STP

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STP(SPANING TREE PROTOCOL) IEEE 802.1D

Evita crear bucles.

FUNCIONAMIENTO STP:

1 ELIGE ROOT BRIDGE

2 SELECCIONA ROOT PORTS

3 ELIGE DESIGNATED PORTS

4 SELECCIONA ALTERNATE (BLOCKED) PORTS

SE UTILIZAN BPDU (BRIDGE PROTOCOL DATA UNITS)

BPDU CONTIENE BID (BRIDGE ID)

BID CONTIENE:

BRIDGE PRIORITY= VALOR PREDETERMINADO 32768 (0 A 61440 SE INCREMENTA EN 4096, MEJOR CUANTO MAS BAJA, el valor 0 prevalece sobre el resto de prioridades)

EXTENDED SYSTEM ID= IDENTIFICAR VLAN PARA ESTA BPDU

DIRECCION MAC= LA MENOR DIRECCION MAC TENDRA EL MENOR BID, SI SE TIENE LA MISMA CARACTERISTICAS ANTERIORES

COSTO DE LA RUTA RAIZ/ROOT:

CUANDO SE ELIGE EL ROOT BRIDGE

BPDU CONTIENE EL COSTO DE LA RUTA RAIZ

VELOCIDADES:

STP (IEEE 802.1D-1998)

10 MBPS: 100

100 MBPS: 19

1GBPS: 4

10 GBPS: 2

RSTP (IEEE 802.1W-2004)

10 MBPS: 2.000.000

100 MBPS: 200.000

1GBPS: 20.000

10 GBPS: 2.000

ELEGIR PUERTO RAIZ A PARTIR DE RUTAS DE IGUAL COSTE:

1. BID DE REMITENTE/EMISOR MAS BAJO

2. PRIORIDAD DE PUERTO DEL REMITENTE MAS BAJA(por defecto 128)

3. ID DE PUERTO DEL REMITENTE MAS BAJO

TEMPORIZADORES STP

HELLO TIMER: TIEMPO SALUDO BPDU (2SEG MODICIFICAR DE 1 A 10)

FORWARD DELAY TIMER: EL TIEMPO QUE SE PASA A LISTENING Y LEARNING (15 SEG CADA UNO MODIFICAR DE 4 A 30)

MAX AGE TIMER: DURACION MAXIMA ANTES DE CAMBIAR TOPOLOGIA STP (20 SEG MODIFICAR DE 6 A 40)

SE PUEDE CAMBIAR LOS TEMPORIZADORES EN EL ROOT BRIDGE

ESTADOS DE PUERTOS:

BLOCKING: RECIBE BPDU

LISTENING: RECIBE Y ENVIA BPDU

LEARNING: RECIBE Y ENVIA BDPU Y ACTUALIZA TABLA MAC

FORWARDING: RECIBE Y ENVIA BPDU, ACTUALIZA TABLA MAC Y REENVIA TRAMAS

DISABLED: NO PARTICIPA EN LA EXPANSION ARBOL Y NO REENVIA TRAMAS, ESTA DESACTIVADO ADMINISTRATIVAMENTE.

DIFERENTES VERSIONES STP

STP puede funcionar en entorno con varias VLAN es la version PER-VLAN SPANNING TREE (PVST) DE STP HAY UN PUENTE RAIZ ELEGIDO POR CADA INSTANCIA DE ARBOL DE EXPANSION, SE PUEDE TENER DIFERENTES PUENTES DE RAIZ PARA DIFERENTES CONJUNTOS DE VLANS( POR CADA VLAN SE OPERA EN UNA INSTANCIA SEPARADA DE STP, SI SOLO HAY UNA VLAN SOLO HAY UNA INSTANCIA DE STP)

STP: VERSION ORIGINAL IEEE 802.1D, UNA INSTANCIA DE STP PARA TODA LA RED, INDEPENDIENTEMENTE DE LA CANTIDAD DE VLAN

PVST+: PER-VLAN SPANNING TREE (PVST+) MEJORA DE CISCO DE STP, PROPORCIONA INSTANCIA DE EXPANSION 802.1D INDEPENDIENTE PARA CADA VLAN, SOPORTA PORTFAST UPLINKFASDT, BACKBONEFAST, BDPU GUARD, FILTRO BPDU, ROOT GUARD Y LOOP GUARD

802.1D 2004: VERSION ACTUALIZADA STP INCORPORA IEEE 802.1W

RSTP: PROTOCOLO ARBOL EXPANSION RAPIDA O IEEE 802.1W, EVOLUCION STP QUE PROPORCIONA CONVERGENCIA MAS RAPIDA QUE STP

RAPID PVST+: MEJORA DE CISCO RSTP QUE UTILIZA PVST+ PROPORCIONA INSTANCIA SEPARADA DE 802.1W POR VLAN, LAS INSTANCIAS SEPARADAS SOPORTAN PORTFAST, BPDU GUARD, FILTRO BPDU, ROOT GUARD Y LOOP GUARD.

