Modul 2 Spanning Tree Protocol
Broadcast Storm
Gambar 1. Broadcast Storm
Sebuah kejadian yang tidak diinginkan pada network yang disebabkan oleh transmisi secara serentak dari sejumlah broadcast yang melalui segment network tersebut. Kejadian seperti ini dapat membuat bandwidth network kewalahan, yang mengakibatkan time –out.
Analogi dari gambar diatas adalah sebuah packet dari roter mengirimkan paket broadcast keseluruh jaringan, dimana paket yang dikirim tidak dikenali MAC Address tujuan oleh switch A dan Switch B. Sebuah Switch akan meneruskan frame jika destination MAC Address diketahui, akan tetapi jika tidak diketahui maka akan dikirim ke semua port switch yang ada kecuali port asal .
Dari gambar diatas dapat diambil kesimpulan ketika router mengirimkan data / paket ke semua jaringan yang ada, dan switch A menerima data tersebut, karena tidak diketahui MAC Address tujuan, maka akan diteruskan kesemua port, kecuali port asal,
maka akan dikirimkan ke switch B, begitu pula dengan Switch B tidak mengetahui destination Mac Address, maka yang akan dilakukan mengirim ke semua port .
Dan switch A pun menerima data / frame yang sama, dan tidak mengetahui port Asal maka akan dikirmkan kembali ke Switch B dan seterusnya, sehingga terjadi penduplikatan frame yang sama secara berulang – ulang, dan terjadilah yang disebut Broadcast Storm,
Spanning – Tree Protocol
Tugas utama STP adalah menghentikan terjadinya loop –loop network pada network layer 2 ( Bridge dan Switch ). STP secara terus menerus memonitor network untuk menemukan semua link, memastikan bahwa tidak ada loop yang terjadi ,dengan cara memastikan semua link yang redundant .Dengan menjalankan STP, frame –frame hanya akan diteruskan pada link –link utama yang dipilih oleh STP .
Istilah – Istilah Spanning Tree
STP SPANNING TREE PROTOCOL adalah sebuah procol bridge yang menggunakan STA ( Spannning Tree Algortithm ) untuk menemukan link – link redundant ( cadangan ) secara dinamis dan mencipatakan sebuah topology database spanning tree. Bridge bertukar pesan –pesan BPDU ( Bridge protocol data unit ) dengan bridge lain untuk mendeteksi loop –loop dan kemudian menghilangkan loop – loop itu dengan cara mematikan interface – interface bridge yang dipilihnya. Root Bridge
Adalah bridge dengan bridge ID terbaik. Dengan STP, kuncinya adalah agar semua switch di network memilih sebuah root bridge yang akan menjadi titik focus di dalam network tersebut. Semua keputusan lain di network seperti port mana yang akan diblok dan port mana yang akan ditempatkan dalam mode forwarding – keputusan –keputusan ini dibuat dari perspektif root bridge ini .
Bridge ID
Bagaimana STP mengidentifikasi semua switch dalam network. ID ini ditentukan oleh sebuah kombinasi dari apa yang disebut bridge priority ( yang bernilai 32.768
secara default pada semua switch Cisco ) dan alamat MAC dasar .Bridge dengan bridge ID terendah akan menjadi root bridge dalam network
Nonroot bridge
Ini adalah semua bridge yang bukan root bridge. nonroot bridge bertukar BPDU dengan semua bridge dan mengupdate topology database STP pada semua switch, mencegah loop-loop dan menyediakan sebuah cara bertahan terhadap kegagalan link
BPDU
Semua switch bertukar informasi yang digunakan dalam pemilihan root switch, seperti halnya dalam konfigurasi selanjutnya dari network. Setiap switch membandingkan parameter – parameter dalam Bridge Protocol Data Unit ( BPDU ) yang mereka kirim ke satu tetangga dengan yang mereka peroleh dari tetangga lain.
