Como resolver o problema de problemas com o protocolo spanning tree (STP)?

Problemas de Spanning Tree Protocol (STP) podem levar a loops de rede, degradação de desempenho e interrupções intermitentes de rede. O STP é essencial para evitar loops em redes Ethernet, mas configuração inadequada, limitações de hardware ou falhas no projeto da rede podem causar problemas. Abaixo estão os problemas comuns de STP e as soluções para resolvê-los:

1. Instabilidade da rede devido à seleção incorreta da ponte raiz

Problema: Se o switch errado for selecionado como ponte raiz, isso poderá levar a um desempenho de rede abaixo do ideal, com o tráfego tomando caminhos mais longos ou menos eficientes.

Solução:

Defina a prioridade correta da ponte raiz: Garanta que o switch mais poderoso e central da sua rede tenha a prioridade de ponte mais baixa, tornando-o a ponte raiz.

Comando (em switches Cisco):

Exemplo: Defina a prioridade como 4096 para um switch para garantir que ele se torne a raiz.

Verifique a ponte raiz atual emitindo um comando como mostrar árvore geradora para verificar qual switch é a ponte raiz e ajustar se necessário.

2. Mudanças frequentes na topologia STP

Problema: Mudanças de topologia (TCNs) constantes ou frequentes podem interromper a rede, causando recálculo da spanning tree e interrupções temporárias de tráfego.

Solução:

Habilite PortFast em portas de borda: O STP recalcula a topologia da rede quando os dispositivos são conectados a uma porta. Ao ativar o PortFast em portas de acesso ou de borda (portas que se conectam a dispositivos do usuário final, e não a outros switches), você evita recálculos desnecessários.

Comando (em switches Cisco):

Guarda BPDU: Habilite o BPDU Guard para proteger contra alterações acidentais de topologia, desligando uma porta se um BPDU for recebido em uma porta habilitada para PortFast.

3. Portas bloqueadas ou erradas devido a STP mal configurado

Problema: As portas podem permanecer em estado de bloqueio, cortando links válidos, ou as portas podem oscilar entre estados, causando instabilidade.

Solução:

--- Verifique o status do STP nas portas do switch afetadas usando o comando show árvore geradora para ver os estados das portas (raiz, designada, bloqueio, etc.).

--- Certifique-se de que não haja loops: Inspecione fisicamente a topologia da rede e confirme se os caminhos redundantes são gerenciados adequadamente pelo STP.

--- Configuração consistente de VLAN STP: Certifique-se de que todos os switches tenham configurações de VLAN consistentes se usarem Multiple VLAN Spanning Tree Protocol (MSTP) ou Per-VLAN Spanning Tree (PVST). Configurações de VLAN incompatíveis podem fazer com que as portas se comportem de forma inesperada.

4. Convergência Lenta da Árvore Geradora

Problema: O STP pode demorar muito para convergir, especialmente em redes com múltiplas VLANs, causando tempo de inatividade da rede durante alterações de topologia (por exemplo, falha de link ou dispositivo).

Solução:

Use o protocolo Rapid Spanning Tree (RSTP): O RSTP oferece tempos de convergência muito mais rápidos que o STP tradicional. Reduz significativamente o tempo que leva para as portas fazerem a transição do bloqueio para o encaminhamento.

Comando (em switches Cisco):

Sintonize temporizadores STP: Embora normalmente não seja necessário com RSTP, para redes STP tradicionais, considere ajustar os seguintes temporizadores:

Olá, hora: O intervalo entre as transmissões de BPDU (o padrão é 2 segundos).

Atraso de encaminhamento: Tempo gasto nos estados Listening e Learning (o padrão é 15 segundos).

Idade máxima: Quanto tempo um BPDU é válido antes de recalcular a topologia (o padrão é 20 segundos).

5. Protetor BPDU e filtro BPDU configurados incorretamente

Problema: O uso inadequado do BPDU Guard e do BPDU Filter pode causar a desativação de portas legítimas ou a formação de loops de rede.

Solução:

Guarda BPDU: Certifique-se de que o BPDU Guard esteja habilitado apenas em portas de borda onde você não espera receber quadros BPDU. O BPDU Guard desativará a porta se um BPDU for detectado, evitando possíveis loops.

Filtro BPDU: Tenha cuidado com o filtro BPDU, pois ele desativa o STP em uma porta, o que pode resultar em loops. Deve ser usado em cenários específicos onde você precisa suprimir as transmissões de BPDU, mas não desabilitar completamente o STP.

--- Verifique a configuração do BPDU Guard e do Filter nas interfaces.

6. Configurações STP inconsistentes entre switches

Problema: Configurações inconsistentes de STP, especialmente em ambientes de vários fornecedores ou locais, podem fazer com que os switches interpretem os BPDUs de maneira diferente, resultando em loops ou topologia mal configurada.

Solução:

Padronize as configurações do STP: Use a mesma variante de STP (por exemplo, RSTP ou PVST) em todos os switches da rede.

Sincronize as configurações de VLAN: Certifique-se de que os IDs e configurações de VLAN sejam consistentes em todos os switches para evitar incompatibilidades de VLAN que possam interromper os cálculos de STP.

7. Loops de protocolo Spanning Tree

Problema: Um loop pode ocorrer quando o STP não consegue bloquear um caminho redundante, levando a tempestades de transmissão em toda a rede.

Solução:

Revise o design da rede: Certifique-se de que não haja caminhos redundantes inesperados que o STP não tenha considerado. Certifique-se de que os caminhos redundantes estejam corretamente bloqueados pelo STP.

Protetor raiz: Habilite o Root Guard nas portas designadas onde a ponte raiz não deve mudar. Isso ajuda a evitar que um switch não autorizado seja eleito como ponte raiz.

Protetor de laço: Habilite o Loop Guard em portas não designadas para evitar que elas transitem erroneamente para o estado de encaminhamento.

8. Problemas de STP específicos da VLAN

Problema: Em ambientes com múltiplas VLANs, os cálculos de spanning tree podem se tornar mais complexos, podendo causar problemas específicos da VLAN.

Solução:

Use PVST ou MSTP: Use o Per-VLAN Spanning Tree Protocol (PVST) ou o Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) para separar as instâncias da spanning tree para cada VLAN. Isso evita que uma única alteração de topologia afete toda a rede.

Garanta a consistência da VLAN: Verifique se as configurações de VLAN correspondem em todos os switches para evitar problemas com topologias de spanning tree específicas de VLAN.

Resumo das Ações:

1.Garantir a seleção correta da ponte raiz, definindo prioridades.

2.Ative PortFast e BPDU Guard nas portas de borda para reduzir alterações desnecessárias de topologia.

3.Use RSTP para convergência mais rápida e desempenho de rede estável.

4.Ajuste os temporizadores STP em configurações STP tradicionais, se necessário.

5. Configurações consistentes entre switches e configurações STP padronizadas evitam configurações incorretas.

6.Ative Root Guard e Loop Guard para proteger a integridade da topologia STP.

7.Verifique as configurações de spanning tree específicas da VLAN para projetos de rede mais complexos.

Ao monitorar e configurar cuidadosamente a configuração do seu STP, você pode garantir uma rede eficiente e sem loops, minimizando o tempo de inatividade e problemas de desempenho.