Reporte Practica 3. Spaning Tree Protocol

INTRODUCCION

Spanning Tree Protocol es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI, (nivel de enlace de datos). Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman. Hay 2 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 el IEEE.

DESCRIPCION

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.

Si la configuración de STP cambia, o si un segmento en la red redundante llega a ser inalcanzable, el algoritmo reconfigura los enlaces y restablece la conectividad, activando uno de los enlaces de reserva. Si el protocolo falla, es posible que ambas conexiones estén activas simultáneamente, lo que podrían dar lugar a un bucle de tráfico infinito en la LAN.

Existen múltiples variantes del Spaning Tree Protocol, debido principalmente al tiempo que tarda el algoritmo utilizado en converger. Una de estas variantes es el Rapid Spanning Tree Protocol

El árbol de expansión (Spanning tree) permanece vigente hasta que ocurre un cambio en la topología, situación que el protocolo es capaz de detectar de forma automática. El máximo tiempo de duración del árbol de expansión es de cinco minutos. Cuando ocurre uno de estos cambios, el puente raíz actual redefine la topología del árbol de expansión o se elige un nuevo puente raíz.

FUNCIOINAMIENTO

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).

Cuando un dispositivo de red se conecta a un puerto del puente/switch este no envía datos de forma instantánea, en su lugar se comienza el proceso para determinar primero como se afecta la topología y finalmente elegir el estado en que quedará el puerto.

ESTADO DE LOS PUERTOS

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 switchs 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.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Utilizando el material solicitado (cables utp directo y cruzado, cable de consola cisco, adaptador usb serial, laptop) y la practica previa d e configuración de un switch, logramos poner en practica y verificar el funcionamiento de Spanning Tree Protocol.

Armamos la red mostrada a continuación, configurando las direcciones ip en cada laptop y switch de la red según corresponde.

En nuestro caso particular, utilizando el SO Ubuntu. y con el programa PUTTY pudimos configurar el switch y verificar a conectividad entre nodos haciendo ping a las distintas terminales.

A continuacion muestro algunas capturas de pantalla de las distintas acciones realizadas durante la configuracion.

Cuando quitamos la conexión entre el switch 2 y el 1 observamos como automáticamente STP habilitaba el puerto hacia el switch 3 y bloqueaba el otro puerto, pero se podía notar como los puertos iban pasando por todos los estados cuando se habilitaban, desde estar en bloqueo, escucha, aprendizaje hasta llegar al estado de envío. Igualmente al desconectar el cable entre el switch 1 y 3.

Al desconectar alguno de los cables, se podía observar como se interrumpían los pings entre los equipos y después de unos segundos(de 39 a 42 en nuestro caso) seguían realizándose normalmente.

CONCLUSION

STP es una herramienta eficaz para manejar conexiones redundantes, así se asegura la existiencia una ruta en caso fallos, aunque como el cambió no es inmediato y tiene un retardo, aun utilizando Fast Forwading, se pueden perder datos.