Port-Rollen in STP

Nachdem die Root Bridge gewählt ist, weist STP jedem aktiven Switch-Port eine Rolle zu. Die Rolle bestimmt, ob ein Port Daten weiterleitet oder blockiert.

Die drei grundlegenden Port-Rollen

1. Root Port (RP)

Der Root Port ist der Port auf einem Nicht-Root-Switch, der den kürzesten Pfad zur Root Bridge hat.

• Jeder Nicht-Root-Switch hat genau einen Root Port
• Die Root Bridge selbst hat keinen Root Port
• Bestimmt durch die niedrigsten Root Path Cost

Auswahl bei gleichen Kosten:

1. Niedrigste Root Path Cost
2. Niedrigste Sender Bridge ID
3. Niedrigste Sender Port ID

2. Designated Port (DP)

Der Designated Port ist der Port auf einem Netzwerksegment, der den besten Pfad zur Root Bridge bietet.

• Auf jedem Segment gibt es genau einen Designated Port
• Alle Ports der Root Bridge sind immer Designated Ports
• Leitet Daten in Richtung der angeschlossenen Geräte weiter

3. Blocked Port / Alternate Port

Ein Blocked Port (STP) bzw. Alternate Port (RSTP) ist ein Port, der redundante Pfade bereitstellt, aber keine Daten weiterleitet.

• Empfängt weiterhin BPDUs (hört zu)
• Leitet keine Benutzer-Frames weiter
• Wird automatisch aktiviert, wenn ein aktiver Pfad ausfällt

Port-Rollen in der Praxis

         [Root Bridge]
          Switch A
         DP      DP
         |        |
         |        |
         RP      RP
      Switch B  Switch C
         DP      AP (Blocked)
          \      /
           \    /
          Segment

• Switch A (Root Bridge): Beide Ports sind Designated Ports
• Switch B: Port zu A = Root Port, Port zu C = Designated Port
• Switch C: Port zu A = Root Port, Port zu B = Alternate Port (blockiert)

Port-Zustände in klassischem STP (802.1D)

Neben der Rolle hat jeder Port einen Zustand, der bestimmt, was der Port gerade tut:

Zustand	Daten weiterleiten	MAC lernen	BPDUs empfangen	Dauer
Disabled	Nein	Nein	Nein	-
Blocking	Nein	Nein	Ja	-
Listening	Nein	Nein	Ja	15 Sekunden
Learning	Nein	Ja	Ja	15 Sekunden
Forwarding	Ja	Ja	Ja	-

Der Weg zum Forwarding

Wenn ein Port aktiviert wird oder sich die Topologie ändert, durchläuft er folgende Zustände:

Blocking → Listening → Learning → Forwarding
             15 Sek      15 Sek

Gesamte Konvergenzzeit: 30-50 Sekunden

Das ist der größte Nachteil von klassischem STP - während dieser Zeit können keine Daten über den Port übertragen werden.

Disabled

• Port ist administrativ abgeschaltet (shutdown)
• Nimmt nicht an STP teil

Blocking

• Port empfängt BPDUs, leitet aber keine Daten weiter
• Lernt keine MAC-Adressen
• Standardzustand für redundante Ports

Listening

• Übergangszustand (15 Sekunden, konfigurierbar)
• Port sendet und empfängt BPDUs
• Berechnet die STP-Topologie
• Leitet noch keine Daten weiter

Learning

• Übergangszustand (15 Sekunden, konfigurierbar)
• Port beginnt, MAC-Adressen zu lernen
• Leitet aber noch keine Daten weiter
• Bereitet die MAC-Tabelle vor

Forwarding

• Port leitet Daten normal weiter
• Lernt MAC-Adressen
• Sendet und empfängt BPDUs
• Zielzustand für Root Ports und Designated Ports

Port-Zustände in RSTP (802.1w)

RSTP vereinfacht die Zustände auf drei:

STP-Zustand	RSTP-Zustand	Beschreibung
Disabled	Discarding	Port inaktiv
Blocking	Discarding	Port blockiert
Listening	Discarding	Entfällt bei RSTP
Learning	Learning	MAC-Adressen werden gelernt
Forwarding	Forwarding	Volle Funktion

RSTP fasst Disabled, Blocking und Listening zum Zustand Discarding zusammen und erreicht dadurch deutlich schnellere Konvergenz.

Timer in klassischem STP

Timer	Standardwert	Funktion
Hello Time	2 Sekunden	Intervall zwischen BPDUs der Root Bridge
Forward Delay	15 Sekunden	Dauer von Listening und Learning
Max Age	20 Sekunden	Maximale Lebensdauer einer BPDU

Wenn ein Switch für Max Age (20 Sekunden) keine BPDU empfängt, nimmt er an, dass die Root Bridge oder der Pfad ausgefallen ist und startet eine Neuberechnung.

Zusammenfassung

• Root Port: Bester Pfad zur Root Bridge (einer pro Nicht-Root-Switch)
• Designated Port: Bester Pfad auf einem Segment Richtung Root Bridge
• Blocked/Alternate Port: Redundanter Pfad, blockiert aber bereit als Backup
• Klassisches STP hat 5 Port-Zustände mit 30-50 Sekunden Konvergenzzeit
• RSTP vereinfacht auf 3 Zustände und konvergiert deutlich schneller

In der nächsten Lektion lernen Sie RSTP (Rapid Spanning Tree) im Detail kennen.