Práctica 3

SPANNING TREE PROTOCOL

Spanning Tree es un protocolo de nivel 2 del modelo OSI. Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman. Hay dos versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE (IEEE 802 .1D), que no son compatibles entre sí. En la actualidad se recomienda utilizar la versión estandarizada por IEEE.

Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones). El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice que la topología está libre 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 de destino. Estas rutas alternativas son necesarias para proporcionar redundancia, ofreciendo una mayor fiabilidad. 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.

Este algoritmo cambia una red física con forma de malla, en la 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 (B.P.D.U).

Los estados en los que puede estar un puerto son los siguientes:

* Bloqueo: En este estado sólo se pueden recibir BPDU's. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas de direcciones MAC(mac-address-table).

* Escucha: A este estado se llega desde Bloqueo. En este estado, los switches determinan si existe alguna otra ruta hacia el puente raíz. En el caso que la nueva ruta tenga un coste mayor, se vuelve al estado de Bloqueo. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas ARP. Se procesan las BPDU.

* Aprendizaje: A este estado se llega desde Escucha. Las tramas de datos se descartan pero ya se actualizan las tablas de direcciones MAC(aquí es donde se aprenden por primera vez). Se procesan las BPDU.

* Envío: A este estado se llega desde Aprendizaje. Las tramas de datos se envían y se actualizan las tablas de direcciones MAC (mac-address-table). Se procesan las BPDU.

* Desactivado: A este estado se llega desde cualquier otro. Se produce cuando un administrador deshabilita el puerto o éste falla. No se procesan las BPDU.

Objetivo:

Que se observe como es que funciona STP, identificando las conexiones redundantes a traves de los BPDU's y comprobar que una vez que el algoritmo elige el que sera el nodo raiz, se forma el árbol.

Material:

• 3 Laptop con interfaz Ethernet y puerto Serial RS-232C
• 3 Switches Cisco CS-1912-A
• 3 Cables cruzados UTP p/ Ethernet
• 3 Cables derechos UTP

Desarrollo:

Se conectaron las laptops y los switches de la siguiente manera:



Se accedió al switch por medio de Putty y se les asignaron a las computadoras y a los switches las IP's correspondientes a cada uno.
En la tarminal se verificó la conectividad con el comando ping las otras dos laptops y a los tres switches.



Una vez que se comprobó la conectividad en la red, se verificó cuál switch se eligió como el nodo raíz:




Una vez que se identificó al switch raíz, se puso a prueba el protocolo STP forzándolo a cambiar la topología.

Para observar el cambio de topología, primero se hizo un ping recursivo hacía el switch raíz:

Luego se desconectó el enlace activo en el switch raíz y después de unos segundos se podía observar el cambio que hace STP activando el puerto que se encontraba en estado bloqueado, en el ping recursivo hacia el switch raíz se podía observar que durante pocos segundos se detenía y una vez hecho el cambio, el ping seguía respondiendo, incluso con el enlace de la raíz desconectado.

Se cambió el Bridge ID del switch raíz por un valor más alto, para observar como STP asigna al switch con el Bridge ID más bajo: