Spanning Tree Protocol disingkat menjadi STP.Merupakan bagian dari standar IEEE 802.1 untuk kontrol Media Akses.Berfungsi Sebagai Protocol Pengaturan Koneksi dengan menggunakan kelebihan STP menyediakan System Jalur Backup dan juga mencegah terjadinya Loop yang tidak diinginkan pada Jaringan yang memiliki beberapa Jalur menuju ke suatu tujuan dari Host.
Jaringan Komputer adalah komponen penting dari usaha kecil dan menegah akibatnya Adminstrator IT harus melaksanakan Redudansi dalam Jaringan Hirarkis. Namun menambahkan Link ekstra untuk Switch dan Router pada Jaringan,Loop memperkenalkan yang perlu dikelola dengan cara yang Dinamis ketika Sambungan Link Terganggu maka Link lain harus cepat mengambil tempatnya tanpa memperkenalkan Loop lalu lintas yang baru.STP dapat mencegah masalah Loop di Jaringan dan STP telah berkembang menjadi sebuah Protocol yang cepat menghitung Port yang harus diblokir sehingga jaringan VLAN bebas dari Loop.
A. Redudancy
Redudancy digunakan untuk meningkatkan ketersediaan Jaringan dengan menerapkan Jalur Jaringan alternatif dengan menambahkan Peralatan dan Kabel. Memiliki beberapa Jalur untuk Data melintasi Jaringan memungkinkan untuk suatu Alur menjadi terganggu tanpa mempengaruhi konektivitas perangkat pada Jaringan.
Seperti pada Topologi dibawah ini :
Ketetangan :
- PC1 ingin berkomunikasi dengan PC4. (Gambar 1.1)
- Maka PC1 akan melewati Rute yang paling dekat S2⇔S1⇔PC4. (Gambar 1.2)
- Ketika Link Jaringan S2⇔S1 Terganggu, Jalan antara PC1 dan PC4 secara otomatis disesuaikan untuk mengkompensasi gangguan yaitu menuju Rute S2⇔S3⇔S1⇔PC4. (Gambar 1.3)
- Bila Koneksi Jaringan antara S1⇔S2 dipulihkan, Jalan ini kemudian dikaji ulang untuk lalu lintas Rute langsung dari S2⇔S1P⇔PC4.
Redudancy menyediakan banyak Fleksibilitas dalam pemilihan Jalur pada Jaringan, yang memungkinkan data yang akan dikirimkan tanpa Jalur Tunggal atau Perangkat Gagal dalam lapisan distribusi atau inti.Redudancy memang memiliki beberapa komplikasi yang harus diatasi sebelum dapat dengan aman digunakan pada Jaringan Hirarkis.
Masalah Pada Redudancy
1. Loop
Loop terjadi karena Frame tidak punya waktu hidup (TTL) seperti paket IP melintasi Router.Akibatnya, jika mereka tidak diakhiri dengan benar pada Jaringan mereka terus Bangkit dari Switch ke Switch tanpa henti atau sampai Link terganggu.dan Frame Broadcast diteruskan ke semua Port Switch kecuali Port berasal.Hal ini memastikan bahwa semua perangkat dalam Broadcast Domain dapat menerima Frame.Jika ada lebih dari satu Jalur untuk Frame yang akan dieruskan keluar,dapat menghasilkan suatu lingkaran tak berujung. Proses ini akan terjadi berulang lagi dan lagi sampai Switch Fisik memutus sambungan penyebab Loop,menekan Power Off di salah satu Switch di Loop. Loop mengakibatkan beban CPU tinggi pada semua Switch yang tertangkap dalam Loop.Karena Frame yang terus menerus diteruskan bolak balik antara semua Switch di Loop,CPU akhirnya harus memproses banyak Data.Hal ini menyebabkan memperlambat kinerja pada lalu lintas di Network.
2. Broadcast Storm
Broadcast Storm terjadi ketika ada begitu banyak Frame Broadcast terperangkap dalam Loop dan semua Bandwitch yang tersedia di konsumsi.Akibatnya tidak ada Bandwitch Bandwitch yang tersedia untuk lalu lintas yang lain. Broadcast Storm tidak dapat dihindari pada jaringan Redudancy.Sebagai perangkat yang lebih mengirim Broadcast keluar Jaringan,lalu lintas semakin banyak tertangkap Loop,akhirnya menciptakan Broadcast Storm yang menyebabkan Jaringan gagal.