MSTP: PROTOCOLO DE ARBOL DE EXPANSION MULTIPLE, MAPEA MULTIPLES VLANS EN LA MISMA INSTANCIA DE ARBOL EXPANSION

MST: MULTIPLE SPANNING TREE, ES LA IMPLEMENTACION DE CISCO DE MSTP, PROPORCIONA HASTA 16 INSTANCIAS DE RSTP Y COMBINA MUCHAS VLAN CON LA MISMA TOPOLOGIA FISICA Y LOGICA EN UNA INSTANCIA COMUN DE RSTP, CADA INSTANCIA SOPORTA PORTFAST, BPDU GUARD, FILTRO BPDU, ROOT GUARD Y LOOP GUARD.

PARA USAR EL PROTOCOLO DE EXPANSION RAPIDA, LOS SWITCHES DEBEN CONFIGURARSE PARA EL MODO DE ARBOL EXPANSION RAPIDA.

RSTP TIENE CONVERGENCIA MAS RAPIDA.

TIENE EL MISMO ALGORITMO QUE STP, PARA LOS ROLES DE PUERTO Y LA TOPOLOGIA DE RSTP

ESTADOS DE PUERTO RSTP Y ROLES DE PUERTO

HAY TRES ESTADOS EN RSTP (ESTADO DE DESACTIVACION, BLOQUEO Y ESCUCHA SE FUSIONAN EN ESTADO DE DESCARTE)

ROLES DE PUERTO:

Puertos Raiz y designados son los mismos para STP y RSTP, pero hay dos roles de puerto RSTP que corresponden al estado de bloqueo STP.

Puertos RSTP alternativos y backup:

puerto alternativo: tiene una ruta altrnativa al puente raiz.

puerto backup: es un puerto de copia de seguridad en un medio compartido, como un contentrador/hub, es menos comun porque los concentradores se consideran dispositivos heredados.

PortFast y BPDU Guard:

PortFast: el puerto pasa de bloque a estado de reenvio directamente (omite estados de escucha y aprendizaje STP) evita el retraso de 30 segundos, usalo en los puertos de acceso para permitir que los dispositivos accedan a la red inmediatamente. Solo debe usarse en puertos de acceso, si lo usas en un puerto conectado a otro switch, puedes crear un bucle de arbol de expansion, solo se puede usar en puertos del switch conectados a dispositivos finales.

Nunca se deben recibir BPDU en una config Portfast, esto indicaria que hay otro puente o switch conectado al puerto.

BPDU guard: habillitado pone el puerto en estado errdisabled (error-disabled) al recibir cualquier BPDU, protege contra posibles bucles al apagar el puerto, proporciona una resupuesta segura, hay que activar la interfaz de forma manual.

El árbol de expansión no ofrece las mismas eficiencias y predecibilidades proporcionadas por los protocolos de enrutamiento en la Capa 3.

El enrutamiento de capa 3 permite rutas y bucles redundantes en la topología, sin bloquear puertos. Por esta razón, algunos entornos están en transición a la capa 3 en todas partes, excepto donde los dispositivos se conectan al switch de capa de acceso.

las conexiones entre los switches de capa de acceso y los switches de distribución serían Capa 3 en lugar de Capa 2.

en los switches de capa de acceso también se están utilizando otras tecnologías, incluidas las siguientes:

Multi System Link Aggregation (MLAG)

Shortest Path Bridging (SPB)

Transparent Interconnect of Lots of Links (TRILL)

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CCNP STP

PROTOCOLO SPANNING TREE

FUNDAMENTOS:

El protocolo de árbol de expansión (STP) permite a los conmutadores tener conocimiento de otros conmutadores a través del anuncio y recepción

de unidades de datos de protocolo de puente (BPDU). STP construye una topología de Capa 2 libre de bucles en un entorno bloqueando temporalmente el tráfico en los puertos redundantes.

temporalmente el tráfico en los puertos redundantes. El STP funciona seleccionando un switch como switch maestro y ejecutando un algoritmo basado en árboles .para identificar qué puertos redundantes no deben reenviar tráfico.

STP tiene múltiples iteraciones:

802.1D, which is the original specification

Per-VLAN Spanning Tree (PVST)

Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVST+)

802.1W Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)

802.1S Multiple Spanning Tree Protocol (MST)

Estados de puerto 802.1D:

Disabled: El puerto se encuentra en una posición administrativamente desactivada (es decir, apagado).