Designated Port
Sebuah port yang telah ditentukan sebagai memiliki cost yang terbaik ( cost lebih rendah ) dari pada port yang lain –sebuah designated port ( port yang dipilih ) akan ditandai sebagai sbuah forwarding port ( port yang akan menforward frame )
Port cost ( cost dari port )
Port cost menentukan kapan sebuah link dari beberapa link yang tersedia digunakan diantara dua switch, dimana kedua port ini bukan root port. Cost dari sebuah link ditentukan oleh bandwidth dari link
Nondesignated portPort dengan sebuah cost yang lebih tinggi dari pada designated port, yang akan ditempatkan di mode blocking –sebuah nondesignated port bukan sebuah forwading port .
Forwarding port
Blocked port
Sebuah blocked port adalah port yang tidak meneruskan frame-frame, untuk menghindari loop –loop .Namun sebuah blocked port akan selalu mendengarkan frame.
Operasi Spanning Tree
Seperti yang telah disebutkan STP menghentikan terjadinya loop –loop network pada network layer 2. STP secara terus menerus memonitor network untuk menemukan semua link, memastikan bahwa tidak ada loop yang terjadi, dengan cara memastikan semua link yang redundant, STP pertama –tama memilih sebuah root bridge yang akan bertanggung jawab terhadap keputusan –keputusan topologi network. Setelah semua switch setuju pada siapa yang menjadi root bridge, semua bridge harus menemukan root port. Jika terdapat banyak link antara switch –switch, maka harus ada satu dan hanya satu designated port,
Memilih Root Bridge
Bridge ID digunakan untuk memilih root bridge didalam domain STP dan juga menentukan root port. Priority default pada semua alat yang menjalankan STP versi IEEE adalah 32.768
Untuk menentukan root bridge, priority dari setiap bridge dikombinasikan dengan alamat MAC .Jika dua switch atau bridge ternyata memiliki nilai priority yang sama ,maka alamt MaC menjadi penilai untuk memutuskan siapa yang memiliki ID yang terendah ( yang juga berarti terbaik ). caranya seperti ini jika dua switch –saya akan menamakan A dan B –keduanya menggunakan priority default yang sama yaitu 32.768, maka alamat MAC digunakan untuk penentuan. Jika alamat Mac switch A adalah 0000.0c00.1111 dan alamat MAC switch B adalh 0000.0c00.2222, maka switch A akan menjadi root bridge.
BPDU secara default dikirimkan setiap 2 detik keluar dari semua port yang aktif pada sebuah bridge /switch dengan Bridge ID yang terendah dipilih sebagai root bridge,
Memilih Designated Port
Jika lebih dari satu link dihubungkan ke root bridge, maka cost dari port menjadi factor yang digunakan untuk menentukan port mana yang akan menjadi root port. Jadi untuk menentukan port yang kaan digunakan untuk berkomunikasi dengan root bridge, anda harus pertama 2 memperhitungkan cost dari jalur tersebut
Tabel1. Cost –cost yang khas dari Network –network Ethernet yang berbeda Kecepatan Cost IEE yang baru Cost IEEE yang Asli
10 Gbps 2 1
1Gps 4 1
100Mbps 19 10
10Mbps 100 100
Status –status port Spanning Tree
Port port pada sebuh bridge atau switch yang menjalankan STP dapat mengalami trnasisi melewati lima status yang berbeda berikut :
Blocking
Sebuah port yang di blok tidak akan meneruskan frame, port hanya mendengarkan BPDU ( Bridge Protocol Data Unit ). tujuan untuk mencegah penggunaan jalur yang mengakibatkan loop. semua port secara default berada dalam status blocking ketika switch dinyalakan.
ListeningPort mendengar BPDU untuk memastikan tidak akan ada loop yang terjadi pada network sebelum mengirimkan frame – frame data. Port dalam keadaan status listening mempersiapkan diri untuk forward frame dan tanpa mengisi table alamat MAC Address .
