STP

¿Qué es STP(Spanning Tree Protocol)?

En pocas palabras, el protocolo STP se creó para resolver el problema de los bucles en la red. Su nombre completo es protocolo Spanning Tree, que funciona en la segunda capa de red del modelo OSI. Su estándar de protocolo es IEEE802.1D. STP optimiza la estructura de red en anillo convirtiendo algunos enlaces en un estado de bloqueo.

¿Por qué necesitamos STP?

Para mejorar la fiabilidad de la estructura, a menudo existen múltiples enlaces físicos entre dispositivos. Esta configuración redundante conducirá inevitablemente a bucles. En una red L2, los bucles generarán tormentas de difusión, lo que hará que el ancho de banda de la red y los recursos de procesamiento se agoten y finalmente queden paralizados. El protocolo STP resuelve el problema del reenvío continuo de mensajes en una red en anillo.

Conceptos básicos de STP

STP cambia la estructura en anillo por una estructura de red en árbol. Hay cuatro términos que deben entenderse: puente raíz, puerto raíz, puerto designado y coste de ruta.

Para una red STP, solo hay un puente raíz. Por lo general, se selecciona como puente raíz un dispositivo con buen rendimiento y una capa de red alta. El puente raíz es único, pero no inmutable, y cambiará de acuerdo con los cambios en la topología de la red.

El puerto raíz se refiere al puerto con el menor costo hacia el puente raíz entre todos los puertos STP de un dispositivo, y es responsable de reenviar datos al puente raíz. Solo hay un puerto raíz en un dispositivo que ejecuta el protocolo STP.

Cabe señalar que el dispositivo de puente raíz no tiene un puerto raíz. Los puertos designados tienen definiciones diferentes en distintos niveles. Para un dispositivo, el puerto conectado directamente en el dispositivo que está conectado directamente a él y que es responsable de enviar mensajes de configuración es el puerto designado. Para una red, el puerto conectado directamente en el dispositivo que reenvía mensajes de configuración a este segmento de red es el puerto designado.

El coste de ruta se refiere al valor de coste del puerto, y el coste de ruta raíz se refiere al coste de ruta acumulado en el proceso de llegar al puente raíz.

¿Cómo funciona STP?

Cuando se inicializa la red, todos los dispositivos se considerarán a sí mismos como el puente raíz. Mediante el intercambio de mensajes BPDU, se selecciona como puente raíz el dispositivo con la prioridad más alta. Si las prioridades son iguales, se comparan las direcciones MAC. Cada dispositivo de puente no raíz determinará como puerto raíz el puerto con la menor sobrecarga para recibir mensajes de configuración. Si la sobrecarga es la misma, se comparará el BID.

El dispositivo designará uno de los puertos en ambos extremos de cada ruta física como puerto designado según el mensaje de configuración del puerto y el coste de la ruta del puerto raíz. En este momento, los puertos restantes sin identidades se bloquearán. Este paso sirve para evitar que se formen bucles.

Después de que se eligen correctamente el puente raíz, el puerto raíz y el puerto designado, se establece toda la topología de árbol. Una vez que la topología es estable, solo el puerto raíz y el puerto designado reenvían tráfico, y otros puertos no raíz y no designados se encuentran en estado de bloqueo. Solo reciben paquetes del protocolo STP, pero no reenvían tráfico de usuario.

La aplicación de STP

Como se muestra en la figura siguiente, la red en anillo de capa 2 se configura con STP para evitar que los mensajes circulen indefinidamente en bucle por la red, y se bloquea un puerto del dispositivo 1.