Redundancia en Redes Conmutadas: Protocolo Spanning Tree y Configuración

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Capítulo 2: Redundancia en la Red

2.1 Conceptos de Spanning Tree

Proporcionar redundancia física en una red conmutada mejora la confiabilidad y disponibilidad de la red. Además, permite a los usuarios acceder a los recursos de red, a pesar de la interrupción de una ruta.

Consideraciones al Implementar Redundancia

  • Inestabilidad de la Base de Datos MAC: Es el resultado de la copia de una misma trama, recibida por distintos puertos del switch.
  • Tormentas de Broadcast: Sin los debidos procesos que eviten los bucles, cada switch puede inundar con broadcast la red.
  • Transmisión de Tramas Múltiples: Varias copias de una misma trama unicast son enviadas a un destino.

Algoritmo Spanning Tree: Introducción

Conceptos clave:

  • STP: Spanning Tree Protocol
  • BPDU: Bridge Protocol Data Unit
  • RSTP: Rapid Spanning Tree Protocol

Lista de Protocolos Spanning Tree

  • STP o IEEE 802.1D-1998
  • PVST+
  • IEEE 802.1D-2004
  • Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) o IEEE 802.1w
  • Rapid PVST+
  • Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP) o IEEE 802.1s

Características de PVST+

Las redes que utilizan PVST+ tienen las siguientes características:

  • Una red puede ejecutar una instancia IEEE 802.1D STP independiente para cada VLAN en la red, lo que puede resultar en un óptimo balanceo de carga.
  • Una instancia de Spanning Tree para cada VLAN puede significar una pérdida considerable de ciclos de CPU para cada switch de la red y del ancho de banda que se utiliza en cada instancia al enviar sus propias BPDU.

En un entorno PVST+, el ID extendido del switch asegura que cada switch tiene un único BID para cada VLAN. RSTP es el protocolo preferido para prevenir bucles de Capa 2 en un entorno de red conmutada.

Con Rapid PVST+, se ejecuta una instancia independiente de RSTP para cada VLAN. RSTP soporta un nuevo tipo de puerto: un puerto alternativo (Alternate Port) en el estado Discarding.

RSTP (802.1w) reemplaza a STP (802.1D) manteniendo la compatibilidad hacia atrás. RSTP mantiene el mismo formato BPDU que IEEE 802.1D, excepto que el campo de versión se establece en 2 para indicar RSTP, y el campo de flags utiliza los 8 bits.

Configuración de Spanning Tree

Métodos de configuración:

Método 1

S1(config)#spanning-tree vlan 1 root primary
S1(config)#end

Método 2

S1(config)#spanning-tree vlan 1 priority 24576
S1(config)#end

Método 3

S1(config)#spanning-tree vlan 1 root secondary
S1(config)#end

Para ver la configuración de Spanning Tree:

S1#spanning-tree

PortFast y BPDU Guard

  • PortFast: Cuando un puerto del switch está configurado con PortFast, la transición del estado de un puerto de bloqueo al estado de envío es inmediata.
  • BPDU Guard: Pone el puerto en un estado de error-disabled cuando recibe una BPDU.
S1(config)#interface fastethernet 0/1
S1(config-if)#spanning-tree portfast
S1(config-if)#spanning-tree bpduguard enable
S1(config-if)#end

Balanceo de Carga en PVST+

El objetivo de configurar un puente raíz es establecer la prioridad de Spanning Tree en cada switch con el valor más bajo, de modo que se selecciona el switch como el puente principal de su VLAN asociada.

Rapid PVST+

S1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst
S1(config-if)#interface f0/2
S1(config-if)#spanning-tree link-type point-to-point
S1(config-if)#end
S1# clear spanning-tree detected-protocols

Protocolos de Redundancia de Primer Salto (FHRP)

  • Hot Standby Router Protocol (HSRP) *
  • HSRP for IPv6 *
  • Virtual Router Redundancy Protocol version 2 (VRRPv2)
  • VRRPv3
  • Gateway Load Balancing Protocol (GLBP) *
  • GLBP for IPv6 *
  • ICMP Router Discovery Protocol (IRDP)

Verificación de HSRP

router#show standby

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