Operação geral de BPDUs

Em uma rede em funcionamento, cada switch envia BPDUs contendo a identificação do que acredita ser a ponte raiz.

Se um switch receber uma BPDU indicando que há uma ponte raiz com um ID inferior ao que possui atualmente, ele atualizará suas informações e começará a encaminhar essa BPDU em vez da sua própria.

Este processo garante que todos os switches cheguem a um acordo sobre qual será a ponte raiz. A partir daí, eles usam os BPDUs para determinar o caminho mais curto para a ponte raiz e bloquearão todas as portas que não estejam nesse caminho para evitar loops de rede.

É importante entender como o protocolo Spanning Tree usa esses pacotes para manter uma rede saudável e funcional.

Escolhendo a ponte raiz

O processo começa com a escolha do Root Bridge. Cada switch envia um BPDU de configuração com seu próprio Bridge ID como Root Bridge ID. Um Bridge ID é composto por um valor de prioridade (2 bytes) e o endereço MAC do switch (6 bytes). O switch com o Bridge ID mais baixo se torna o Root Bridge. Em caso de empate em prioridade, o endereço MAC mais baixo decide a Root Bridge.

Escolha de portas raiz e portas designadas

Uma vez estabelecida a Root Bridge, os outros switches devem determinar o melhor caminho para ela. Isso é feito através das portas raiz. Cada switch, exceto o Root Bridge, selecionará uma de suas portas como Root Port, que é a porta com o menor custo de caminho para o Root Bridge.

Portas designadas são aquelas que estão no caminho selecionado para chegar à Root Bridge. As portas designadas são responsáveis ​​por enviar BPDUs para baixo na hierarquia da rede para que outros switches possam encontrar o caminho para a Root Bridge.

Bloqueio de portas e funções de porta no RSTP

As portas que não estão selecionadas como portas raiz ou portas designadas são bloqueadas para evitar loops. Em estado de bloqueio, uma porta não enviará nem receberá tráfego de dados, mas ainda poderá receber BPDUs.

O RSTP, diferentemente do STP tradicional, define funções adicionais para portas, como porta alternativa e porta de backup. Essas funções permitem uma reconvergência mais rápida da rede caso ocorram alterações na topologia.

Mudanças na topologia e BPDUs

Quando ocorre uma mudança na topologia, como um link caindo ou subindo, os switches envolvidos começam a enviar BPDUs TCN em direção à Root Bridge. Quando a Root Bridge recebe essas BPDUs, ela envia uma BPDU de configuração para todos os switches para indicar que houve uma mudança na topologia e que eles devem atualizar suas informações.

Considerações Finais

É importante observar que os detalhes acima descrevem o comportamento padrão do protocolo Spanning Tree e como ele utiliza BPDUs. No entanto, existem diversas versões e variantes do protocolo Spanning Tree (como RSTP, MSTP, PVST, etc.) que podem variar em detalhes específicos de como usam BPDUs e outros aspectos de sua operação.

Em geral, as BPDUs são essenciais para manter a estabilidade e a eficiência das redes Ethernet. Eles permitem a comunicação e a coordenação entre switches para evitar loops, selecionar o melhor caminho para o tráfego e se adaptar às mudanças na topologia da rede.