Spanning tree
De Viquipèdia
Spanning Tree Protocol (STP) és un protocol de xarxa de la segona capa OSI, (capa d'enllaç de dades), que gestiona enllaços redundants (per exemple: xarxes en anell), prevenint bucles infinits de repetició de dades en xarxes que presenten configuració redundant. STP és transparent a les estacions d'usuari. Està basat en un algoritme disenyat per Radia Perlman mentre treballava per a DEC. Hi ha 2 versions del STP:
- la original (DEC STP)
- l'estandaritzada pel IEEE: IEEE 802.1D.
No són compatibles entre sí.
Els bucles infinits succeeixen quan hi ha rutes alternatives entre hosts. Aquestes rutes alternatives són necessàries degut a que, al proporcionar redundància, donen una major fiabilitat ja que, al existir diferents enllaços, en el cas que un falli, un altre enllaç pot seguir suportant el tràfic de la xarxa. No obstant, el problema arriba ja que l'existir aquests cicles en la topologia de xarxa, les trames broadcast i multicast poden quedar-se atrapades en un cicle, al no existir cap camp TTL (Time To Leave, Temps per a sortir) en la Capa 2, tal i com succeeix en la Capa 3. Això desperdicia ample de banda i inutilitza la xarxa. La solució consisteix en permetre cicles físics, però creant una topologia lògica sense cicles. STP permet només una trajectoria activa a la vegada entre dos dispositius de la xarxa (això preveu els bucles) però manté els camins redundants com a reserva si el camí inicial falla.
Si la configuració de STP canvia, o si un segment en la xarxa redundant arriba a ser inassolible, l'algoritme de l'arbre que l'atravessa es reconfigura i reestableix l'acoplament activant la trajectoria de reserva. Si el protocol falla, és possible que ambdues connexions estiguin actives simultàniament, i això podria donar lloc a un bucle de tràfic infinit a la LAN.
Existeixen diferents variants del Spanning Tree Protocol, degut principalment al temps que tarda l'algoritme utilitzat en convergir. Una d'aquestes variants és el Rapid Spanning Tree Protocol.
L'arbre d'expansió (Spanning tree) roman efectiu fins que succeeix un canvi en la topologia. Quan això succeeix, el protocol ho sap. El màxim temps de duració de l'arbre d'expansió és de cinc minuts. Quan succeeix un d'aquests canvis, el pont arrel actual redefineix la topologia de l'arbre d'expansió o s'escull un nou pont arrel.
Taula de continguts |
[edita] Funcionament
Aquest algoritme canvia una xarxa física amb forma de malla, en la que es poden formar bucles, per una xarxa lògica en arbre en la que no es pot produïr cap bucle. Els ponts de xarxa es comuniquen mitjançant missatges de configuració anomenats Bridge Protocol Data Units (B.P.D.U).
El protocol estableix identificadors per pont i escull el que té la prioritat més alta (el número més baix de prioritat numèrica) es constitueix en el pont arrel. Aquest pont arrel establirà el camí de menor cost per a totes les xarxes; cada port té un paràmetre configurable: el Span path cost. Després, entre tots els ponts que conecten un segment de xarxa, s'escull un pont designat, el de menor cost (en el cas que hi hagi el mateix cost en dos ponts, s'escull el que tingui el menor identificador), per a transmetre les trames cap a l'arrel. En aquest pont designat, el port que conecta amb el segment, és el port designat i el que ofereix un camí de menor cost cap a l'arrel, el port arrel. Tots els altres ports i camins són bloquejats.
Aquest article necessita traducció. Aquesta pàgina està traduint-se de l'idioma castellà a partir de l'article Spanning tree, raó per la qual pot haver-hi llacunes de continguts, errors sintàctics o escrits sense traduir.
Podeu col·laborar amb la Viquipèdia continuant amb la traducció des de l'article original. Si l'article roman sense traducció completa durant molt de temps, podrà passar al registe de pàgines per esborrar.
[edita] Elecció del pont arrel
La primera decisió que prenen tots els switches de la red es identificar el puente raíz ya que esto afectará al flujo de tráfico. Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz y envía las BPDU que contienen la dirección MAC de sí mismo tanto en el ID raíz como emisor. Cada switch reemplaza los ID de raíz más alta por ID de raíz más baja en las BPDU que se envían. Todos los switches reciben las BPDU y determinan que el switch que cuyo valor de ID raíz es el más bajo será el puente raíz. El administrador de red puede establecer la prioridad de switch en un valor más pequeño que el del valor por defecto (32768), lo que hace que el ID sea más pequeño. Esto sólo se debe implementar cuando se tiene un conocimiento profundo del flujo de tráfico en la red.
[edita] Mantenimiento del Spanning Tree
Cada intervalo de tiempo marcado en el valor "Hello Time" de las BPDU, suele ser 2 segundos, el puente raíz emite un BPDU proponiéndose como raíz. Los puentes designados cambian sus identificadores y recalculan los costes hasta la raíz. Cuando un puente recibe una BPDU en el que el identificador de la raíz es mayor que el suyo propio, intenta convertirse en raíz y envía BPDUs en los que el identificador de la raíz es su propio identificador.
En cambio, si cuando un puente recibe una BPDU en el que el camino a la raíz es mayor que el coste que él mismo puede ofrecer por uno de sus puertos, intenta convertirse en puente designado. Si el coste es el mismo, se compararían identificadores.
El algoritmo converge cuando todos los puertos de los puentes están en estado de envío o bloqueo.
[edita] 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 ARP.
- 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 y pero ya se actualizan las tablas ARP (ya se aprenden las direcciones MAC). Se procesan las BPDU.
- Envío: A este estado se llega desde Aprendizaje. Las tramas de datos se envían y se actualizan las tablas ARP. 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.
