Definindo a prioridade em uma ponte raiz em um switch (root bridge)

STP - Spanning Tree Protocol :

O Spanning Tree Protocol (referido com o acrónimo STP) é um protocolo para equipamento de rede que permite resolver problemas de loop em redes comutadas cuja topologia introduza anéis nas ligações. O algoritmo de Spanning Tree determina qual é o caminho mais eficiente entre cada segmento separado por bridges ou switches. Caso ocorra um problema nesse caminho, o algoritmo irá recalcular, entre os existentes, o novo caminho mais eficiente, habilitando-o automaticamente.O nome deriva do algoritmo spanning tree em teoria dos grafos.

Estado das portas usando STP em um switch :

Bloqueio - Apenas recebendo BPDUs.

Escuta - O switch processa BPDUs e espera por possíveis novas informações que podem faze-lo voltar ao estado de Bloqueio.

Aprendizado - Quando a porta ainda está "aprendendo" e montando sua tabela de endereços de origem dos frames recebidos.

Encaminhamento - A porta envia e recebe dados. Operação normal.O STP continua monitorando por BPDUs que podem indicar que a porta deve retornar ao estado de bloqueio prevenindo um loop.

Desativado - Não está utilizando STP. O administrador de redes pode desabilitar a porta manualmente.

O que o Spanning tree IEEE 802.1d faz :

O algoritmo spanning tree coloca cada porta de bridge/switch no estado forwarding, ou no estado blocking. Considera-se que todas as portas no estado forwarding estão na spannig tree atual. O conjunto de portas no estado forwarding cria um único caminho pelo qual os quadros são enviados entre os segmentos ethernet.

Curiosidades sobre o STP (Spanning Tree Protocol) - Root Bridge

SELECIONANDO A PONTE RAIZ

Um ID de uma ponte é usada para a escolha de ponte raiz da rede, além de determinar a porta raiz. Para determinar a ponte raiz, as prioridades da ponte e o endereço MAC são combinados. Se os dois switches ou ponte tiverem o mesmo valor de prioridade, então o endereço MAC torna-se um critério de desempate para descobrir qual possui o menor ID. Geralmente a prioridade dos equipamentos vem configurada por default de 32.768, desta forma, os endereços MAC dos equipamentos já entram em disputa para saber quem é o menor endereço MAC, para torna-se o Root Bridge, isto é, a ponte raiz da rede. Existe uma forma de selecionar a ponte raiz, que é redefinir a prioridade do switch, pois quando você adquire um novo switch, você tem que ter alguma forma de torná-lo o switch raiz da rede.

Root Bridge é uma que ponte que transmite continuamente a informação da topologia da rede a outras pontes, usando o protocolo spanning tree, a fim notificar a todas as pontes restantes da rede, quando as mudanças na topologia forem requeridas.

Isto significa que uma rede pode se reconfigurar sempre que uma ligação da rede (por exemplo uma outra ponte) falha, assim um trajeto alternativo pode ser encontrado. A presença de uma ponte da raiz previne loops formados na rede. Deve ser situada centralmente na rede para fornecer o trajeto o mais curto a outras ligações na rede. Ao contrário de outras pontes, a ponte da raiz envía sempre o excesso de frames para fora de suas portas.
Cada rede deve somente ter uma ponte da raiz, e provavelmente, deverá ter o número o mais baixo do ID da ponte.

Se desejar ajustar a probabilidade de seu switch para transformá-lo na ponte da raiz em sua rede Spanning-Tree você pode usar o seguinte comando:

SwitchB(config)# spanning-tree vlan 1 priority 4096

Observe a figura abaixo:

Os números 0, 4096 e 8192 (na figura em vermelho acima) são as prioridades que estão definidas nos equipamentos. Desta forma o SwitchA torna-se o switch raiz da rede (root bridge), mesmo que o mesmo possua um endereço MAC, maior que o SwitchB e SwitchC.

Observe as configurações dos switches:


Configuração do SwitchA
!
version 12.1
no service pad
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname SwitchA
!
spanning-tree mode pvst
no spanning-tree optimize bpdu transmission
spanning-tree extend system-id
spanning-tree vlan 1 priority 0
!
interface FastEthernet0/1
no ip address
!
interface FastEthernet0/3
no ip address
!
interface Vlan1
no ip address
no ip route-cache
shutdown
!
line con 0
line vty 0 4
login
line vty 5 15
!
login
!
end


Configuração do SwitchB
!
version 12.1
no service pad
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname SwitchB
!
spanning-tree mode pvst
no spanning-tree optimize bpdu transmission
spanning-tree extend system-id
spanning-tree vlan 1 priority 4096
!
interface FastEthernet0/1
!
interface FastEthernet0/2
!
interface Vlan1
no ip address
no ip route-cache
shutdown
!
line con 0
line vty 0 4
login
line vty 5 15
login
!
end


Configuração do SwitchC
!
version 12.1
no service pad
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname SwitchC
!
spanning-tree mode pvst
spanning-tree extend system-id
spanning-tree vlan 1 priority 8192
!
interface FastEthernet0/2
switchport mode access
no ip address
!
interface FastEthernet0/3
switchport mode access
no ip address
!
interface Vlan1
no ip address
shutdown
!
line con 0
line vty 0 4
login
line vty 5 15
login
!
end


No momento em foram realizados cada um destes comandos, definiu-se a prioridade nos switches:

SwitchA(config)# spanning-tree vlan 1 priority 0

SwitchB(config)# spanning-tree vlan 1 priority 4096

SwitchC(config)# spanning-tree vlan 1 priority 8192


Observe:

O SwitchA acabou tornando-se o switch raiz desta rede.

Devemos ter atenção aos valores permitidos para a definição do switch raiz, pois as prioridades são padronizadas no Cisco IOS do switch, não podendo assim, serem escolhidos valores diferentes destes:

Usando o comando show spanning-tree, você pode ir analizando as prioridades definidas.

Use o comando debug spanning-tree events para fazer testes com as prioridades e verificar a escolha do melhor caminho.

Agora vou deixar uma pergunta para você que leu o artigo pensar um pouco. Como será definida a prioridade de uma ponte raiz, quando os 3 switches possuem a mesma prioridade? Observe a figura abaixo:

Referências:
Sybex - CCNP Switching Study Guide
http://pt.wikipedia.org/wiki/Spanning_Tree_Protocol
http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1D-1998.pdf
http://www.javvin.com/protocolSTP.html