Spanning Tree Protocol (STP)

08.08.2026 · Zuletzt aktualisiert: 20.08.2026 · 5 Min. Lesezeit

Einleitung

In Unternehmensnetzwerken werden häufig redundante Verbindungen eingesetzt. Fällt ein Link oder ein Switch aus, soll der Datenverkehr automatisch über einen alternativen Pfad weiterlaufen.

Auf Layer 3 ist Redundanz vergleichsweise einfach umzusetzen. Auf Layer 2 führt Redundanz jedoch zu einem ernsthaften Problem:

Switches können Schleifen (Loops) erzeugen.

Ohne geeignete Schutzmechanismen können solche Schleifen innerhalb weniger Sekunden ein gesamtes Netzwerk lahmlegen.

Genau aus diesem Grund wurde das Spanning Tree Protocol (STP) entwickelt.

Für die JNCIS-ENT-Prüfung gehört STP zu den wichtigsten Themen überhaupt. Viele Prüfungsfragen behandeln die Root-Bridge-Wahl, Port-Rollen und die Auswirkungen redundanter Verbindungen.

JNCIS-ENT Prüfungsrelevanz

Für die Prüfung solltest du folgende Konzepte sicher beherrschen:

• Warum Layer-2-Loops gefährlich sind
• Broadcast Storms
• MAC Table Instability
• Root Bridge Election
• Bridge ID
• Port Roles
• Port States
• STP-Grundprinzipien
• Unterschiede zwischen STP und RSTP

Viele Fragen enthalten Netzwerkdiagramme, bei denen du bestimmen musst:

• Welcher Switch Root Bridge wird
• Welche Ports blockiert werden
• Welcher Pfad aktiv genutzt wird

Warum sind Layer-2-Loops gefährlich?

Betrachten wir folgendes Netzwerk:

      Switch A
      /      \
     /        \
Switch B ---- Switch C

Alle Verbindungen sind aktiv.

Aus Sicht eines Administrators wirkt das zunächst sinnvoll:

• Hohe Verfügbarkeit
• Mehrere Pfade
• Redundanz

Für Ethernet entsteht jedoch ein Problem:

Frames besitzen kein TTL-Feld wie IP-Pakete.

Ein Ethernet-Frame kann daher theoretisch unendlich im Netzwerk zirkulieren.

Broadcast Storms

Ein Host sendet einen Broadcast:

FF:FF:FF:FF:FF:FF

Switch A floodet den Frame.

Switch B empfängt ihn und sendet ihn weiter.

Switch C empfängt ihn ebenfalls und sendet ihn erneut weiter.

Der Broadcast vervielfältigt sich ständig.

Das Ergebnis:

• Extreme Netzwerklast
• Hohe CPU-Auslastung
• Überlastete Switches
• Nicht erreichbare Systeme

Dieser Effekt wird als Broadcast Storm bezeichnet.

MAC Table Instability

Ein weiteres Problem betrifft die MAC-Adress-Tabelle.

Beispiel:

Der Switch lernt:

00:11:22:33:44:55 → Port 1

Kurz darauf erscheint dieselbe MAC-Adresse über einen anderen Pfad:

00:11:22:33:44:55 → Port 2

Die MAC-Tabelle beginnt ständig zu wechseln.

Dieses Verhalten nennt man:

MAC Flapping

Auch dies ist ein klassischer Hinweis auf Layer-2-Loops.

Die Lösung: Spanning Tree Protocol

STP wurde entwickelt, um Layer-2-Schleifen zu verhindern.

Grundidee:

Nicht alle redundanten Links werden gleichzeitig verwendet.

Stattdessen:

• Ein Pfad bleibt aktiv
• Alternative Pfade werden blockiert
• Bei einem Ausfall werden blockierte Pfade aktiviert

Dadurch entsteht ein schleifenfreier Baum (Spanning Tree).

Die Root Bridge

Der erste Schritt von STP besteht darin, eine zentrale Referenz zu bestimmen:

Die Root Bridge.

Jeder Switch im Netzwerk vergleicht seine Bridge-ID mit den IDs anderer Switches.

Der Switch mit der niedrigsten Bridge-ID wird Root Bridge.

Aufbau der Bridge-ID

Eine Bridge-ID besteht aus:

Priority + MAC-Adresse

Beispiel:

32768:00:11:22:33:44:55

Verglichen wird zunächst die Priority.

Bei Gleichstand entscheidet die MAC-Adresse.

