Explicación del protocolo del árbol de Spanning Stp
Descripción Los clientes pueden ver Spanning Tree Protocol (STP) activado en sus interruptores, o pueden verlo como una opción en ciertos equipos Telos, pero ¿qué es STP, y por qué lo usamos?El problema: Loops de red Si alguna vez has conectado un conmutador de red a sí mismo, es posible que hayas aprendido rápidamente que era una mala idea, ya que las sobrecargas del conmutador y la red se paralizan. Si bien la mayoría de las personas no conectan un conmutador a sí mismas, pueden crear el mismo efecto construyendo una topología del anillo, donde el conmutador 1 conecta con el conmutador 2, el conmutador 2 conecta al conmutador 3, pero luego el conmutador 3 conecta de nuevo al conmutador 1, como se ve a continuación: Este artículo no es una guía, sino que está destinado a desmitificar STP y proporcionar una introducción.
La mayoría de las veces, su interruptor sólo enviará un mensaje a su destinatario previsto. Por ejemplo, si su PC está conectado al puerto 1 de su interruptor, y su servidor está conectado al puerto 5, entonces los mensajes entre su PC y el servidor sólo se enviarán desde el puerto 1 al puerto 5, y desde el puerto 5 de vuelta al puerto 1. Lo llamaríamos una conversación de uno a uno, o "unicast": porque otros dispositivos no están involucrados en esta "conversación", no necesitamos molestarnos en enviar esos mensajes a todos los demás puertos, lo que generaría mucho tráfico innecesario. Pero, ¿qué sucede cuando tenemos que enviar mensajes a TODOS los dispositivos? Bueno, eso significaría que se envía un mensaje a todos los puertos. Llamamos a estos mensajes "transmitidos" y mientras la mayoría de las conexiones son unicast (uno a uno), los mensajes de transmisión también son comunes, ya que varios protocolos los utilizan para reunir una variedad de información.
¿Ves alguna diferencia? No lo hay realmente, y no habrá mucha diferencia con un tercer interruptor siempre y cuando estemos simplemente encadenando: Hasta ahora, estamos operando sin problemas. Ahora, vamos a golpear el golpe mortal y conectar el interruptor 3 de vuelta al interruptor 1:
Bueno, cuando conectamos el Switch 3 al Switch 1, empezamos a enroscar ese mensaje. Para ser precisos, un mensaje de transmisión que fue enviado originalmente desde Switch 1 fue enviado al Switch 2 y Switch 3 simultáneamente, y debido a que es un mensaje de transmisión, Switch 2 y Switch 3 enviaron el mismo mensaje uno al otro. Entonces, ambos enviaron ese mensaje de vuelta al Switch 1, que entonces comenzó el ciclo de enjuague, espuma, repetición. Para ilustrar, el proceso probablemente progresó así, pero mucho más rápido: Conectando Switch 3 de vuelta al Switch 1, empezamos a duplicar el mensaje infinitamente en nuestra red. El ciclo continúa hasta que todos los interruptores están tan sobrecargados con mensajes duplicados que no tienen suficiente energía de CPU y simplemente dejan de funcionar.
Ahora, se puede utilizar para más de eso, pero esencialmente eso es para lo que fue construido. STP está activado por defecto en la mayoría de los interruptores, y esto es para asegurar que los bucles de red nunca son un problema. El proceso por el que lo hace es un poco más complicado, y hay incluso diferentes tipos de protocolos de árbol de Spanning que se pueden utilizar, pero que está más allá del alcance de este documento. ¿Cómo funciona? STP utiliza un proceso llamado convergencia, por lo que los interruptores descubren qué enlaces son lo suficientemente importantes para mantenerse al día (encaminar), y cuáles deben estar apagados (bloquear) hasta que sean necesarios. Volvamos a nuestro ejemplo de los 3 interruptores todos conectados juntos. Antes de que STP estuviera habilitado, los mensajes se duplicaban y se enviaban por todo el lugar de forma incontrolable. Sin embargo, con STP habilitados, los interruptores colectivamente deciden bloquear uno de estos enlaces y derrotar el bucle:
¿Cómo se bloquea el enlace? Durante el proceso de convergencia, todos los interruptores conectados intercambian información para decidir quién es el líder. Este interruptor "líder" se designa como el puente raíz, y esta designación es muy importante, porque es un factor decisivo para determinar qué enlaces continúan enviando tráfico, y cuáles lo bloquean. Una vez que se decide un puente raíz, entonces la tarea se convierte en determinar el camino de red más eficiente a ese puente raíz. Este proceso ocurre contando el "costo" de cada puerto conectado al puente raíz. El costo del puerto es simplemente una medición de la velocidad de enlace (Mb/s). Por ejemplo, un enlace de 100 Mb/s costaría más de un enlace de 1000 Mb/s, así que dada la elección entre los dos, un interruptor utilizará el enlace de 1000 Mb/s porque es más rápido (es "costa menos"). Si hay múltiples interruptores entre un interruptor y el puente raíz, entonces el costo de cada enlace se resume en el "costo de ruta".
¿No hay una mejor manera? Sí, la captura anterior es cierto, pero sólo con STP clásico (que todavía se utiliza hoy). La buena noticia es que otros protocolos han surgido para hacer STP más eficiente. Después de todo, 50 segundos es mucho tiempo en cualquier red. Uno de estos protocolos es Rapid PVST+, o Rapid Per-VLAN Spanning Tree Protocol+. Este protocolo puede converger sobre una base per-VLAN en tan sólo 1 segundo! Aunque esto es una gran mejora en el tiempo de convergencia, se produce a un costo de mayor uso de CPU y memoria. El Takeaway Spanning Tree Protocol es una gran herramienta para derrotar bucles y crear simultáneamente enlaces redundantes dentro de su red Axia. Sin embargo, antes de implementar redundancia, asegúrese de entender los beneficios e inconvenientes de cada protocolo, así como cómo habilitar el tipo de STP (RSTP, PVST+, etc.) que desea utilizar en su red. Mientras que algunos tipos tengan mayores tiempos de convergencia, otros requieren más recursos de su cambio.
Documento adaptado por Ing. Sebastián Vallejos
