Spannig Tree

1. Spanning-tree
1.1. Introducción
Es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI. Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba para DEC. Hay 2 versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE (IEEE 802.1D), que no son compatibles entre sí.
Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia deenlaces redundantes. El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice la eliminación de bucles. STP es transparente a las estaciones de usuario.
Los bucles infinitos ocurren cuando hay rutas alternativas hacia una misma máquina o segmento de red destino. Estas rutas alternativas son necesarias paraproporcionar redundancia, ofreciendo una mayor fiabilidad a la red. Si existen varios enlaces, en el caso que uno falle, otro enlace puede seguir soportando el tráfico de la red. Los problemas aparecen cuando utilizamos dispositivos de interconexión de nivel de enlace, como un puente de red o un conmutador de paquetes.
1.2. Funcionamiento
Este algoritmo cambia una red física con forma de malla, enla que existen bucles, por una red lógica en árbol en la que no existe ningún bucle. Los puentes se comunican mediante mensajes de configuración llamados Bridge Protocol Data Units (BPDU).

El protocolo establece identificadores por puente y elige el que tiene la prioridad más alta (el número más bajo de prioridad numérica), como el puente raíz. Este puente raíz establecerá el camino de menorcoste para todas las redes; cada puerto tiene un parámetro configurable: el Spanpathcost. Después, entre todos los puentes que conectan un segmento de red, se elige un puente designado, el de menor coste para transmitir las tramas hacia la raíz. En este puente designado, el puerto que conecta con el segmento, es el puerto designado y el que ofrece un camino de menor coste hacia la raíz, el puertoraíz. Todos los demás puertos y caminos son bloqueados, esto es en un estado ya estacionario de funcionamiento.

1.3. Elección del puente raíz
La primera decisión que toman todos los switches de la red es identificar el puente raíz ya que esto afectará al flujo de tráfico. Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz y envía las BPDUs que contienen la dirección MAC de sí mismo tantoen el BID raíz como emisor. El BID es el Bridge IDentifier: Bridge Priority + Bridge Mac Addres. El Bridge Priority es un valor configurable que por defecto está asignado en 32768. El Bridge Mac Address es la dirección MAC (única) del Puente.
Cada switchremplaza los BID de raíz más alta por BID de raíz más baja en las BPDU que se envían. Todos los switches reciben las BPDU y determinan que elswitch que cuyo valor de BID raíz es el más bajo será el puente raíz. El administrador de red puede establecer la prioridad de switch en un valor más pequeño que el del valor por defecto (32768), lo que hace que el BID sea más pequeño. Esto sólo se debe implementar cuando se tiene un conocimiento profundo del flujo de tráfico en la red.

1.4. Elección de los puertos seleccionados
Una vez elegidoel puente raíz y los puertos raíz de los otros puentes pasamos a calcular los puertos designados de cada segmento de red. En cada enlace que exista entre dos switches habrá un puerto designado, el cual será el puerto del switch que tenga un menor coste para llegar al puente raíz (Root Bridge), este costo administrativo será un valor que estará relacionado al tipo de enlace que exista en el puerto(Ethernet, FastEthernet, GigabitEthernet).Cada tipo de enlace tendrá un coste administrativo distinto, siendo de un costo menor el puerto con una mayor velocidad. Si hubiese empate entre los costos administrativos que tienen los dos switches para llegar al root bridge, entonces se eligirá como Designed Port, el puerto del Switch que tenga un menor Bridge ID (BID).

1.5. Puertos bloqueados...