Das Spanning Tree Protocol (STP) ist eine wichtige Komponente in Computernetzwerken, um Schleifen in Ethernet-Netzwerken zu verhindern. Der Prozess der Auswahl von Root-Ports, designierten Ports und Blocking-Ports in STP ist entscheidend für die Gewährleistung einer schleifenfreien Topologie.
Zunächst wählt STP eine Root-Bridge innerhalb des Netzwerks. Die Bridge mit der niedrigsten Bridge-ID wird zur Root-Bridge. Die Bridge-ID besteht aus einer Kombination aus dem Prioritätswert der Bridge und der MAC-Adresse. Sobald die Root-Bridge ausgewählt ist, bestimmt jede Nicht-Root-Bridge den besten Weg, um die Root-Bridge zu erreichen. Dieser Pfad führt über den Root-Port, also den Port auf der Bridge, der den kürzesten Weg zur Root-Bridge bietet.
Als nächstes werden in jedem Netzwerksegment bestimmte Ports ausgewählt. Designierte Ports sind die Ports auf jeder Bridge, die den mit diesem Segment verbundenen Geräten den besten Weg zum Erreichen der Root-Bridge bieten. Der Port mit den niedrigsten Pfadkosten zur Root-Bridge wird zum designierten Port für dieses Segment. Alle anderen Ports auf der Bridge befinden sich in einem blockierenden Zustand, um Schleifen zu verhindern.
Wenn es mehrere Pfade zur Root-Bridge oder gleiche Pfadkosten gibt, wird der Port der Bridge mit der niedrigeren Bridge-ID als Root-Port oder designierter Port bezeichnet. Bei gleicher Bridge-ID wird der Port mit der niedrigeren Port-ID als Root-Port oder designierter Port ausgewählt.
Wenn zwischen Switches redundante Verbindungen vorhanden sind, versetzt STP einige dieser Verbindungen in einen blockierenden Zustand, um Schleifen zu verhindern. Diese Ports werden als Blocking-Ports bezeichnet. Blockierende Ports leiten keine Datenrahmen weiter, sondern bleiben im Überwachungszustand, um die Netzwerkstabilität sicherzustellen und Schleifen zu verhindern.
Zusammenfassend umfasst der Prozess der Auswahl von Root-Ports, designierten Ports und blockierenden Ports in STP die Wahl einer Root-Bridge, die Bestimmung von Root-Ports für jede Bridge, die Auswahl designierter Ports für jedes Netzwerksegment und das Versetzen redundanter Ports in einen Blockierungszustand, um Schleifen zu verhindern und sorgen für eine schleifenfreie Topologie.
In einem Szenario, in dem Switch A, Switch B und Switch C miteinander verbunden sind und Switch A die niedrigste Bridge-ID hat, wird er als Root-Bridge ausgewählt. Switch B und Switch C wählen dann ihre Root-Ports basierend auf dem kürzesten Pfad zu Switch A aus. Darüber hinaus werden in jedem Netzwerksegment bestimmte Ports ausgewählt und die Ports aller redundanten Verbindungen werden in einen blockierenden Zustand versetzt.
Dieser Prozess stellt die Netzwerkstabilität sicher und verhindert Schleifen, die sich nachteilig auf die Netzwerkleistung auswirken und zu Broadcast-Stürmen und Netzwerküberlastungen führen können.
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