STP resumen - Protocolo Spanning Tree, PDF

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Protocolo Spanning Tree, ...

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STP (Spanning Tree Protocol) ¿Qué es? El protocolo Spanning Tree es un protocolo desarrollado para enfrentar los inconvenientes de bucles y tramas duplicadas al asegurar que exista sólo una ruta lógica entre todos los destinos de la red, al bloquear de forma intencional aquellas rutas redundantes

STA (Algoritmo Spanning Tree) Algoritmo para determinar los puertos de switch de la red que deben configurarse para el bloqueo y así evitar que se generen bucles Designa un único switch como puente raíz El switch con el menor BID (ID de puente) se transforma en el puente raíz de forma automática BPDU (Bridge Protocol Data Unit): Trama de mensajes que se intercambia entre los switches en STP Cada BPDU contiene un BID El BID contiene   

Un valor de prioridad La dirección MAC del switch emisor Un ID de sistema extendido opcional

El BID de menor valor se determina mediante la combinación de esos tres campos El STA considera los costos tanto de la ruta como del puerto cuando determina la ruta que debe permanecer desbloqueada Si existe más de una ruta a escoger, el STA elige la de menor costo de ruta

Tipos de puertos   

Puertos raíz: Los puertos de switch más cercanos al puente raíz Puertos designados: Todos los puertos que no son raíz y que aún pueden enviar tráfico a la red Puertos no designados: Todos los puertos configurados en estado de bloqueo para evitar los bucles

Puente raíz Punto de referencia para todos los cálculos de spanning tree para determinar las rutas redundantes que deben bloquearse El ID de raíz identifica al puente raíz de la red Inicialmente cada switch se identifica a sí mismo como puente raíz

Comandos spanning-tree cost: comando para configurar el costo de un puerto en una interfaz no spanning-tree cost: comando para volver a establecer el costo de puerto al valor predeterminado show spanning-tree: comando para verificar la prioridad de puente de un switch y el costo de puerto y de ruta hacia el puente raíz

El costo de la ruta es la suma de todos los costos de puertos que atraviesan la ruta hacia el puente raíz La ruta con el menor costo de ruta se convierte en la ruta preferida y todas las demás rutas redundantes se bloquean

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) Contiene 12 campos distintos que se utilizan para transmitir información de prioridad y de ruta que STP necesita para determinar el puente raíz y las rutas al mismo   

Los primeros 4 campos identifican el protocolo, la versión, el tipo de mensaje y los señaladores de estado Los siguientes 4 campos identifican el puente raíz y el costo de la ruta hacia el mismo Los últimos 4 campos son campos temporizadores que determinan la frecuencia en que se envían los mensajes de BPDU y la cantidad de tiempo que la información recibida es retenida

# Campo 4

8

12

Bytes 2

Campo ID de protocolo

1

Versión

1

Tipo de mensaje

1

Señaladores

8

ID de raíz

4

Costo de la ruta

8

ID de puente

2

ID del puerto

2

Antigüedad del mensaje

2

Antigüedad máxima

2

Tiempo de saludo

2

Retraso en el envío

Función Indica el tipo de protocolo que se utiliza. Contiene el valor cero Indica la versión del protocolo. Contiene el valor cero Indica el tipo de mensaje. Contiene el valor cero Incluye uno de los siguientes valores:  Bit de Cambio de topología (TC)  Bit de Acuse de recibo de cambio de topología (TCA) Indica el puente raíz enumerando su prioridad de 2 bytes seguida por su ID de dirección MAC de 6 bytes Indica el costo de la ruta desde el puente que envía el mensaje de configuración al puente raíz Indica el ID de dirección MAC y de prioridad del puente que envía el mensaje Indica el número de puerto desde el cual se envía el mensaje de configuración Indica la cantidad de tiempo que ha transcurrido desde que la raíz envió el mensaje de configuración en el cual se basa el mensaje de configuración actual Indica el momento en que el mensaje de configuración actual debe ser eliminado Indica el tiempo entre los mensajes de configuración del puente raíz Indica la cantidad de tiempo que los puentes deben esperar antes de sufrir la transición a un nuevo estado luego de un cambio en la topología

BID (ID de puente) Se utiliza para determinar el puente raíz de una red Contiene tres campos: 





Prioridad de puente: Valor que puede personalizarse y puede utilizarse para ejercer influencia sobre el switch que debe convertirse en el puente raíz. El switch con la menor prioridad, es decir el menor BID, se transforma en el puente raíz ID de sistema extendido: Contiene el ID de la VLAN con la cual está asociada la BPDU. Se cambia cantidad de bits disponibles para el valor de prioridad del puente, de forma que el incremento para dicho valor cambia de 1 a 4096. Los valores de prioridad de puente sólo pueden ser múltiplos de 4096 Dirección MAC: Cuando dos switches se configuran con la misma prioridad y poseen el mismo ID de sistema extendido, el switch con la dirección MAC con el menor valor hexadecimal es el de menor BID