Learning
Port swith mendengarkan BPDU dan mempelajari semua jalur di network switch, port dalam status learning mengisi table alamat Mac Address, tetapi tidak menforward frame data .
Port mengirimkan dan menerima semua frame data pada port bridge, jika port masih sebuah designated port / root port yang berada pada akhir status learning, maka akan masuk kestatus ini .
Disabled ( Tidak Aktif )
Sebuah port dalam status disabled ( secara administratif ) tidak berpartsipasi dalam melakukan forwarding terhadap frame atau pun dalam STP. Sebuah port dalam status disabled berarti tidak bekerja secara virtual .
Port – port switch paling sering berada dalam status blocking atau forwarding. Sebuah forwarding port adalah port yang telah ditentukan memiliki cost yang paling rendah ( terbaik ) ke root bridge. Tetapi ketika dan jika network mengalami sebuah perubahan topologi ( karena link yang gagal atau karena seseorang menambahkan sebuah switch baru ) ,maka semua port pada sebuah switch dalam status listening dan learning.
Bloking port adalah sebuah strategi untuk mencegah loop –loop network, setelah sebuah switch menentukan jalur terbaik ke root bridge, maka semua port lain akan berada dalam mode blocking. Port –port yang di block masih dapat menerima BPDU-BPDU port –port tersebut hanya tidak dapat mengirimkan frame .
Jika sebuah switch menentukan bahwa sebuah port yang diblok sekarang harus menjadi designated port atau root port karena sebuah perubahan topologi, port tersebut akan masuk ke mode listening dan mengecek semua BPDU yang diterimanya untuk memastkan bahwa ia tidak akan menciptakan sebuah loop ketika port masuk ke mode forwarding,
A port moves through these five states as follows: • From initialization to blocking
• From blocking to listening or to disabled • From listening to learning or to disabled • From learning to forwarding or to disabled • From forwarding to disabled
STP is used to create a logical hierarchical tree with no loops. However, the alternate paths are still available if necessary.
Tabel 2. Operasi STP
Contoh Spanning Tree
Pada gambar dibawah diasumsikan semua switch memiliki priority yang sama yaitu 32.768. tetapi sekarang pelajarilah alamat MAC Address dari setiap switch, Dengan melihat pada priority dan alamat –alamat MAC dari setiap alat dapat ditetukan root bridge,
Gambar 2. Kondisi Awal
Gambar 3. Dengan STP
Karena switch A memiliki alamat MAC paling rendah ,dan semua switch menggunakan priority yang default, maka switch A menjadi root bridge, dan ingat semua root bridge selalu memiliki semua prot dalam mode forwading ( designated ports).
Untuk menentukan root port pada switch B dan switch C, ikuti saja koneksi ke root bridge, Setiap koneksi langsung ke root bridge akan menjadi sebuah root port, sehingga akan berstatus forwarding. Pada switch D dan E, port port yang terhubung ke switch B dan C adalah port -port dari switch D dan E yang terdekat ke root bridge ( cost terendah ) sehingga port 2 tersebut adalah root port dan berada dalam mode forwarding
.
Tinggal switch D dan E, karena koneksi dari Switch D dan E ke Switch B dan C adalah root port, port – port ini tidak bisa dimatikan. Selanjutnya bridge ID digunakan untuk menentukan port 2 yang designated dan nondesignated,
Jadi karena switch D memiliki bridge ID terendah ( terbaik ), port dari switch E yang menuju Switch D akan menjadi nondeignated( blocking ) dan koneksi Switch D ke Switch E akan menjadi designated ( forwarding ) .
( Penulis Buku CCNA Cisco Certified Network Associate )
Referensi :
[1]. Lammle Todd, CCNA Cisco Certified Network Associate, Elexmedia komputindo
[2]. Materi CCNA 1 V 3.1
