STP - Spanning Tree Protocol (Parte 1 - topologías redundantes y tormentas de broadcast)

Spanning Tree es un protocolo de nivel de enlace que sirve básicamente para gestionar bucles y evitar tormentas broadcast en redes redundantes.

Las topologías de red de nivel 2 redundantes se utilizan generalmente para evitar puntos únicos de fallo en las redes. Esto es, evitar que haya un punto en la red cuyo fallo provoque una situación de incomunicación con ciertas partes de la misma.

En la siguiente figura se puede observar un ejemplo de topología de red redundante en la que las partes críticas de la red, como son la granja de servidores o los switches que forman el núcleo de la red tienen conexiones redundantes.

Tormentas de broadcast

Una de las consecuencias de las topologías redundantes es la posible aparición de ‘tormentas de broadcast’. Básicamente, una tormenta de broadcast consiste en un mensaje de tipo broadcast que permanece infinitamente en la red de forma que la satura.

Las tramas broadcast son un tipo de tramas que están dirigidas a todos los dispositivos de la red de nivel 2. Cuando un switch recibe una trama de este tipo, la reenvía por todos sus puertos menos por el que la recibe, ya que se supone que tiene que ser recibida por todos los dispositivos de la red.

Vamos a suponer una topología redundante en la que el PC A envía una trama broadcast que recibe el switch 1.

 

El switch 1 reenvía la trama broadcast por todos sus puertos, excepto por el que ha recibido la trama. La trama llega al switch 2 por dos de sus puertos.

El switch 2 reenvía las dos tramas recibidas por todos los puertos excepto por los que ha recibido cada una de ellas. Suponiendo que los puertos están numerados como 1, 2 y 3, el switch reenviará la trama recibida por el puerto 1 a los puertos 2 y 3 y la recibida por el puerto 2 a los puertos 1 y 3.

 

El proceso se volvería a repetir en el switch 1, que recibiría las nuevas tramas enviadas por el switch 2, las volvería a reenviar y así infinitamente de forma que se sature la red. A esto se le denomina tormenta de broadcast. Se podría intuir que para evitar esta situación se podría utilizar el campo TTL (time-to-live), pero este es un campo de nivel 3 y por lo tanto los switches no pueden decrementarlo ni acceder a él. Por ello, se creó el protocolo Spanning Tree para evitar la aparición de bucles en las redes.

En el próximo post veremos en qué consiste realmente el protocolo y cómo funciona.

STP Parte 2  - BID, Root Bridge y bloqueo de enlaces