Spanning-Tree Spanning-T ree Protocol (S T P) P) Topologías Redundantes de capa 2 Importancia de la Redundancia: Redundancia: -La redundancia de Capa 2 mejora la disponibilidad de la red implementando implementando rutas de red alternas. -Cuando usamos redundancia la interrupción de una ruta simple no afecta la conecvidad de los equipos de red. -La redundancia es la solución para lograr la disponibilidad necesaria. -La redundancia se logra en las capas de distribución y núcleo (odelo !er"rquico#. Inconvenientes Inconvenientes de la Redundancia: -Bucles de capa 2 $ Cuando e%iste e%iste una topolog&a redundante redundante y ') esta des*abilitado des*abilitado pueden producirse producirse bucles de capa 2. $ Los bucles bucles se producen producen porque las tramas et*ernet no usan usan L. $ Las tramas broadcast se envian envian por todos los puertos+ menos el de origen. $ ,abilitando ,abilitando ') se pueden evitar evitar los bucles bucles de capa capa 2.
-Tormentas de broadcast $ 'e producen cuando cuando muc*as tramas tramas de broadcast broadcast quedan atrapadas atrapadas en un un bucle de Capa 2. $ sto consume consume todo el anc*o anc*o de banda para para el traco traco legimo. $ ientras ientras mas equipos nales nales ene la red+ mas grande sera la la tormenta de broadcast. $ )uede producir producir que los los equipos nales no funcionen funcionen correctamente. correctamente. -Tramas de unicast duplicadas $ Las tramas unicast en un bucle pueden generar generar tramas duplicadas. duplicadas. $ Las tramas duplicadas no son son reconocidas por protocolos protocolos de capas superiores. superiores. -Bucles en el armario de cableado $ 'e producen por por cone%iones duplicadas duplicadas accidentales accidentales en los armarios armarios de cableado. $ /na de las principales causas causas es que los cables de red no est0n est0n debidamente idencados idencados cuando nali1an nali1an en el )atc* )anel. -Bucles en los cubículos $ 'e producen cuando los *ub *ub o sitc*es personales personales de los usuarios nales son interconectados interconectados entre si.
Introducción STP Topología STP: -l protocolo spanning tree (')# fue desarrollado para enfrentar los inconvenientes de la redundancia. -STP bloquea intencionalmente las rutas redundantes. -ste bloqueo asegura que e%ista sólo una ruta lógica entre todos los desnos de la red. -as rutas !sicas siguen e%isendo aunque las rutas lógicas est0n siendo bloqueadas. -as tramas BP"# no son bloqueadas. -as rutas redundantes blo$ueadas pueden ser acvadas de forma din"mica en caso ser necesarias. %lgoritmo STP: -STP uli1a el algoritmo spanning tree ('5#. -ST% determina los puertos de sitc* de la red que deben congurarse para el bloqueo. -ST% designa un único sitc* como puente ra&1 y lo uli1a como punto de referencia para todos los c"lculos de rutas. -ST% calcula la ruta m"s corta *acia el puente ra&1. -os s&itc'es con STP intercambian tramas de 6)7/ para determinar el sitc* que posee el menor 87 de puente (687# en la red. -l s&itc' con el menor BI" se transforma en el puente ra&1. -La BP"# es la trama de mensaje que se intercambia entre los sitc*es con ') -ST% usa los costos de puerto y de ruta para determinar la ruta que debe permanecer desbloqueada. -ST% elige la ruta de menor costo. l puente raí: -'irve como punto de referencia para todos los c"lculos de spanning-tree. -'e encarga de determinar las rutas redundantes que deben bloquearse. -odos los sitc*es de un dominio de broadcast parcipan del proceso de elección del puente ra&1. -l 87 de rai1 idenca al puente rai1. -Luego de que todos los sitc* intercambian 6)7/+ el sitc* con el 687 m"s peque9o es elegido con el puente ra&1. as me*ores rutas al puente raí: -l costo de la ruta es igual a la suma de los costos de los puertos que atraviesa la ruta desde el desno al puente ra&1. -Por de+ecto el costo de un puerto lo determina la velocidad a la $ue +unciona: $ 4: ;b $ 4:: b
-#na trama BP"# conene .2 campos disntos $ue iden/can lo siguiente:
2
$ )rotocolo $ @ersión $ ipo de mensaje $ 'e9aladores de estado $ )uente ra&1 $ Costo Auta *acia )uente Aa&1 $ Brecuencia de env&os y retención de la información de los 6)7/ Proceso BP"#: -8nicialmente cada 'itc* supone que es el puente ra&1+ ya que en principio el 87 Aa&1 local es igual que el 687. -Las tramas 6)7/ se envian cada 2 segundos. -Cada sitc* almacena localmente su 687+ el 87 Aa&1 y el costo de la ruta *acia el puente rai1. -Cuando un sitc* adyacente recibe un 6)7/ compara el 87 Aai1 de la trama 6)7/ recibida con el 87 Aai1 Local $ 'i el 87 Aai1 de la trama 6)7/ recibida es menor que el 87 Aai1 Local el sitc* actuali1a el 87 Aai1 local y el 87 Aa&1 de sus mensajes 6)7/. $ 'i el 87 Aai1 de la trama 6)7/ recibida es mayor que el 87 Aai1 Local el sitc* descarta la trama. -Las tramas 6)7/ tambien actuali1an el costo de la ruta *acia el puente rai1. -7espues de que todos los sitc*es *an intercambiado por primera ve1 las 6)7/+ cada sitc* debera poder ver el menor 87 Aai1 de la topologia '). I" de Puente (BI"): Se ulia para determinar el puente raí de una red 0 conene 1 campos: -Prioridad de puente $ s un valor congurable que ene inuencia sobre el sitc* que debe converrse en el puente ra&1 $ l 'itc* con la menor prioridad se convierte en el puente rai1 $ l valor predeterminado en los sitc*es cisco es D2EFG $ La rango de prioridad esta entre 4 y FHHDF+ siendo 4 la prioridad +mas alta. -I" de sistema etendido $ ste campo conene el 87 de la @L5I con la cual esta asociada la 6)7/ $ )uede omirse para algunas conguraciones $ l valor de 87 de sistema e%tendido se agrega al valor de prioridad de puente en el 687 -"irección 3%, $ s el factor de decision en caso de que la prioridad de puente y el 87 de sistema e%tendido sean iguales entre los sitc*es. $ l 'itc* con la 5C address mas bajita (en caso de que la prioridad sea igual# sera elegido como el puente rai1. 4unciones de los puertos:
-La ubicacion del puente rai1 determina la forma en que se calcula la funcion de cada puerto. -Los puertos de un sitc* pueden tener > funciones en el proceso de spanning-treeJ $ )uerto Aai1 $ )uerto 7esignado $ )uerto no 7esignado $ )uerto 7es*abilitado
-Puerto Rai:
D
$ %isten en los puentes que no son rai1 $ 'on los puertos de un sitc* con el mejor camino *acia el puente rai1 $ 'olo se permite un puerto rai1 por puente $ Aeenvia el traco a traves del puente rai1 -Puerto "esignado: $ %isten en los puentes rai1 y en los que no son rai1 $ n un puente rai1 todos los puertos son designados $ 'olo se permite un puerto designado por segmento -Puerto no "esignado $ s aquel puerto del sitc* que esta bloqueado $ ambien se denomina puerto alternavo -Puerto "esa'abilitado $ s aquel puerto del sitc* que esta administravamente desconectado -leccion Puerto Rai $ n un sitc*+ el puerto que tenga el menor costo de ruta total *acia el puente rai1 es considerado como puerto rai1. $ n una topologia spanning-tree todos los sitc*es+ a e%cepcion del puente rai1+ enen un puerto rai1. $ l valor de prioridad de puerto se uli1a para denir el puerto rai1 en caso de que *aya m"s de un puerto con ruta preferida *acia el puente rai1. $ l valor de prioridad de puerto por defecto es 42G+ pero este valos puede ser congurado manualmente. $ l valor de prioridad de puerto oscila entre : y 2>:. -leccion Puerto "esignado 0 no "esignado $ l puente ra&1 congura de forma autom"ca todos sus puertos de sitc* en la función de designado. $ Los puertos designados se conguran para todos los segmentos de L5I. $ Cuando dos sitc*es conectados ya *an denido sus puertos ra&1+ se decide cual va a ser el puerto designado y cu"l va a ser el puerto no designado comparando los 687. $ 5quel puerto que pertene1ca al sitc* que ene el 687 m"s bajo ser" el puerto designado. stado de los puertos: ') conene H estados de puertosJ -Blo$ueo: $ l puerto es un puerto no designado y no parcipa en el env&o de tramas $ Aecibe tramas de 6)7/ para ubicar información sobre el puente ra&1 -scuc'ar: $ l puerto puede parcipar en el env&o de tramas de acuerdo a las tramas de 6)7/ que el sitc* *a recibido $ l puerto de sitc* no sólo recibe tramas de 6)7/+ sino que tambi0n transmite sus propias tramas de 6)7/ -%prender: $ l puerto se prepara para parcipar en el env&o de tramas $ l puerto llena la tabla de direcciones 5C -nviar: $ l puerto se considera parte de la topolog&a acva $ l puerto env&a tramas y env&a y recibe tramas de 6)7/
>
-"es'abilitado: $ n este estado el puerto no parcipa en ') porque esta administravamente desacvado Temporiadores de BP"#: La candad de empo que un puerto permanece en los disntos estados de puerto depende de los tempori1adores de 6)7/. os siguientes temporiadores determinan el rendimiento de STP 0 los cambios de estado: -Tiempo de saludo: $ s el empo que transcurre cada ve1 que una trama de 6)7/ es enviada a un puerto $ ste valor est" predeterminado en 2 segundos pero puede ajustarse al intervalo de 4 a 4: segundos -Retraso en el envío: $ s el empo que transcurre en los estados de escuc*ar y aprender $ ste valor est" predeterminado en 4H segundos por estado+ pero puede ajustarse al intervalo de > a D: segundos -%ng5edad m6ima: $ ste controla la candad m"%ima de empo en que un puerto de sitc* guarda información de la conguración de la 6)7/ $ ste valor est" predeterminado en 2: segundos pero puede ajustarse al intervalo de F a >: segundos os temporiadores de retraso de envió 0 ang5edad m6ima pueden recon/gurarse7 así como el di6metro de la red7 pero no se recomiendan estos cambios8 Tecnología Port4ast de ,isco -sta es una tecnologia propietaria de Cisco -Los puertos congurados con porKast sufren una transición del estado de bloqueo al de enviar de manera inmediata -sta tecnolog&a se uli1a solamente en puertos que conectaran disposivos nales ()C+ 'ervidores+ )rinters+ etc..# -'i se reciben 6)7/ por un puerto que est" uli1ando porKast este se bloqueara
,onvergencia de STP a convergencia es el empo $ue le toma a la red determinar lo siguiente: -l puente Aai1 -5travesar todos los otros estados de puerto -Congurar todos los puertos de sitc* en sus funciones de puertos nales de spanning-tree l proceso de convergencia demora un empo en completarse debido a los disntos tempori1adores que se uli1an. l proceso de convergencia consta de tres pasos: 4.legir un puente ra&1 2.legir los puertos ra&1 D.legir los puertos designados y no designados 333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333