Seperti pada Topologi di bawah ini :
Keterangan:
- PC1 ingin berkomunikasi dengan PC4 melalui S2 akan mengirimkan Frame Broadcast ke Network sekitarnya. (Gambar 2.1)
- S3 dan S1 yang mendapatkan Frame Broadcast dari S2 akan melakukan hal yang sama mengirimkan Frame Broadcast ke Network sekitarnya. (Gambar 2.2)
- S2 yang mendapatkan Frame Broadcast dari S3 dan S1 seperti permintaan ARP akan mengirimkan Frame Broadcast lagi. (Gambar 2.3)
- Hal tersebut akan terjadi terus menerus antar semua Switch yang membuat Loop dengan Cepat ,akan menyebabkan menumpuknya Frame Broadcast pada Jaringan dan mengakibatkan Jaringan menjadi CACAT. (Gambar 2.4)
3. Duplicate Unicast
Frame Broadcast bukan satu-satunya jenis Frame yang dipengaruhi oleh Loop.Frame Unicast dikirim ke Jaringan dapat mengakibatkan Duplicate Frame sampai diperangkat tujuan.
Kebanyakan Protocol lapisan atas tidak dirancang untuk mengenali atau mengatasi Duplicate Transmisi.Secara umum, Protocol yang menggunakan mekanisme urutan penomoran berasumsi bahwa transmisi telah gagal dan nomor urut telah didaur ulang untuk sesi komunikasi lain.Protocol lain berusaha untuk Duplicate transmisi ke Protocol lapisan atas yang tepat untuk diproses dan mungkin dibuang.
B. STP Algoritma
STP menggunakan Spanning Tree Algoritma (STA) untuk menentukan Port Switch pada Jaringan harus dikonfigurasi untuk memblokir dan mencegah Loop terjadi.STA menunjuk sebuah Switch tunggal untuk sebagi Root Bridge dan menggunakannya sebagi titik acuan bagi semua perhitungan Jalan.Semua Switch berpartisipasi dalam Frame BPDU pertukaran STP untuk menentukan Switch ID terendah (BID) pada Jaringan yang akan ditunjuk menjadi Root Bridge. STA menghitung Jalur terpendek ke Switch.STA dibuat untuk menentukan Port yang mana untuk diblokir dan STA juga menentukan Jalur terbaik Untuk Root Bridge untuk semua tujuan dalam Broadcast Domain, semua lalu lintas dicegah dari penerusan melalui Jaringan.
Pada contoh Topologi dibawah ini S1 dipilih menjadi Root Bridge melalui proses pemilihan.
Keterangan :
- Root Port -Port Switch yang paling dekat dengan Jalur Root Bridge.
- Desinagted Ports - Semua Port non-Root yang masih diperbolehkan untuk meneruskan Trafik pada Jaringan.
- Non Designated Port - Semua Port dikonfigurasi untuk berada dalam keadaan memblokir untuk mencegah Loop.
C. Root Bridge
Setiap yang mencakup STP memiliki Switch yang ditunjuk sebagai Root Bridge.Root Bridge berfungsi sebagi titik acuan bagi semua perhitungan dalam Spanning Tree untuk menentukan Jalur berlebihan yang akan diblokir.
Awalnya Setiap Switch mengklaim dirinya sendiri sebagi Root Bridge.Setiap Switch dalam Broadcast Domain berpartisipasi dalam proses pemilihan Root Bridge.dengan cara bertukaran Frame BPDU yang berisi BID.dan Switch yang memiliki BID terkecil ditunjuk menjadi Root Bridge.
D. STP BPDU
Bride Protocol Data Units (BPDU) digunakan Switch untuk saling bertukar informasi satu sama lain. Frame BPDU berisi 12 Field yang berbeda yang digunakan untuk menyampaikan informasi Patch dan Priority yang menggunakan STP untuk menentukan Root Bridge dan Jalan menuju Root Bridge.
E. Bridge ID
Bridge ID (BID) digunakan untuk menentukan Root Bridge pada Jaringan.
