STP (Spanning Tree Protocol) คือโปรโตคอลที่ถูกออกแบบมาเพื่อป้องกัน Loop (วงจรลูป) ในเครือข่าย LAN (Local Area Network) ที่ใช้สวิตช์ (Switches) เป็นหลัก โดย IEEE 802.1D เป็นมาตรฐานแรกที่กำหนดให้สวิตช์สามารถทำงานร่วมกับ STP ได้

⚠️ ปัญหาการเกิด Loop ในระบบเครือข่าย

เมื่อมีการเชื่อมต่อสวิตช์กันหลายเส้นทาง (Redundant Paths) เพื่อเพิ่มความมั่นคงของเครือข่าย อาจทำให้เกิดปัญหา :

✅ Broadcast Storm : ข้อมูล Broadcast ถูกส่งวนซ้ำไม่มีวันสิ้นสุด
✅ MAC Table Instability : สวิตช์ไม่รู้ว่าควรส่งข้อมูลออกไปทาง Port ไหน
✅ ทราฟฟิกล้นเครือข่าย ส่งผลให้การทำงานล่าช้า และปัญหา Bandwidth เต็ม

STP แก้ปัญหาได้อย่างไร❓

STP ทำหน้าที่ปิดเส้นทาง (Port) ที่ไม่จำเป็นบางส่วนในเครือข่าย เพื่อให้โครงสร้างเครือข่ายเป็น Tree (ต้นไม้) ที่ไม่มี Loop โดย STP จะเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด ในการส่งข้อมูล

🔷 ขั้นตอนการทำงานของ STP

1. เลือก Root Bridge

• สวิตช์ทุกตัวส่ง BPDU (Bridge Protocol Data Unit) เพื่อบอกค่า Bridge ID
  
• สวิตช์ที่มีค่า Bridge ID น้อยที่สุด จะถูกเลือกเป็น Root Bridge (รากแก้วของต้นไม้)

2. คำนวณเส้นทางไป Root Bridge

• สวิตช์แต่ละตัวคำนวณ Cost ของเส้นทางที่ไป Root Bridge

3. กำหนดพอร์ตหลัก (Port Roles)

• Root Port (RP) : พอร์ตที่ดีที่สุดในการไปหา Root Bridge
  
• Designated Port (DP) : พอร์ตที่ดีที่สุดในการเชื่อมต่อกับ Segment เครือข่ายนั้น
  
• Blocked Port : พอร์ตที่ถูกปิดเพื่อป้องกัน Loop

4. เปลี่ยนสถานะของพอร์ต (Port States)

• Blocking : รอข้อมูล BPDU ไม่ส่งข้อมูล
  
• Listening : ฟัง BPDU เพื่อคำนวณเส้นทาง
  
• Learning : สร้าง MAC Table แต่ยังไม่ส่งข้อมูล
  
• Forwarding : พร้อมรับ-ส่งข้อมูล
  
• Disabled : ไม่ได้ใช้งาน

🔷 สรุปความสำคัญของ STP ต่อเครือข่าย

✅ ป้องกันปัญหา Loop ที่ทำให้เครือข่ายล่ม
✅ ช่วยให้เครือข่ายมีความ เสถียร และสามารถมีเส้นทางสำรอง (Redundant Links) ได้
✅ เมื่อเส้นทางหลักเสีย STP จะปรับโครงสร้าง Tree ใหม่เพื่อให้การเชื่อมต่อยังคงทำงาน

PVRST (Per-VLAN Rapid Spanning Tree) คืออะไร❓

👉 เป็น เทคโนโลยีของ Cisco ที่เอา RSTP (802.1w) มาทำงานแยกกันในแต่ละ VLAN
👉 ต่อยอดจาก PVST+ (Per-VLAN Spanning Tree Plus) ที่เป็นการสร้าง Spanning Tree สำหรับแต่ละ VLAN แยกจากกัน แต่ PVST+ ใช้ STP เดิม (802.1D) ซึ่งช้า
👉 PVRST จึงเป็น “Per-VLAN” แต่ รวดเร็ว เพราะใช้ RSTP

🔷 ข้อดีของ PVRST ของ Cisco

✅ Convergence Time (ปรับ Topology ใหม่) เร็วกว่ามากเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง เช่น Link หลัก down
✅ แต่ละ VLAN จะได้ Spanning Tree ของตัวเอง ทำให้ Balance traffic ได้ เช่น Root bridge แต่ละ VLAN ตั้งต่าง Switch กันได้
✅ เหมาะกับเครือข่าย Switch Cisco ที่ต้องการการควบคุมที่ละเอียดแต่ละ VLAN

⚠️ ข้อเสียของ PVRST ของ Cisco
• ถ้าเครือข่ายมี VLAN เยอะ เช่น 100 VLAN จะต้องมี 100 Spanning Tree Instance = ทำให้ใช้ CPU และ RAM เยอะมากขึ้น
• ไม่เป็นมาตรฐาน IEEE ต้องใช้กับ Switch Cisco เท่านั้น

🟩 MST (Multiple Spanning Tree) คืออะไร❓

👉 MST คือมาตรฐาน IEEE802.1S
👉 แนวคิดคือ: เอา VLAN หลายๆ อันมาจัดกลุ่ม (Instance) แล้วแต่ละกลุ่มก็ใช้ Spanning Tree ร่วมกัน
👉 กำหนดได้เองว่า VLAN ไหนอยู่ในกลุ่ม Instance ไหน

🔷 ข้อดีของ MST ของมาตรฐาน

✅ ลดภาระ CPU และ RAM ของ Switch (ไม่ต้องสร้าง Spanning Tree แยกทุก VLAN)
✅ ยังทำ Load balancing ได้ เช่น กลุ่ม VLAN 10,20,30 ใช้ Instance 1, กลุ่ม VLAN 40,50,60 ใช้ Instance 2)
✅ เป็นมาตรฐาน IEEE ใช้งานร่วมกันได้กับ Switch ทุกยี่ห้อ
✅ Convergence Time (ปรับ Topology ใหม่) เร็ว เพราะใช้พื้นฐาน RSTP

⚠️ ข้อเสียของ MST ของมาตรฐาน

• การตั้งค่าซับซ้อนมากกว่า ต้องกำหนด Region, Instance, VLAN mapping
  
• ถ้า Network ไม่ได้วางแผนดีๆ อาจสับสนว่า VLAN ไหนอยู่ใน Instance ไหน

🔷 ตัวอย่างการนำไปใช้งานจริงในองค์กร

✅ ในเครือข่ายขนาดเล็ก – กลาง ที่ VLAN ไม่เยอะ (ไม่เกิน 50 VLAN)

• PVRST สะดวกจัดตั้งค่าง่าย และแยก Spanning Tree ชัดเจน

✅ ในเครือข่ายขนาดใหญ่ (มี 100 VLAN ขึ้นไป)

• MST เหมาะสมมากกว่า เพราะลดภาระของ Switch และยังทำ Load balancing ได้

✅ ถ้าเป็นเครือข่าย Switch หลายยี่ห้อ (ไม่ใช่ Cisco ล้วน)

• ต้องใช้ MST เพราะเป็นมาตรฐาน IEEE