Comandos spanning-tree vlan vlan-id root primary: comando para asegurar que el switch posea el menor valor de prioridad de puente; establece la prioridad del switch al valor 24576 spanning-tree vlan vlan-id root secondary: comando para contar con un puente raíz alternativo; establece la prioridad del switch al valor 28672 spanning-tree vlan vlan-id priority número: comando para configurar manualmente el valor de prioridad (el valor de prioridad se configura en incrementos de 4096 entre 0 y 65536)

Aplicando estos comandos 

Quiero asignar al S1 (que tiene la VLAN 1) como puente raíz principal: S1(config)#spanning-tree vlan 1 root primary



Quiero asignar al S2 (que tiene la VLAN 1) como puente raíz secundario: S2(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary



Quiero asignar manualmente al S3 (que tiene la VLAN 1) un valor de prioridad de puente de 24576: S3(config)#spanning-tree vlan 1 priority 24576



Verificar la prioridad de puente del S1: S1#show spanning-tree



Configurarle al S2 un puerto de switch F0/1 con un costo de puerto de 25: S2(config)#interface f0/1 S2(config-if)#spanning-tree cost 25



Regresarle al S2 el costo del puerto F0/1 al valor predeterminado: S2(config)#interface f0/1 S2(config-if)#no spanning-tree cost

Funciones de los puertos Existen cuatro funciones de puertos distintas en las que los puertos de switch se configuran durante el proceso de spanning-tree  





Puerto raíz: Existe en los puentes que no son raíz y es el puerto con el mejor camino hacia el puente raíz Puerto designado: Existe en los puentes raíz y en los que no son raíz. Para los puentes raíz, todos los puertos de switch son designados. Para los puentes que no son raíz, un puerto designado es el switch que recibe y envía trama a través del puente raíz según sea necesario. Solo se permite un puerto designado por segmento Puerto no designado: Es aquel puerto de switch que está bloqueado, de manera que no envía tramas de datos ni llena la tabla de direcciones MAC. El puerto no designado también se le conoce como puerto alternativo Puerto deshabilitado: Es un puerto de switch que está administrativamente desconectado

spanning-tree port-priority número: comando para configurar el valor de prioridad del puerto 

Ej. La prioridad de puerto para el puerto F0/1 se ha establecido en 112 S2(config)#interface f0/1 S2(config-if)#spanning-tree port-priority 112

Estados de los puertos y temporizadores de BPDU en STP Cada puerto de switch sufre una transición a través de cinco estados posibles y tres temporizadores de BPDU Estados de puertos     

Bloqueo Escuchar Aprender Enviar Deshabilitar

Procesos

Bloqueo

Escuchar

Aprender

Enviar

Recibe y procesa las BPDU Enviar tramas de datos recibidas en la interfaz Enviar tramas de datos conmutada s de otra interfaz Aprender las direcciones MAC

SI

SI

SI

SI

Deshabilita r NO

NO

NO

NO

SI

NO

NO

NO

NO

SI

NO

NO

NO

SI

SI

NO

Temporizadores de BPDU La cantidad de tiempo que un puerto permanece en los distintos estados depende de los temporizadores de BPDU. Sólo el switch con función de puente raíz puede enviar información a través del árbol para ajustar los temporizadores Tipos de temporizadores: 





Tiempo de saludo: El tiempo que transcurre cada vez que una trama de BPDU es enviada a un puerto. Este valor está predeterminado en 2 segundos pero puede ajustarse al intervalo de 1 a 10 segundos Retraso en el envío: El tiempo que transcurre en los estados de escuchar y aprender. Este valor está predeterminado en 15 segundos pero puede ajustarse al intervalo de 4 a 30 segundos Antigüedad máxima: Controla la cantidad máxima de tiempo en que un puerto de switch guarda información de la configuración de la BPDU. Este valor está predeterminado en 20 segundos pero puede ajustarse al intervalo de 6 a 40 segundos

Tecnología PortFast de Cisco PortFast es una tecnología de Cisco. Cuando un switch de puerto configurado con PortFast se establece como puerto de acceso, sufre una transición del estado de bloqueo al de enviar de manera inmediata, saltando los pasos de escuchar y aprender Para verificar que PortFast se ha habilitado para un puerto de switch, utilice el comando show running-config spanning-tree portfast: comando para habilitar PortFast a un puerto no spanning-tree portfast: comando para quitar PortFast a un puerto 

Ej. Habilite PortFast al puerto F0/11 S2(config)#interface f0/11 S2(config-if)#spanning-tree portfast

Convergencia de STP Es el tiempo que le toma a la red determiner el switch que asumirá la función del puente raíz, atravesar todos los otros estados de puerto y configurar todos los puertos de switch en sus funciones de puertos finales de spanning-tree Tiene tres pasos:   

Paso 1: Elegir un puente raíz Paso 2: Elegir los puertos raíz Paso 3: Elegir los puertos designados y no designados...