Field BID dari Frame BPDU berisi 3 Field yang terpisah yaitu :
1. Bridge Priority
Bridge Priority adalah nilai yang dijumlahkan dan untuk menjadi Root Bridge.
Switch dengan Prioritas terendah ,yang berarti BID terendah menjadi Root Bridge (semakin nilai rendah Prioritas, semakin tinggi prioritas).Nilai default untuk prioritas dari semua Switch Cisco adalah 32768.Rentang Prioritas antara 1 dan 65336.Sehingga 1 merupakan Prioritas tertinggi.
2. Extended System ID
Ketika VLAN menjadi umum untuk segmentasi Jaringan Infrastruktur,STP telah ditingkatkan untuk menyertakan dukungan untuk VLAN.Akibatnya Extended System ID diperpanjang berisi ID dari VLAN dengan BPDU yang terkait. Ketika Extended System ID yang digunakan diperluas,maka perubahan Jumlah Bit yang tersedia untuk nilai Bridge Priority,sehingga kenaikan untuk perubahan nilai Bridge Priority 1-4096.Oleh karena itu,nilai Bridge Priority hanya dapat kelipan dari 4096.
3. Mac Address
Switch dengan alamat MAC dengan nilai hexadesimal terendah memiliki BID terendah. Disarankan untuk mengkonfigurasi Switch Root Bridge yang diinginkan dengan prioritas yang lebih rendah.Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa penambahan Switch baru di Jaringan tidak memicu pemilihan Root Bridge baru,yang dapat menggangu komunikasi Jaringan,karena sebuah Root Bridge baru sedang dipilih.
F. Port Roles
Port Roles atau biasa kita sebut Peran Port Switch pada Jaringan STP.
1. Root Port - Root Port berada di non-Root Bridge yang merupakan Port Switch dengan patch terbaik pada Root Bridge.
2. Desinagted Port - Port yang berada di Root Bridge dan non-Root.Untuk Root Bridge,semua Port Switch ditunjuk sebagai Desinagted Port.yang berfungsi untuk meneruskan Trafik pada Jaringan.
3. non-Desinagted Port - Port Switch yang diblokir,sehingga tidak ada Frame yang di Forward dan tidak mengisi tabel Mac Address dengan alamat sumber.
4. Disable Port - Port yang secara adminisratif di tutup(diblok).
Berikut ini beberapa informasi tambahan tentang cara memastikan Port bahwa tidak ada Loop yang diciptakan selama penciptaan Spanning Tree logis.
1. Blocking - Port-port non-desinagted dan tidak berpartisipasi dalam penyampaian Frame.
2. Listening - STP telah menetapkan bahwa port forwading dapat berpartisipasi dalam Frame sesuai dengan Frame BPDU bahwa Switch telah menerima Frame.
3. Learning - Port mempersiapkan untuk berpartisipasi dalam penyampaian Frame dan mulai mengisi tabel alamat MAC.
4. Forwading - Port ini dianggap sebagai bagian dari topologi aktif dan meneruskan Frame dan juga mengirim dan menerima Frame BPDU.
5. Disable - Port tidak berpartisipasi dalam Spanning Tree dan tidak meneruskan Frame.
G. STP Varian
1. Per-Vlan Spanning Tree (PVST) - Digunakan untuk Maintains Spanning Tree untuk setiap VLAN yang dikonfigurasi dalam setiap Jaringan.ini menggunakan ISL Trunking Protocol milik Cisco yang memungkinkan Trunk Vlan untuk memforward beberapa VLAN sambil memblokir Vlan lainnya.
2. Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) - Digunakan untuk perhitungan kembali Spanning Tree ketika ada perubahan topologi Jaringan.RSTP dapat mencapai konvergensi lebih cepat dalam Jaringan,dikonfigurasi dengan benar,kadang-kadang hanya dalam beberapa ratus milidetik.RSTP mengubah jenis Port dan Status mereka.
3. Multiple STP (MSTP) - Memungkinkan beberapa VLAN untuk dipetakan ke Spanning Tree yang sama,sehingga mengurangi jumlah instansi yang diperlukan untuk mendukung VLAN dalam jumlah besar.
klik disini untuk file DOC