut dinyalakan , masing-masing switch akan menganggap dirinya sebagai root bridge. Misalkan ID yang digunakan oleh masing-masing switch yakni 32678-00-00-00-00-00-01 , 32678-00.00.00.00.00.02 , 32678-00.00.00.00.00.03.

STP akan menentukan sebuah root bridge , yaitu switch yang ID-nya paling kecil. katakanlah ketika ini Switch C mengirim BPDU kepada switch A dan B. Switch A dan B akan membandingkan ID-nya masing-masing dengan ID switch C , Selanjutnya switch A mengirim BPDU kepada switch B dan C dan kemudian switch B mengirim BPDU kepada switch A dan C. Setiap kali switch mendapatkan BPDU maka nilainya akan dibandingkan untuk menentukan ID terkecul. Umumnya sebuah switch akan mengirim BPDU setiap 4 detik sekali.

Root boleh menggunakan semua port-nya untuk memforward data root menjadi "titik pusat" bagi semua perangkat di "wilayah" STP (STP domain). manakala root telah ditentukan , maka switch lain akan menentukan sebuah port (dan hanya boleh sebuah port) yang akan menjadi "root" bagi switch tersebut.

Setiap link yang menghubungkan dua buah switch hanya boleh memiliki sebuah designated port , yaitu port dengan port cost terendah (bandwidth terbesar) untuk mencapai root bridge. bagi root bridge , semua portnya merupakan designated port.

Sebuah switch saling bekerjasama dengan switch lainnya untuk mencapai root bridge. Sehingga path (jalur) menuju root tidak selalu merupakan path terpendek. path menuju ke root yakni path dengan bandwidth terbesar (jalur paling cepat).

Sedangkan semua nonroot port dan nondesignated port akan menjadi blocked port. Untuk mencegah kemungkinan terjadinya network loop.

Jika terjadi failure atau error pada root bridge maka sebuah root gres akan dipilih ulang dan port cost akan dihitung kembali. Manakala sebuah tree telah dibentuk dan pertukaran BPDU telah akibat akan terbentuk kondisi network yang disebut state of convergence.