Beispiel Root-Bridge-Wahl

Switch A:

Priority 32768
MAC 00:11:11:11:11:11

Switch B:

Priority 32768
MAC 00:22:22:22:22:22

Switch C:

Priority 32768
MAC 00:33:33:33:33:33

Ergebnis:

Switch A

wird Root Bridge, da seine MAC-Adresse am niedrigsten ist.

Prüfungstipp

Merke dir:

Die niedrigste Bridge-ID gewinnt.

Viele JNCIS-ENT-Fragen prüfen genau dieses Prinzip.

Port-Kosten (Path Cost)

Nachdem die Root Bridge feststeht, berechnet jeder Switch den besten Weg zur Root Bridge.

Dazu verwendet STP sogenannte Path Costs.

Typische Werte:

Der Pfad mit den niedrigsten Gesamtkosten gewinnt.

Port-Rollen

STP weist jedem Port eine Rolle zu.

Diese Rollen sind besonders prüfungsrelevant.

Root Port

Jeder Nicht-Root-Switch besitzt genau einen Root Port.

Eigenschaften:

• Bester Pfad zur Root Bridge
• Immer Forwarding

Designated Port

Jedes Netzwerksegment besitzt einen Designated Port.

Eigenschaften:

• Verantwortlich für die Weiterleitung auf diesem Segment
• Forwarding

Non-Designated Port

Ports, die nicht benötigt werden.

Eigenschaften:

• Blockiert
• Verhindert Schleifen

Beispiel

          Root Bridge
              A
             / \
            /   \
           B-----C

Mögliche Rollen:

A → alle Ports Designated

B → Root Port Richtung A

C → Root Port Richtung A

Link B-C:
ein Port Designated
ein Port Blocking

Genau solche Diagramme tauchen häufig in der JNCIS-ENT auf.

Port States

Klassisches STP kennt mehrere Zustände.

Blocking

• Keine Datenweiterleitung
• Empfängt BPDUs

Listening

• Topologie wird analysiert

Learning

• MAC-Adressen werden gelernt

Forwarding

• Normaler Betrieb

Disabled

• Administrativ deaktiviert

BPDUs

Switches kommunizieren über sogenannte:

Bridge Protocol Data Units (BPDUs)

Diese Nachrichten enthalten unter anderem:

• Bridge-ID
• Root-Bridge-ID
• Path Cost

BPDUs ermöglichen die Root-Bridge-Wahl und die Berechnung des Spanning Trees.

Link-Ausfall

Fällt eine aktive Verbindung aus:

Switch A -----X----- Switch B

erkennt STP die Änderung.

Ein zuvor blockierter Port wird aktiviert.

Die Netzwerkverbindung bleibt erhalten.

Genau deshalb werden redundante Verbindungen überhaupt eingesetzt.

STP in Junos

Aktive STP-Protokolle anzeigen:

show spanning-tree bridge

Portstatus prüfen:

show spanning-tree interface

Detailinformationen anzeigen:

show spanning-tree statistics

Konfiguration anzeigen:

show configuration protocols rstp

Typische JNCIS-ENT Prüfungsfrage

Gegeben:

Switch A
Priority 4096

Switch B
Priority 32768

Switch C
Priority 32768

Frage:

Welcher Switch wird Root Bridge?

Antwort:

Switch A

Da die niedrigste Priority gewinnt.

Weitere typische Prüfungsfrage

Gegeben:

Switch A (Root)

B hat:
Port 1 Cost 4
Port 2 Cost 19

Frage:

Welcher Port wird Root Port?

Antwort:

Port 1

Da der Pfad die geringeren Gesamtkosten besitzt.

Troubleshooting-Hinweise

Wenn im Netzwerk folgende Symptome auftreten:

• Hohe CPU-Auslastung
• Broadcast Storms
• MAC Flapping
• Instabile Verbindungen

sollte immer geprüft werden:

show spanning-tree bridge
show spanning-tree interface

Sehr häufig liegt die Ursache in einer fehlerhaften Layer-2-Topologie.

Zusammenfassung

Das Spanning Tree Protocol schützt Ethernet-Netzwerke vor Layer-2-Schleifen und sorgt dafür, dass redundante Verbindungen sicher genutzt werden können.

Für die JNCIS-ENT-Prüfung solltest du insbesondere beherrschen:

• Root Bridge Election
• Bridge ID
• Path Costs
• Port Roles
• Port States
• Broadcast Storms
• MAC Flapping
• BPDUs

Diese Grundlagen bilden die Basis für das nächste Thema:

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP).