Protocolo MSTP: Fundamentos y Estructura de Instancias en Redes Ethernet

Protocolo Múltiple Spanning Tree (MSTP)

El Múltiple Spanning Tree Protocol (MSTP), conocido por el estándar 802.1S, permite ejecutar una única instancia de STP para una o más VLANs, facilitando el ajuste de configuraciones a los requerimientos específicos de la red.

MSTP se fundamenta en asociar una o más VLANs a una sola instancia de STP. Es posible utilizar múltiples instancias de STP, donde cada una soporta diferentes grupos de VLANs. Cada instancia puede configurarse para dirigir el tráfico direccionalmente según las VLANs asociadas.

Requisitos de Configuración de MSTP

Para configurar MSTP en una red, se deben cumplir los siguientes requisitos:

• Determinar el número de instancias necesarias para soportar las topologías requeridas.
• Comprobar si es necesario asociar un conjunto de VLANs a cada instancia.

Regiones MST

MSTP se diferencia de otros tipos de STP, aunque puede interoperar con ellos. Un switch configurado con MSTP debe identificar a sus vecinos que también ejecutan MSTP. Este mecanismo se gestiona mediante la configuración de regiones.

Cada switch dentro de una región ejecuta ciertos parámetros de MSTP compatibles con los demás switches de esa misma región. Aunque en la mayoría de las redes una sola región es suficiente, es posible configurar más de una.

Atributos Comunes en una Región MST

Dentro de cada región, todos los switches deben ejecutar las mismas instancias de MSTP y compartir los siguientes atributos:

1. Nombre de configuración de MST.
2. Número de revisión de MST.
3. Tablas de instancias asociadas a VLAN de MST.

Si dos switches poseen el mismo número y conjunto de atributos, pertenecen a la misma región; de lo contrario, se encuentran en regiones separadas. Las BPDU de MSTP contienen atributos de configuración que permiten a los switches receptores compararlos con su configuración local de MSTP. Si los atributos coinciden, la instancia MSTP se comparte como parte de la misma región; si no coinciden, el switch se considera parte de otra región.

Cuando existe un límite entre dos regiones, cada región percibe a la otra como si estuviera operando bajo el estándar 802.1D (STP).

Instancias de STP dentro de MSTP

MSTP fue diseñado para interoperar con todas las formas de STP, por lo que debe soportar instancias de cada una de ellas. Para entender esto, es útil considerar el rol de la red con una topología única de CST (Common Spanning Tree). Una instancia de STP representa todas y cada una de las VLANs, así como las regiones MST.

El CST mantiene una topología libre de bucles e integra todas las formas de STP que pudieran estar en uso. Para lograr esto, el CST visualiza cada región como una nube, integrándola como si fuera un único switch, ya que desconoce los detalles internos de esa región. El CST mantiene una topología libre de bucles únicamente con los enlaces que conectan las regiones entre sí y a switches independientes que utilizan 802.1Q CST.

Instancia IST (Internal Spanning Tree)

Dentro de cada región MST, se ejecuta una instancia IST (Internal Spanning Tree) para mantener actualizada la topología libre de bucles entre los enlaces donde el CST conoce los límites entre regiones y todos los switches internos.

• Una instancia IST funciona como un CST localmente significativo unido a los switches frontera de cada región.
• El IST representa la región entera como un solo puente virtual hacia el CST exterior.
• Las BPDU se intercambian a través de la VLAN nativa en los límites de la región, simulando la operación de un único CST.

Instancias MST (MSTI)

MSTP tiene la capacidad de mapear múltiples VLANs a un número determinado de instancias STP. Dentro de una región, las instancias reales de MSTP (MSTI) coexisten con la IST.

Cisco soporta un máximo de 16 MSTI por región. La IST figura como la MSTI con el número 0, y las instancias MSTI reales están disponibles del 1 al 15.

Coexistencia de Instancias

Dentro de la nube MST, coexisten tres instancias independientes de STP:

1. MST 1
2. MST 2
3. IST (MST 0)

Solo la IST (MST 0) envía y recibe BPDU MST que contienen información de cada una de las instancias.

Cada una de las MSTI se combina con la IST solo en el límite de la región para formar un sub-árbol de CSP. Únicamente las BPDU IST serán enviadas fuera de la región.