On this lesson, we’re going to discuss the introduction about Spanning-Tree Protocol. Are you ready?
Let’s do this.
What is a spanning-tree protocol?
Sa isang simpleng paliwanag, ang Spanning-Tree Protocol ay isang switching technology na ginagamit para ma-prevent ang loops sa isang network. Yun lang yun. Keyword: loops! It is also known as 802.1D protocol.
Mahalaga na maintindihan natin ang ibig sabihin at kung papaano ito gumagana. Bukod sa kasama ito sa CCNA exam, ito rin ang isa sa pinaka-karaniwang incident na ma-eencounter natin sa real world kapag nasa networking industry na tayo.
Why we need spanning-tree protocol?
Ngayong alam na natin na ang Spanning-Tree Protocol ay para sa loop prevention. Siguro ay napa-isip kayo kung ano ba ang loop. Wait! Alam ko ang susunod n’yong tanong. Bakit may loop? Or bakit nagka-karoon ng loop sa network? Let me explain why.
Kung tutuusin, pwede naman na talaga na wala ng Spanning-Tree Protocol. Yun ay kung ok lang sa isang company or network infrastructure na walang redundancy ang kanilang network.
Anong ibig sabihin ng redundancy?
Simple lang, meron tayong backup path para ma-reach ang isang network destination. Ibig sabihin meron tayong ibang way para maka-connect sa isang device sa network in case na mag-down or may mangyari sa isang path natin.

In our sample diagram above, the “user” or pc can only connect to the server in one path(or one way). So papunta kay Switch A then Switch B tapos sa mismong Server na. There’s no redundancy in this design. Single point of failure ika nga.
Ang magiging problema nito ay kapag nag-down ang kahit aling link papunta sa Server. For example, yung link ni Switch A papunta kay Switch B. Or di kaya naman link(or connection) ng Server kay Switch B. Kapag nangyari yun, hindi na makaka-connect ang “user” or pc natin papunta sa naturang Server.

Gets mo idol?
Single point of failure sila. Meaning, no redundancy. No back-up path. Sa isang enterprise or business network, hindi ito pwede. Kailangan ng redundancy or back-up path.
Pa-simplehin pa natin.
Kung ang tanging way papuntang Pasay from Cubao ay MRT lang (no other way – no redundancy), deadbols ka na kapag ito ay nagka-sira or nagka-problema (which is lagi namang ngyayari). Pero dahil meron kang ibang way para makarating ng Pasay from Cubao (LRT, Edsa or C5 etc.) you have the option para makarating pa rin sa pupuntahan mo kahit mag-fail ang MRT. We have redundant path. Hindi lang tayo single point of failure.
Ganun din sa network. Kung ang mail server mo is naka-connect sa isang switch at may isang path lang papunta doon, all users will be affected once na mag-down ang naturang path or link. Walang redundancy eh.
Nage-gets mo idol?
Sa isang business or company lalo na sa mga banks at BPO, hospitals at iba pang mga critical at malalaking businesses hindi pwedeng walang redundancy. Kailangan laging “up-up” ang network or mabilis ang recovery. Sa pamamagitan ng redundancy, nagkakaroon tayo ng backup path para ma-reach and isang network destination. Naalis na natin ang tinatawag na “single point of failure“.

As you can see in our image above, meron na tayong redundancy. Meron na tayong two path or two ways para marating or maka-connect sa Server from the “User” or pc side.
From Switch A, pwede tayong dumaan kay Switch B or pwede kay Switch C. Kung mag-down or in case magkaproblema ang path from Switch A to Switch B, makaka-connect pa rin tayo via Switch C. Kung sa path naman ni Switch C ang may problema, makaka-connect pa rin tayo sa Server via Switch B. That’s how redundancy works. Meron tayong back-up path. Take note ha, ito ay isa lamang simpleng illustration. We can go on and on in a complex setup.
Ngayon, eto ang problema. With redundancy, meron chance na magkaroon ng loop sa ating network. Ibig sabihin, dahil ang mga switches ay magkaka-connect, pwedeng magpa-ikot ikot ang ating mga “frames” until mag-hang na ang ating mga switches. That’s where STP(spanning-tree protocol came in).
Let’s have more example.

