Protocolo STP


Protocolo STP (Spanning Tree Protocol)

Este es un protocolo de red de nivel dos en el modelo OSI. Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba en DEC, del cual existen dos versiones, la original DEC STP y la estandarizada IEEE, estas dos, no son compatibles entre sí. Actualmente se recomienda el uso de la versión estandarizada. Cuando creamos una red libre defallas, debe existir una ruta libre de loops entre todos los nodos que la componen. El algoritmo Spanning Tree se utiliza para calcular estas rutas. Las tramas de STP son llamadas unidades de datos del protocolo puente o BPDU y son enviadas y recibidas por todos los switches que componen la red a intervalos regulares y se utilizan para determinar la topología que seguirá el protocolo.
STP automatizala administración de la topología de la red con enlaces redundantes, donde dicho protocolo se encarga de gestionar los bucles en la red, los cuales son formados por la misma redundancia que se está creando. Spanning Tree permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión existentes.


Redundancia

Para lograr la redundancia en una red debemoscrear enlaces físicos entre los switches, de forma que haya varios caminos para el envió de paquetes a un mismo destino. Al hacer esto, creamos bucles tanto reales como virtuales en la red LAN. El siguiente es un ejemplo de cómo sería la topología de una red redundante.

Como vemos la red anterior es redundante, sin embargo los ciclos son perjudiciales para la misma, pues producen una serie deproblemas que podrían dejarla inutilizable. Algunos de estos problemas pueden ser:
Tormentas de broadcast: los broadcast son reenviados una y otra vez de forma infinita.
Múltiples copias de una trama: cuando se hace una red redundante es normal que un host reciba una trama repetidas veces.
Tabla cam inconsistente: una trama que proviene de una MAC en particular podría llegar desde enlacesdiferentes.
Bucles recursivos: cada bucle puede generar uno nuevo y crecer exponencialmente.
Por problemas como los anteriores es necesaria la utilización de un protocolo que sea capaz de resolver esos inconvenientes. Es en este punto donde entra el Protocolo Spanning Tree.


Funcionamiento

EL protocolo STP trabaja a nivel de MAC, lo primero que hace es construir un árbol de la topología de la red. Unode los switches STP se convertirá en el nodo raíz, al ganar la selección, para ello cada dispositivo STP empieza a trabajar desde el momento en que es encendido para convertirse en la raíz del árbol mediante el envío de paquetes de datos específicos denominados BPDU (Bridge Protocol Data Unit) a través de todos los puertos. La dirección del receptor de estos paquetes es una dirección de un grupomulticast, esto permite al BPDU atravesar dispositivos no inteligentes como hubs y switches no STP. Después de recibir el paquete desde otro dispositivo, el switch compara los parámetros recibidos con los propios y dependiendo del resultado decide seguir o no intentando ser nodo raíz.

BPDU

Son las tramas que contienen la información del protocolo STP. Son datos enviados a través de las redesde área local para la detección de los bucles en una topología de red. Este protocolo contiene información de los puertos, switches, direcciones de prioridad de puerto, entre otras. Los switches mandan los paquetes BPDU usando la dirección MAC del su puerto de origen una dirección de multicast como MAC de destino, por defecto estas tramas se envían cada 2 segundos.


Elección del Switch RaízPara elegir el switch que será la raíz se utiliza el bridge ID que todos tienen y es único para cada uno, el cual consiste de un valor de 8 bits dividido en dos partes:
Bridge Priority (2 bytes): es la prioridad de un switch en relación con el resto de ellos. Este valor puede estar entre 0 y 65535, por defecto esta en 32768 (0x80000).
MAC Address (6 bytes): Esta dirección se obtiene del módulo...