Spanning Tree Protocol (STP & PVST+) Loop Prevention

Penerapan Spanning Tree Protocol (STP/PVST+) untuk mencegah switching loop dan menyediakan redundant link failover otomatis.

Cisco Packet TracerSTPPVST+BPDU GuardSwitching

Unduh .PKT (Packet Tracer)

Spanning Tree Protocol (STP & PVST+) Loop Prevention

Panduan Konfigurasi & Lab Step-by-Step

Pendahuluan & Konsep Dasar Spanning Tree Protocol (STP)

Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1D / PVST+) adalah protokol manajemen Layer 2 yang dirancang khusus untuk menciptakan topologi bebas loop (loop-free switching topology) pada jaringan ethernet redundan.

Masalah Ketiadaan STP pada Jalur Redundan:

1.Broadcast Storm: Frame broadcast berputar tanpa henti (infinite loop) karena frame Ethernet tidak memiliki mekanisme TTL (Time-to-Live) seperti paket IP Layer 3.

2.Multiple Frame Transmission: Salinan frame yang sama diterima oleh host berkali-kali.

3.MAC Database Instability: Switch terus-menerus mengubah tabel MAC address karena frame yang sama tiba dari port berbeda secara bersamaan.

Mekanisme Pemilihan Root Bridge & Port States:

•Bridge ID (BID): Gabungan antara Bridge Priority (kelipatan 4096) dan MAC Address switch. Switch dengan BID terendah terpilih sebagai Root Bridge.

•Root Port (RP): Port pada non-root switch dengan path cost terendah menuju Root Bridge.

•Designated Port (DP): Port yang aktif meneruskan traffic pada setiap segmen link.

•Alternate / Blocking Port (BLK): Port yang dinonaktifkan sementara dari transmisi data untuk memutus rantai loop.

---

Skenario & Tabel Konfigurasi Switch

Dalam lab segitiga 3 switch (Switch1 - Switch2 - Switch3):

•Switch1: Ditunjuk sebagai Primary Root Bridge (Priority 4096).

•Switch2: Ditunjuk sebagai Secondary/Backup Root Bridge (Priority 8192).

•Switch3: Berperan sebagai Non-Root Access Switch (Priority default 32768).

Switch	Peran STP	Spanning-Tree Priority	Interface Fa0/1 Role & State	Interface Fa0/2 Role & State
Switch1	Primary Root Bridge	4096	Designated (FWD)	Designated (FWD)
Switch2	Backup Root Bridge	8192	Root Port (FWD)	Designated (FWD)
Switch3	Non-Root Switch	32768 (Default)	Root Port (FWD)	Alternate (BLK - Blocking)

---

Langkah-Langkah Konfigurasi (Step-by-Step Configuration)

Langkah 1: Konfigurasi Switch1 (Primary Root Bridge)

Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# hostname Switch1
 
// Mengatur mode Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVST+)
Switch1(config)# spanning-tree mode pvst
 
// Menyetel priority terendah agar menjadi Root Bridge pasti
Switch1(config)# spanning-tree vlan 1 priority 4096
 
// Konfigurasi Trunking pada link antar switch
Switch1(config)# interface range FastEthernet0/1 - 2
Switch1(config-if-range)# switchport mode trunk
Switch1(config-if-range)# exit
Switch1(config)# exit
Switch1# write memory

Langkah 2: Konfigurasi Switch2 (Secondary / Backup Root Bridge)

Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# hostname Switch2
 
Switch2(config)# spanning-tree mode pvst
Switch2(config)# spanning-tree vlan 1 priority 8192
 
Switch2(config)# interface range FastEthernet0/1 - 2
Switch2(config-if-range)# switchport mode trunk
Switch2(config-if-range)# exit
Switch2(config)# exit
Switch2# write memory

Langkah 3: Konfigurasi Switch3 (Non-Root Access Switch)

Switch> enable
Switch# configure terminal
Switch(config)# hostname Switch3
 
Switch3(config)# spanning-tree mode pvst
Switch3(config)# spanning-tree vlan 1 priority 32768
 
Switch3(config)# interface range FastEthernet0/1 - 2
Switch3(config-if-range)# switchport mode trunk
Switch3(config-if-range)# exit
Switch3(config)# exit
Switch3# write memory

---

Pengujian & Verifikasi (Testing & Verification)

A. Verifikasi Status Root Bridge pada Switch1

Switch1# show spanning-tree vlan 1
 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    4097
             Address     0001.42A1.1111
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
 
  Bridge ID  Priority    4097  (priority 4096 sys-id-ext 1)
             Address     0001.42A1.1111
 
Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Desg FWD 19        128.1    P2p 
Fa0/2            Desg FWD 19        128.2    P2p

(Perhatikan keterangan This bridge is the root, seluruh port berstatus `Desg FWD` - Designated Forwarding).

B. Verifikasi Blocking Port pada Switch3

Switch3# show spanning-tree vlan 1
 
VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol ieee
  Root ID    Priority    4097
             Address     0001.42A1.1111
             Cost        19
             Port        1 (FastEthernet0/1)
 
Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Fa0/1            Root FWD 19        128.1    P2p 
Fa0/2            Altn BLK 19        128.2    P2p

(Port `Fa0/2` secara otomatis berada dalam status Altn BLK (Alternate Blocking), memutus siklus loop fisik).

---

Analisis Teknis & Kesimpulan

1.Loop Prevention Sukses: Topologi segitiga berhasil terlindungi dari broadcast storm yang berpotensi melumpuhkan switch CPU.

2.Failover Otomatis: Jika link utama Fa0/1 pada Switch3 terputus, STP akan otomatis mentransisikan port Fa0/2 dari BLK -> Listening -> Learning -> Forwarding (FWD) dalam ~30-50 detik (atau sub-detik jika menggunakan Rapid-PVST / RSTP 802.1w).