STP Algoritmo


Paso 1

Elección del Root Bridge/Switch


Paso2

Elección de root path (root port)


Paso 3

Elección de puertos Designados



El objetivo 1 es determinar quien es el root bridge 
o switch core de la topología

Los Switches que no fueron seleccionados como root bridge, deben seleccionar que interfaz conecta hacia el nuevo root bridge, denominada Root Port o Root Path, quedando en estado "Forwarding" o en caso contrario quedarán como bloq




BPDU

Una BPDU es una trama de mensaje que intercambian los switches para STP. Cada BPDU contiene un BID que identifica al switch que envió la BPDU. El BID contiene un valor de prioridad, la dirección MAC del switch emisor y una ID de sistema extendido optativa. El valor de BID más bajo lo determina la combinación de estos tres campos.




BPDU Superior


1 - Root Bridge ID

2 - Root Path Cost

3 - Sender Bridge ID






La ruta más corta

Después de determinar el puente raíz, el STA calcula la ruta más corta hacia dicho puente. Todos los switches utilizan el STA para determinar los puertos que deben bloquearse. Mientras el STA determina las mejores rutas al puente raíz para todos los puertos de switch en el dominio de difusión, se evita que el tráfico se reenvíe a través de la red. El STA tiene en cuenta tanto los costos de ruta como de puerto cuando determina qué puertos bloquear. El costo de la ruta se calcula mediante los valores de costo de puerto asociados con las velocidades de los puertos para cada puerto de switch que atraviesa una ruta determinada. La suma de los valores de costo de puerto determina el costo de ruta total para el puente raíz. Si existe más de una ruta a escoger, el STA elige la de menor costo de ruta.



De estado Blocking a Forwarding

Los puertos en una topologia STP deben pasar por diversos estados de puerto.
Cuando se conecta un equipo a una interfase de un switch, lo primero que pasa es que el puerto pasa a estado Blocking, y así permanecerá hasta que el rol de ese puerto cambie a root port, o designated portEl rol por defecto de los puertos en un switch es "Designado"



Descripción de los Estados

Una vez que el STA determinó las rutas más deseables en relación con cada switch, asigna funciones de puerto a los puertos de switch que participan. Las funciones de puerto describen la relación que estos tienen en la red con el puente raíz y si se les permite reenviar tráfico:

  • Puertos raíz: los puertos de switch más cercanos al puente raíz. En la Imagen 1, el puerto raíz en el S2 es F0/1, configurado para el enlace troncal entre el S2 y el S1. El puerto raíz en el S3 es F0/1, configurado para el enlace troncal entre el S3 y el S1. Los puertos raíz se seleccionan por switch.
  • Puertos designados: todos los puertos que no son raíz y que aún pueden enviar tráfico a la red. En la Imagen 1, los puertos de switch (F0/1 y F0/2) en el S1 son puertos designados. El puerto F0/2 del S2 también está configurado como puerto designado. Los puertos designados se seleccionan por enlace troncal. Si un extremo de un enlace troncal es un puerto raíz, el otro extremo es un puerto designado. Todos los puertos en el puente raíz son puertos designados.
  • Puertos alternativos y de respaldo: los puertos alternativos y de respaldo están configurados en estado de bloqueo para evitar bucles. En la Imagen 1, el STA configuró el puerto F0/2 en el S3 en la función alternativa. El puerto F0/2 en el S3 está en estado de bloqueo. Los puertos alternativos se seleccionan solo en los enlaces troncales en los que ninguno de los extremos es un puerto raíz.


STA: Puente raíz

Como se muestra en la Imagen 2, todas las instancias de árbol de expansión (LAN conmutada o dominio de difusión) tienen un switch designado como puente raíz. El puente raíz sirve como punto de referencia para todos los cálculos de árbol de expansión para determinar las rutas redundantes que deben bloquearse.


Iimagen 2: Puente raíz



Un proceso de elección determina el switch que se transforma en el puente raíz.

En la Imagen 3, se muestran los campos de BID. El BID está compuesto por un valor de prioridad, una ID de sistema extendido y la dirección MAC del switch.

Todos los switches del dominio de difusión participan del proceso de elección. Una vez que el switch arranca, comienza a enviar tramas BPDU cada dos segundos. Estas BPDU contienen el BID del switch y la ID de raíz.

A medida que los switches reenvían sus tramas BPDU, los switches adyacentes en el dominio de difusión leen la información de la ID de raíz de las tramas BPDU. Si la ID de raíz que se recibe de una BPDU es inferior a la ID de raíz del switch receptor, este switch actualiza su ID de raíz e identifica al switch adyacente como puente raíz.

En realidad, es posible que no sea un switch adyacente, ya que puede ser cualquier otro switch en el dominio de difusión. Luego el switch envía nuevas tramas de BPDU con el menor ID de raíz a los otros switches adyacentes. Finalmente, el switch con el menor BID es el que se identifica como puente raíz para la instancia de árbol de expansión.



Blocking --> Root Port o Designeted Port ? 

Listening (15s)--> 

Learning (15s)--> Puede recibir y procesar BPDUs (Aprende macs)

Forwarding --> Recien aqui es donde se transmite el tráfico


Estado

BPDUs

Tabla MAC

Tramas Usuario

Transitorio?

Blocking

Solo Recibe

Sin Cambios

No transmite ni recibe

No

Listening

Recibe Transmite

Sin Cambios

No transmite ni recibe

Si

Learning

Recibe Transmite

Aprende MACs

No transmite ni recibe

Si

Forwarding

Recibe Transmite

Aprende MACs

Transmite ni recibe

No


El punto débil del protocolo STP es que tenemos que esperar 30 segundos para que el estado del puerto de blocking pase a Forwarding.


STP: Timers 802.1D estado

Timer

Valor por Defecto

Detalle

Hello

2 Segundos

El intervalo de tiempo que espera el root bridge para generar BPDUs

Forwarding Delay

15 Segundos

Tiempo que se debe esperar en el estado listening para poder pasar al estado learning, y del learning al estado forwarding

MaxAge

20 Segundos

Indica cuanto es el tiempo máximo sin recibir un BPDU que un switch va a esperar antes de decidir que hubo un cambio en la topoligía


Cuando Ocurre una falla


En Acción



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