ABSTRACT
L’obiettivo del video è spiegare il funzionamento del protocollo Spanning Tree (STP/RSTP) per la prevenzione dei loop di livello 2, analizzando i criteri di elezione del Root Bridge, le differenze prestazionali tra gli standard e le best practice di sicurezza per proteggere la topologia di rete.
🆔 Il Cuore del Protocollo: Bridge ID (BID)
Per ogni elezione, lo switch usa il proprio documento d’identità (8 Byte):
- Bridge Priority (4 bit): Range 0-61440. Default 32768. Modificabile solo in multipli di 4096.
- Extended System ID (12 bit): Contiene il numero della VLAN (permette un’istanza STP per ogni VLAN - PVST+).
- MAC Address (48 bit): Il “tie-breaker” finale se le priority sono uguali.
Definizione di BID
Il Bridge ID è la combinazione di Priority + VLAN ID + MAC Address. Lo switch con il BID numericamente più basso vince sempre l’elezione a Root Bridge.
🗳️ Algoritmo di Elezione (La Sequenza Infallibile)
In caso di parità su un criterio, lo switch passa a quello successivo in ordine gerarchico:
- Lowest Root Bridge ID: Chi ha il BID più basso diventa il “capo” della topologia.
- Lowest Root Path Cost: Il costo totale cumulativo (basato sulla banda dei link) per arrivare al Root.
- Lowest Sender Bridge ID: Se i costi sono uguali, si confronta il BID dello switch vicino che invia la BPDU.
- Lowest Sender Port ID: Se si ricevono due link dallo stesso switch, si guarda la priorità/numero della porta del vicino.
🔄 Stati e Timer: STP vs RSTP
La differenza tra una rete che converge in un minuto e una che lo fa istantaneamente dipende dallo standard utilizzato.
| Caratteristica | STP (802.1D) | RSTP (802.1w) |
|---|---|---|
| Convergenza | Timer-based (Lenta) | Event-based (Veloce) |
| Stati porta | Blocking, Listening, Learning, Forwarding | Discarding, Learning, Forwarding |
| Timer | Hello (2s), MaxAge (20s), FwdDelay (15s) | Keep-alive: 3 Hello persi (6s) |
| Handshake | Assente | Proposal / Agreement (immediato) |
⚡ RSTP: Tipi di Link e Ruoli Speciali ▶ video
RSTP classifica le porte per garantire una reattività massima senza attendere i timer passivi:
- Edge Port: Collegata a end-device (PC). Usa PortFast e passa subito a Forwarding.
- Point-to-Point Link: Collegamento switch-to-switch in Full-Duplex. È l’unico scenario dove RSTP opera la convergenza rapida.
- Alternate Port: Backup immediato della Root Port (riceve BPDU superiori da un altro switch).
- Backup Port: Backup della Designated Port (riceve BPDU dal proprio switch, tipico di hub o link ridondanti sullo stesso segmento).
Limitazione Shared Link
In presenza di link in Half-Duplex (Hub), RSTP perde le sue capacità rapide e torna a utilizzare i timer lenti dello standard 802.1D.
🛡️ Sicurezza e Toolkit (STP Features)
Configurazioni critiche per proteggere la stabilità della rete:
- PortFast: Forza lo stato Forwarding immediato. Da attivare solo su porte verso utenti finali.
- BPDU Guard: Se una porta PortFast riceve una BPDU, la porta va in err-disable. Protegge da switch non autorizzati.
- Root Guard: Impedisce a switch esterni di usurpare il ruolo di Root. Se riceve BPDU superiori, pone la porta in root-inconsistent.
Rischio Tecnico: BPDU Filter
L’uso di BPDU Filter interrompe l’invio e la ricezione di BPDU. Se configurato in modo errato su link tra switch, può causare loop di rete catastrofici poiché disabilita di fatto lo Spanning Tree su quella porta.
📍 Indirizzi MAC BPDU (Memoria Visiva)
- STP Standard (IEEE):
0180.C200.0000 - Cisco PVST+:
0100.0CCC.CCCD
💻 Comandi Operativi (Top 3)
Verifica globale di ruoli (Root, Desg, Altn), stati (FWD, BLK) e costi:
show spanning-treeIdentifica chi è il Root Bridge per una specifica VLAN e i relativi timer:
show spanning-tree vlan 10 rootAbilita la versione moderna e rapida su switch Cisco:
spanning-tree mode rapid-pvst🎯 Synthesis
STP elegge un Root Bridge (Bridge ID più basso), sceglie Root/Designated port e blocca il resto per evitare loop; RSTP converge in secondi.