Spanning Tree Protocol (STP): Qué hace y cómo funciona

En el mundo de las redes informáticas son muchos los protocolos que existen para garantizar que las comunicaciones funcionen de la mejor manera posible. En esta área hay protocolos bastante populares como es el caso del HTTP, SSH, TCP, UDP … hay otros que no son muy hablados más tienen una importancia enorme!

Hoy haré una breve introducción al Protocolo de árbol de expansión – Spanning Tree Protocol (STP).

La alta disponibilidad de una red informática requiere, en muchas situaciones, que existan equipos redundantes así como conexiones. Sin embargo, el hecho de que existen enlaces/topologías redundantes conlleva a que existan “bucles” en la red, degradando el desempeño de la misma. Con el objetivo de controlar los bucles a nivel de la capa 2 del modelo OSI, se creó el protocolo STP.

1. Spanning Tree Protocol (STP)

El STP, definido por el estándar IEEE 802.1d es un protocolo que funciona en el nivel de la capa 2 del modelo OSI y su principal objetivo es controlar los enlaces redundantes, asegurando el rendimiento de una red.

Como ya se sabe, los switches no filtran los broadcasts y tal situación hace que todos los broadcasts recibidos a una interfaz de un switch sean enviados por otras interfaces, excepto por la interfaz que se ha recibido (flooding), creándose así una tormenta de difusión.

2. ¿Cómo funciona el STP?

En términos generales, lo que el STP hace es eliminar lógicamente caminos de comunicación. Para ello el protocolo crea un árbol de switches presentes en la red y elige el switch de referencia, a partir del cual se creará el árbol.

Bajo el protocolo STP, este switch se llama root bridge. La elección del root bridge es hecha con base en una prioridad y también con base en la dirección MAC. En una red sólo puede haber un root bridge.

Considerando el ejemplo, SwitchA es elegido como root bridge (puente raíz), ya que es quien tiene menor prioridad (por defecto, la prioridad es 32768) y también la más bajo dirección física (dirección MAC).

A continuación, cada switch, que no es root bridge, define lo que es el root port. Esta interfaz es elegida teniendo en cuenta el menor costo (teniendo como base el ancho de banda) para el root bridge. Esta interfaz se coloca en modo de enrutamiento.

Por cada segmento, se establece un designated bridge. Este será el switch con el menor costo hasta el root bridge (en el ejemplo a seguir es el SwitchD). La interfaz de conexión con el root bridge se encuentra en modo “reenvío”. El puerto del SwitchE se coloca en modo de bloqueo, por lo tanto, bloquea los frames y evitar los bucles (loops) en la red.

En términos de configuración el STP es un protocolo relativamente simple pero en la teoría hay algunos conceptos que son necesarios aprender bien. En un próximo tutorial seguiré hablando de algunos protocolos bastante usados ​​en esta área.