Sa sample image natin sa taas, meron tayong 2 switches na connected lamang in one path. Isang cable lamang ang nag-coconnect sa kanila. Single point of failure. Kapag nagdown ang interface fa0/0 ni switch A or switch B, or maputol ung network cable or “kinain ng daga” – wala ng way para makapag-communicate si PC-A papunta kay PC-B or vice versa. Single point of failure.
To resolve the single point of failure issue, pwede tayong magdagdag ng additional cable on both switches to make it redundant. Let’s say aside from the cable in fa0/0 on both switches, we add another cable goes to interface fa0/1 ng switch A and B kagaya ng nakikita n’yo sa sample image natin sa baba.

This way, if interface fa0/0 goes down or yung cable nila is naputol, there is still way para makapag-communicate si PC-A at PC-B.
Gets ba mga idol?
That’s how redundancy work. I mean in a very simple explanation or setup. Para lang mas maintindihan natin lalo na ng mga beginners. Pero kung tutuusin meron pa rin single point of failure kasi sa isang switch lang sila dumadaan, pano kung ung switch ang magka-issue di ba?
Pero in some way, we make it redundant. Sa isang fully redundant setup, ginagawan pa rin yan ng paraan. Again it depends on the company, network policy, design etc. I hope you get my point idol.
Ok, so redundant na tayo sa network. Meron na tayong different ways to communicate or connect sa isang target destination in case may mangyari sa isang path or link.
Ano ang problema?
Again, ang tinatawag natin na loop. Or network loops. Sa kasamaang palad, ang redundancy ay nagdudulot ng network loop.
Bakit kamo?
Ganito kasi yun.

Sa simpleng redundant setup natin sa image sa taas, ganito ang mangyayari kapag mag-cocommunicate si PC-A at PC-B kung walang Spanning-Tree Protocol.
1. Let’s say magco-connect si PC-A kay PC-B. Magse-send ng ARP request si PC-A para hanapin ang mac-address ni PC-B. Ang ARP ay isang brodcast frame. Mapupunta ito kay Switch-A.
2. Since ito ay broadcast, ise-send ngayon ni Switch-A sa lahat ng kanyang ports ang ARP maliban sa interface kung saan n’ya ito natanggap(port ni PC-A). Kagaya ng napag-aralan natin kung pano gumagana ang switch.
3. Ngayon, mare-receive ni Switch-B ang broadcast frame sa parehong interfaces(port fa0/0 and fa0/1).
Ano ngayon ang gagawin ni Switch-B?
1. Dahil nga ito ay broadcast frame, ifo-forward din ito ni Switch-B sa lahat ng kanyang interfaces maliban kung saan n’ya ito nareceive.
2. So yung frame na na-receive ni Switch-B sa interface fa0/0 mafo-forward sa lahat ng ports(kasama si fa0/1).
Then yung frame galing kay interface fa0/1 mafo-forward sa lahat ng ports kasama naman si interface fa0/0.
Parang ganito.

Si Switch A, ifo-forward niya sa mga ports niya(fa0/0 & fa0/1). On Switch B perspective, yung frames from Switch A fa0/0, ifo-forward niya to Switch B fa0/1 tska papunta kay PC B. Then yung frames from Switch A fa0/1, ifo-forward naman ni Switch B sa kanyang fa0/0 at kay PC B din. Kasi di ba, a switch will forward all frames to all of its ports except from the source.

Then babalik ito kay Switch-A. Then same scenario ulit ang mangyayari.
And do you see where it’s going? Wala. Paulit-ulit lang na parang sirang plaka. Pabalik-balik lang ang broadcast frames at forever na silang maglo-loop. Kung sa teleserye walang forever, sa network loop meron! Haha.
So kung ganito ang mangyayari, pwedeng bumigay ang switch or mag-down ang network. At dito na pumapasok ang ating superhero na si Spanning-Tree Protocol.
Let’s have another sample.

Sa sample image natin sa taas, makikita n’yo na meron tayong 3 switches inter-connected sa bawat isa to provide “redundancy“.
Ibig sabihin, meron tayong alternative path na ma-reach ang other swtich kung sakaling may mangyari sa isang port or link papunta sa kada-switch. Si Switch C meron 2 path para makarating kay Switch A(isa sa interface fa0/0 at isa sa fa1/0 na dadaan kay Switch B). Si Switch B ganun din, meron din s’yang 2 redundant path papunta kay Switch A. At ganun din si Switch A.
Nakikita n’yo na ba ang bridge loop or network loop kung hindi gagamitin ang STP? Tama. Since ang bawat switch ay magse-send ng broadcast sa lahat ng kanilang interfaces(maliban kung saan nila ito natangap), magkakaroon tayo ng network loop.
Ung “BPDU” or bridge protocol data unit (ito ang tawag sa mga update ng mga switches) na matatanggap ni Switch A from interface fa0/0 ise-send n’ya kay interface fa1/0 at sa iba pang ports at iikot lang ito pabalik sa kanya. Ganun din kung ang “BPDU” ay sa interface fa0/0 lalabas.