Blocking: El puerto del conmutador está habilitado, pero el puerto no está reenviando tráfico para asegurar que no se crea un bucle. El switch no modifica la tabla de direcciones MAC. Sólo puede recibir BPDUs de otros conmutadores.

Listening: El puerto del conmutador ha pasado de un estado de bloqueo y puede enviar o recibir BPDUs. No puede reenviar ningún otro tráfico red. La duración del estado se correlaciona con el tiempo de reenvío STP.

Learning: El puerto del switch puede ahora modificar la tabla de direcciones MAC

con cualquier tráfico de red que reciba. El switch todavía no reenvía ningún otro tráfico de red aparte de las BPDU. La duración del se correlaciona con el tiempo de reenvío STP.

Forwarding: El puerto del switch puede reenviar todo el tráfico de red y puede actualizar la tabla de direcciones MAC. Este es el estado final para que un puerto de conmutación para reenviar tráfico de red.

Broken: El conmutador ha detectado un problema de configuración o problema operativo en un puerto que puede tener efectos importantes. El puerto descarta

paquetes mientras persista el problema.

Nota: El tiempo completo de inicialización del STP 802.1D tarda unos 30

segundos para que un puerto entre en el estado de reenvío utilizando

temporizadores por defecto.

El estándar 802.1D STP define los tres tipos de puerto siguientes:

Root port (RP): Puerto de red que se conecta al puente raíz o a un switch ascendente en la topología spanning-tree. Sólo debe haber un puerto raíz por VLAN en un conmutador.

Designated port (DP): Un puerto de red que recibe y reenvía tramas BPDU a otros conmutadores. Los puertos designados proporcionan conectividad a dispositivos y conmutadores aguas abajo. Sólo debe haber un puerto designado activo en un enlace.

Blocking port: Una red que no está reenviando tráfico debido a cálculos STP.

Terminología clave de STP:

Root bridge: El puente raíz es el switch más importante en la topología de capa 2. Todos los puertos están en estado de reenvío. Este switch se considera la parte superior del árbol de expansión para todos los cálculos de ruta de otros conmutadores. Todos los puertos del puente raíz se clasifican como puertos designados.

Bridge protocol data unit (BPDU): Este paquete de red se utiliza para que los conmutadores de red identifiquen una jerarquía y notifiquen cambios en

la topología. Una BPDU utiliza la dirección MAC de destino 01:80:c2:00:00:00. Existen dos tipos de BPDUs:

Configuration BPDU: Este tipo de BPDU se utiliza para identificar el puente raíz, los puertos raíz, los puertos designados y los puertos de bloqueo. La PDU de configuración BPDU de configuración consta de los siguientes campos: Tipo STP, coste de identificador del puente raíz, identificador del puente local, edad máx, hello time y forward delay.

Topology change notification (TCN) BPDU: Este tipo de BPDU se utiliza para comunicar cambios en la topología de capa 2 a otros conmutadores.

otros conmutadores.

Root path cost: Este es el coste combinado para una ruta específica hacia el conmutador raíz.

System priority: Este valor de 4 bits indica la preferencia de un switch como puente raíz. El valor por defecto es 32.768.

System ID extension: ste valor de 12 bits indica la VLAN con la que se correlaciona la BPDU se correlaciona. La prioridad del sistema y la extensión del ID del sistema se La prioridad del sistema y la extensión del ID del sistema se combinan como parte de la identificación del puente raíz del conmutador.

Root bridge identifier:Es una combinación de la dirección MAC del puente raíz, la extensión de ID del sistema y la prioridad del sistema del puente raíz.

Local bridge identifier: Es una combinación de la dirección MAC del sistema de puente del conmutador local, la extensión de ID del sistema y la prioridad del sistema del puente raíz. dirección MAC del sistema de puente, la extensión de ID del sistema y la prioridad del sistema del puente raíz.

Max age: Es el tiempo máximo que pasa antes de que un puerto puente guarde su información BPDU. puerto puente guarde su información BPDU. El valor predeterminado es 20 segundos, pero el valor se puede configurar con el comando

spanning-tree vlan vlan-id max-age maxage. Si un conmutador pierde contacto con el origen de la BPDU, asume que la información de la BPDU sigue siendo válida mientras dure el temporizador Max Age.

Hello time: Es el tiempo que se anuncia una BPDU desde un puerto.

El valor predeterminado es 2 segundos, pero el valor se puede configurar entre 1 y

10 segundos con el comando spanning-tree vlan vlan-id hello-time hello-time

Forward delay: Es la cantidad de tiempo que un puerto permanece en un estado de escucha y aprendizaje. El valor predeterminado es 15 segundos, pero valor puede cambiarse a un valor de 15 a 30 segundos con el comando spanning-tree vlan vlan-id forward-time forward-time.