Protocolo Spanning-Tree


La redundancia en una red es fundamental. Permite que las redes sean tolerantes a las fallas. Las topologías redundantes proporcionan protección contra el tiempo de inactividad, o no disponibilidad, de la red El tiempo de inactividad puede deberse a la falla de un solo enlace, puerto o dispositivo de red. Los ingenieros de red a menudo deben equilibrar el costo de la redundancia con la necesidad de disponibilidad de la red.

Las topologías redundantes basadas en switches y puentes son susceptibles a las tormentas de broadcast, transmisiones de múltiples tramas e inestabilidad de la base de datos de direcciones MAC: Estos problemas pueden inutilizar la red Por lo tanto, la redundancia se debe planificar y supervisar cuidadosamente.

Las redes conmutadas brindan las ventajas de dominios de colisión más pequeños, microsegmentación y operación full duplex. Las redes conmutadas brindan un mejor rendimiento.

La redundancia en una red es necesaria para protegerla contra la pérdida de conectividad debido a la falla de un componente individual. Sin embargo, esta medida puede dar como resultado topologías físicas con loops. Los loops de la capa física pueden causar problemas graves en las redes conmutadas.

El protocolo Spanning-Tree se usa en redes conmutadas para crear una topología lógica sin loops a partir de una topología física con loops. Los enlaces, puertos y switches que no forman parte de la topología activa sin loops no envían tramas de datos. El protocolo Spanning Tree es una herramienta poderosa que le otorga a los administradores de red la seguridad de contar con una topología redundante sin que exista el riesgo de que se produzcan problemas provocados por los loops de conmutación.

Este módulo abarca algunos de los objetivos de los exámenes CCNA 640-801 e ICND 640-811.

Los estudiantes que completen este módulo deberán ser capaces de realizar las siguientes tareas:

• Definir la redundancia y su importancia en networking

• Describir los elementos claves de una topología de red redundante.

• Definir las tormentas de broadcast y su impacto en las redes conmutadas.

• Definir las transmisiones múltiples de trama y su impacto en las redes conmutadas.

• Identificar las causas y los resultados de la inestabilidad de la base de datos de direcciones MAC.

• Identificar las ventajas y los riesgos de una topología redundante.

• Describir el rol del spanning tree en una red conmutada con rutas redundantes.

• Identificar los elementos clave de la operación del spanning tree

• Describir el proceso para la selección del puente raíz.

• Enumerar los estados del spanning tree en orden

• Comparar el protocolo Spanning Tree y el Protocolo Rapid Spanning Tree

En esta sección se explica cómo utilizar STP para crear una topología sin loops.

Los puentes y switches Ethernet pueden implementar el protocolo Spanning-Tree IEEE 802.1d y usar el algoritmo spanning-tree para desarrollar una red de ruta más corta sin loops.

La ruta más corta se basa en costos de enlace acumulativos. Los costos de enlace se basan en la velocidad del enlace.

El Protocolo Spanning Tree establece un nodo raíz denominado puente raíz. El Protocolo Spanning-Tree desarrolla una topología que tiene una ruta para llegar a todos los nodos de la red. El árbol se origina desde el puente raíz Los enlaces redundantes que no forma parte del árbol de primero la ruta más corta se bloquean.

Dado que determinadas rutas están bloqueadas, es posible desarrollar una topología sin loops. Las tramas de datos que se reciben en enlaces que están bloqueados se descartan.

El Protocolo Spanning Tree requiere que los dispositivos de red intercambien mensajes para detectar los loops de puenteo. Los enlaces que generan loops se colocan en estado de bloqueo.

Los switches envían mensajes denominados unidades de datos del protocolo puente (BPDU) para permitir la creación de una topología lógica sin loops. Las BPDU se siguen recibiendo en los puertos que están bloqueados. Esto garantiza que si una ruta o un dispositivo activo falla, se puede calcular un nuevo spanning-tree.

Las BPDU contienen información que permite que los switches ejecuten acciones específicas:

• Seleccionar un solo switch que actúe como la raíz del spanning-tree.
• Calcular la ruta más corta desde sí mismo hacia el switch raíz

• Designar uno de los switches como el switch más cercano a la raíz, para cada segmento LAN. Este switch se denomina switch designado. El switch designado adminstra todas las comunicaciones desde la LAN hacia el puente raíz.

• Elegir uno de sus puertos como su puerto raíz, para cada switch que no es un switch raíz. Esta es la interfaz que brinda la mejor ruta hacia el switch raíz.

• Seleccionar puertos que forman parte del spanning-tree. Estos puertos se denominan puertos designados. Los puertos no designados se bloquean.

Operación de spanning-tree

En esta sección se le enseña a los estudiantes acerca de los puertos y dispositivos que se pueden encontrar en una red STP conmutada.

Una vez que la red se ha estabilizado, se ha producido la convergencia y hay un spanning-tree por red.

Como resultado, existen los siguientes elementos para cada red conmutada:

• Un puente raíz por red

• Un puerto raíz por puente que no sea raíz

• Un puerto designado por segmento

• Puertos no designados o que no se utilizan

Los puertos raíz y los puertos designados se usan para enviar (F) tráfico de datos.

Los puertos no designados descartan el tráfico de datos. Estos puertos se denominan puertos de bloqueo (B) o de descarte.

 

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Categoría: Conectividad y Redes.




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