¿Cómo funciona STP en Cisco?

STP (Spanning Tree Protocol) en redes Cisco es un protocolo diseñado para evitar bucles en redes Ethernet mediante la creación de una topología lógica libre de bucles. Funciona seleccionando un puente raíz (conmutador) entre todos los conmutadores de la red, según el ID de puente más bajo (combinación de prioridad de puente y dirección MAC). Una vez elegido el puente raíz, cada conmutador de la red calcula el camino más corto para llegar al puente raíz. Esta ruta se convierte en la ruta de reenvío, mientras que otras rutas se bloquean para evitar bucles. STP utiliza BPDU (Unidades de datos de protocolo de puente) intercambiadas entre conmutadores para transmitir información de topología, detectar bucles y determinar los puertos activos y bloqueados en cada conmutador.

STP es un protocolo utilizado en redes Ethernet para evitar tormentas y bucles de transmisión, que pueden provocar congestión e inestabilidad en la red. Funciona eligiendo un puente raíz entre todos los conmutadores interconectados en una red. Luego, cada conmutador determina la ruta más corta para llegar al puente raíz y bloquea las rutas redundantes para evitar bucles. Al mantener una topología sin bucles, STP garantiza que los paquetes se reenvíen por rutas óptimas y que se preserven la confiabilidad y el rendimiento de la red.

STP funciona empleando un algoritmo distribuido que permite a los conmutadores determinar colectivamente las mejores rutas de reenvío en una topología de red. El protocolo opera a través de una serie de pasos que incluyen la elección del puente raíz, el cálculo de los costos de la ruta y las transiciones del estado del puerto (reenvío, bloqueo o escucha) en función de las BPDU recibidas. A través de estos mecanismos, STP se adapta dinámicamente a los cambios en la topología de la red, como fallas o adiciones de enlaces, para mantener un entorno de red estable y eficiente.

El algoritmo de árbol de expansión utilizado en STP se basa en los principios de la teoría de grafos, específicamente en encontrar un árbol de expansión mínimo (MST) para la topología de la red. El algoritmo comienza con la selección de un puente raíz y luego calcula la ruta más corta desde cada conmutador hasta el puente raíz. Utiliza los costos de las rutas, determinados por las velocidades de los enlaces (ancho de banda), como métricas para seleccionar las mejores rutas. Los conmutadores intercambian BPDU para informarse entre sí de su posición en el árbol de expansión y para detectar cualquier cambio que requiera una reevaluación de la topología. Este proceso iterativo garantiza que la topología de la red permanezca libre de bucles y al mismo tiempo proporciona redundancia a través de rutas alternativas que se colocan en un estado bloqueado hasta que sea necesario.

CCNA (Asociado certificado de redes de Cisco), comprender el proceso STP implica aprender a configurar y solucionar problemas de protocolos de árbol de expansión en redes Cisco. Los candidatos a CCNA estudian los principios de STP, incluida la elección del puente raíz, las funciones del puerto (raíz, designado, bloqueado), el cálculo del costo de la ruta y los tiempos de convergencia. Aprenden a configurar parámetros de STP, como la prioridad del puente y los costos de ruta, mediante comandos de Cisco IOS. Además, CCNA cubre técnicas de resolución de problemas para identificar y resolver problemas comunes relacionados con STP, garantizando la estabilidad y el rendimiento de la red en entornos Cisco.

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