Same scenario. Magkakaroon ng bridging or network loop. Ang mga ganitong issue ang nire-resolve ni STP.
Let’s see kung paano.
How spanning-tree protocol works?
Ngayong alam na natin kung para saan ang STP, let’s see the fundamentals kung paano naman s’ya gumagana. Sa isang simple at walang halong “jargons“, ibina-block ni spanning-tree protocol ang port or interfaces na pwedeng maging cause ng loop para magkaroon tayo ng loop-free network topology.
When I say ibina-block, temporary lang ito at “ready anytime” in case may mangyari or ma-detect na failure or distruption sa active path or link natin. Let’s have another example.

Sa image sample natin sa taas, makikita n’yo ang posibleng network loop kung walang STP. Bawat switch ay magpapadala ng updates na tinatawag nga na “BPDU” sa isa’t isa.
Kapag ginamit or ini-enable na natin ang spanning-tree protocol, ganito ang nangyayari: Nagkakaroon ng eleksyon ang mga switches kung sino ang magiging “root bridge” or root switch.
What is a root bridge?
Ang root bridge ang nagsisilbing focal point sa network ng ating mga switches. Ang mga desisyon sa network gaya ng aling port ang iba-block, alin ang magiging forwaring port at iba pa ay nakabatay sa root bridge or root switch. Ito ay ang may pinaka-mababang bridge i.d sa ating mga switches.
Pwede natin piliin kung alin ang magiging root bridge (manual configuration – advisable!) or pwede rin naman natin hayaaran na ang mismong mga switches ang mag-identify ng magiging root bridge nila (risky).
Sa STP election process, ang switch na may best bridge ID or PINAKA-MABABANG bridge ID ang mananalong root bridge.
What is bridge i.d?

Ang bridge ID ay binubuo ng bridge priority at mac-address ng switch. Ang bridge priority ng mga switch ay naka-default sa 32768(can be change/configure). Take note, ang bridge priority ay nag-iincrease or nag-iinterval ng 4096.
Ibig sahin, kung magda-dagdag ka ng bridge priority, you need to use multiples of 4096(4096 or 8192 or 16384 etc.).
Ang mac-address naman ay ang physical na address ng mga switches. Ibig sabihin, kung hindi babaguhin ang priority ng mga switches (32768) ang switch na may pinaka-mababang mac-address ang magiging root bridge or root switch.
Imposible na silang mag-tie sa mac-address dahil ito ay unique in every device. Sa real world scenario, kadalasan na ina-adjust ang priority(mas mababa) para ma-influence kung sino ang magiging root bridge.
Gets ba idol?
Let’s continue.

Kagaya nga ng sample image natin sa taas, meron tayong default priority at sample mac-addresses sa mga sample switches. So sa STP election process, mag-cocompare sila ng bridge ID (priority at mac-address). Since tie sila sa priority, ang tie breaker nila ay ang mac-address. At ang switch na may pinaka-mababang mac-address ang magiging root bridge which is Switch A(ang mac-address n’ya ay AAA). Ang lahat ng port ng root bridge ay “designated” which means na lage silang nasa forwarding state. See sample image below.

Ngayong na-identify na kung sino ang root bridge(Switch A), ganito naman ang mangyayari.
Lahat ng hindi root bridge/switch ay magiging non-root(syempre). At lahat sila ay kelangan humanap ng “shortest path” papunta kay root bridge. Ang shortest path papunta sa root bridge ay tinatawag na “root port“. Take note mga idol ha, ang root port ay nasa non-root bridge na device. Ito ay ang pinaka-mabilis na mararating n’ya ang root bridge.

