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Spanning Tree Protocol
•STP es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI. 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), son incompatibles entre sí. En la actualidad, se utiliza exclusivamente la versión estandarizada por el IEEE.

•Su función es la de gestionar la presencia de loops en topologías de red (necesarios 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 loops.

•STP es transparente a las estaciones de usuario.

•Los problemas aparecen cuando utilizamos dispositivos de interconexión de nivel de enlace, como un puente de red o un conmutador de paquetes que no soportan STP o que utilizan una versión inestable.

Funcionamiento

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 entre ellos información relativa a la topología de la red mediante mensajes de configuración llamados Bridge Protocol Data Units (B.P.D.U) con los que se puede tomar la decisión de activar y/o desactivar conexiones.

El protocolo establece identificadores por puente "Bridge ID" y elige el que tiene la prioridad más alta (el número más bajo de prioridad numérica), como el puente raíz. Esta decisión es de suma importancia, pues a partir de la elección del puente raíz se calcularán las trayectorias para la red. Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz y envía las BPDU conteniendo su Bridge ID, el cual esta compuesto por la dirección MAC de sí mismo + el priority number. El switch con el Bridge ID menor es designado como Raíz.El administrador de red puede configurar el priority number de un switch a un valor más pequeño que el del valor por defecto (32768 para switches cisco), lo que hace que el Bridge ID sea más pequeño, de tal forma que se pueda designar un switch como raíz.

BPDU

•Los puentes utilizan tramas especiales llamadas Bridge Protocol Data Units (BPDUs) para intercambiar información acerca de Bridge IDs y costos de trayectorias (root path costs).

•Un puenta envía una trama BPDU usando su MAC address como dirección fuente y como destino la dirección multicast 01:80:C2:00:00:00 ahora en delante conocida como STP multicast address.

Hay 3 tipos de BPDUs:
o Configuration BPDU (CBPDU), utilizada para el cómputo del Spanning Tree.
o Topology Change Notification (TCN) BPDU, utilizada para anunciar cambios de topología.
o Topology Change Notification Acknowledgment (TCA) Cofirmación de TCN.

Las BPDUs son enviadas de forma regular (por default cada dos segundos).
Cuando un dispositivo de red se conecta a un puerto del puente/switch este no envia datos de forma instantánea, en vez 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 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 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.


Objetivo:
Arme la maqueta propuesta en el diagrama asegurandose de usar los puertos 100 Base T para la interconexión de los switches.

Requerimientos:

3 Laptop con interfaz Ethernet y puerto Serial RS-232C
3 Switches Cisco CS-1912-A
3 Cables cruzados UTP p/ Ethernet
3 Cables derechos UTP
Verifique conectividad
Comando ping de PC1 a PC2 y PC3
Comando ping de PC1,2 y 3 a SW1,2 y 3
Verifique el funcionamiento de STP
Identifique el switch root
Cambie la configuración de los puertos de interconexión del default RSTP a STP.
Force el cambio de topología para verificar la funcionalidad de STP (desconecte el enlace activo en el switch root y utilice el comando "ping" en modo recursivo).


Desarrollo:

Se conectó el Switch a la Laptop con el cable de consola CISCO y el cable derecho UTP a la Laptop, una vez realizado esto, se abrió el emulador de terminal PUTTY como se muestra en la figura siguiente.

Ya abierto el emulador, se procede a realizar la conexión con el router.

Una vez hecho esto se configura la IP del Switch y se verifica que esté el protocolo Spanning Tree activado y se toma nota del Bridge ID para saber cual es el Switch root.

Hecho esto se revisan los puertos para ver que esté deshabilitada la opción de Fast Spanning Tree.


Ya configurado el Switch se configura la IP de la Laptop que en nuestro caso quedó como: 148.202.10.12, se realiza un PING y se confirma que hay conexión.


Despues de verificar que todo está bien, se procede a conectar nuestro switch con los switches de los otros 2 equipos, verificamos su Bridge ID y vemos que el de nosotros es el root, ya conectados los switches realizamos un PING -t a los 2 equipos teniendo respuesta satisfactoria, se manda un PING -t al de terminación 13 y se desconecta el cable UTP conectado de manera directa de su switch a nuestro switch, obteniendo el resultado de la práctica que se muestra en la figura siguiente:

Como se muestra en los recuadros en rojo, en el primero estaba desconectado el cable que esta del switch con terminación 13 al nuestro y automáticamente se comunica al Switch por medio del otro switch.
Y en el recuadro de abajo se reconectó nuevamente.