STP, ou protocolo de árvore de abrangência, é um protocolo de rede que impede loops em uma rede Ethernet em ponte. Os loops ocorrem quando há caminhos redundantes entre dois dispositivos de rede, criando uma tempestade de transmissão que pode prejudicar o desempenho da rede. A função principal do STP é desativar inteligentemente links redundantes, garantindo que apenas um caminho ativo exista entre dois pontos na rede.

Aqui está um colapso de como funciona:

* Detecção de loop: O STP detecta loops trocando unidades de dados do protocolo Bridge (BPDUs) com outros comutadores. Esses BPDUs contêm informações sobre o papel da troca na topologia de rede.

* Eleição da ponte raiz: Um interruptor é eleito como a "ponte raiz", o interruptor mais superior da rede. Esta eleição é baseada em fatores como o ID da ponte (que incorpora o endereço MAC e uma configuração de prioridade). Todos os outros comutadores visam se conectar a esta ponte raiz.

* Cálculo do caminho: O STP calcula o caminho mais curto de cada interruptor para a ponte raiz. Este cálculo usa uma métrica de custo associada a cada link.

* Descrição da função da porta: Com base nos cálculos do caminho, o STP atribui funções a cada porta em um interruptor:

* porta raiz: A porta que fornece o caminho mais curto para a ponte radicular. Cada interruptor tem apenas uma porta raiz.
* porta designada: A porta em cada segmento da rede que é usada para encaminhar o tráfego em direção à ponte raiz. Cada segmento de rede possui apenas uma porta designada.
* Porta de bloqueio: Portas redundantes desativadas para evitar loops. Eles estão em um estado de escuta, monitorando alterações na rede e prontos para se tornar portas de encaminhamento se ocorrer uma falha.
* Porta de encaminhamento: Portos encaminhando ativamente o tráfego.


* Adaptação dinâmica: O STP monitora constantemente a topologia de rede e ajusta dinamicamente as funções da porta em resposta a alterações, como falhas de cabo ou a adição de novos dispositivos. Isso garante uma rápida convergência e recuperação de falhas.


Benefícios do STP:

* Prevenção de loop: Elimina tempestades de transmissão e instabilidade da rede causada por caminhos redundantes.
* Redundância de rede: Permite que os caminhos redundantes sejam configurados, fornecendo maior disponibilidade e tolerância a falhas.
* Gerenciamento de topologia automatizada: Gerencia automaticamente a topologia de rede e se adapta às alterações.


Versões diferentes:

Existem várias versões de STP, cada uma com melhorias e aprimoramentos:

* 802.1d: O padrão original, relativamente lento para convergir.
* Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) - 802.1W: Tempo de convergência mais rápido que 802.1d.
* Protocolo de árvore de extensão múltipla (MSTP) - 802.1s: Suporta várias árvores de abrangência, permitindo configurações de rede mais complexas.


Em resumo, o STP é um protocolo de rede crucial que fornece conectividade livre de loop, redundância de rede e tolerância a falhas nas redes Ethernet. As versões mais recentes, RSTP e MSTP, oferecem melhorias significativas de desempenho em relação ao 802.1D original.