In the image sample above, makikita natin na ang root port ni Switch B ay ang interface fa0/0 at ganun din kay Switch C. Sila ang shortest path papunta s root bridge na si Switch A. Ito ay para lang mapa-simple ang paliwanag.
In real world scenario, ang pag-determine ng shortest path ay depende sa speed ng interface. Bawat speed ay may katumbas na “cost“. At ang may pinaka-mababang cost(pinaka-mabilis na speed) ang magiging shortest path papunta sa root bridge at magiging root port.
Ito ang overview ng cost per speed ng isang interface:
- 10 Mbit = Cost 100
- 100 Mbit = Cost 19
- 1000 Mbit = Cost 4
Remember, ang pinaka-mababang cost ay ang may pinaka-mabilis na speed. Ito ang magiging root port sa non-root bridge switch.
Ok, so meron na tayong root bridge. Meron na rin tayong mga designated ports at alam na rin natin kung alin ang mga root ports sa ating non-root switches. Meron pa rin tayong loop. Sy’empre wala pa naman blocking port.
So sino kay Switch B or Switch C ang magbo-block ng port para ma-resolve ang loop?
Let’s see.
To identify kung sino at kung aling port ang ibo-block sa mga non-root switch. Mag-cocompare ulit sila ng bridge ID at kung sino ulit ang pinaka-mababa sy’a ulit ang mananalo. Ibig sabihin, compare ng priority tapos kung tie compare naman ng mac-address.

Sa ating sample, since deafult ang priority ng mga switches(Switch B and Switch C) magtitie-breaker ulit sila sa mac-address kung saan si Switch B ang mananalo kasi s’ya ang may pinaka-mababang mac-address. Ibig sabihin, si Switch C ang magbo-block ng port to prevent the loop in the network.
So this time, ang interface fa1/0 ni Switch C ang mabo-block at magiging non-designated port at ito ay papasok sa blocking state. Hindi namamatay ang port, nakikinig at abangers lang siya just in case magka-problema sa interface fa0/0 ni Switch C and ready to take over. This way, our network is redundant and network loop is resolved.
This is the fundamentals and basics of how spanning-tree protocol works. Once na naintindihan at naunawaan mo ito, magiging madali na para sayo ang iba at mga advance na topics. As I always advocate, it’s all about understanding the concepts.
Boom!
This is one of the longest lesson we have in this blog. I hope by this far, you now understand the fundamentals of Spanning-tree protocol or STP.
Marami pang bagay ang kasama sa STP gaya ng different port states, different ‘modes’ or types of spanning-tree protocols and how they work at kung papaano sila i-configure.
It’s not included on this blog. If you want to have them, you can check the new CCNA Fundamentals Ebook. Lahat ng topics ng bagong CCNA(CCNA 200-301) ay included on the ebook.
Other STP topics na wala dito, ACL, NAT, Wireless, Fundamentals of automation and programability and more.
Click here to see the details about the ebook.
We’re now moving to another topic.
Nice work. You help others a lot. request sana ako. gawa ka naman ng mga cisco questions tapos.
after namin masagutan we will email you. then reply us back kung ano yung mali or kung tama ba yung sagot namin.
thanks,
John Doe.
Good idea John but it would take a lot of work. I’m not sure if I can handle that for now. Isa pa, CCNA questions are readily available online. In fact itong mga shinashare ko is available din, pinapadali ko lang para sa mga beginners at wala pang knowledge sa Cisco.
If you guys have questions or need clarifications, just comment, email or post on our facebook page and I’ll do my best para maipaliwanag at masagot sa simpleng paraan. Para rin nakikita at matutunan ng iba. 🙂
Again, thank you idol. Cheers!
if my time ka ulit brad. gawa karin ng group sa fb related sa cisco. sa tingin q parang wala kc aq nakikita na public group dun na nagshshare din ng learnings sa cisco especially para sa mga pinoy nawalang budget para sa training and gusto din makapasa and makapg take ng certification exam ng cisco. mas marami ka matutulungan dun and pwede ka namin tulungan para makapag share din kami ng knowledge namin sa networking skills.
Tama Mark. So far, wala nga ako nakikita. I’ll create one as soon as possible. Thanks for the suggestions. Cheers!
yeah here’s my facebook link when ever u create the group po https://www.facebook.com/wee.fe.7
Thanks.
dagdag lang yung sa pag choice kung anong port ang iboblock to prevent loop is yung may pinakamataas na port# sa switch.
Tama Roger. Meron nga instances na nagti-tie sila sa cost at ang tie breaker nila is yung port number. Yung pinaka-mababa ang mananalo. Thanks for the input idol!
Nice reading bro keep it up! para madaming maging Cisco Certified sa Pinas!
Mabuhay ka! Thank you
Welcome idol!
matanung ko lang sir billy, so wala plang configuration na mangyayari sa STP?
sorry sir billy hindi ko agad nabasa yung sa baba.ignore nalang po yung comment ko.anyway thank you po sa lesson.everyday ko binabasa to.
Noted idol. Thanks!
What do you mean Alex? If you continue on next part, meron naman configuration ang STP. Thanks.
thanks master.. 🙂 it really helps a lot!
Welcome idol Jepoy!