REPORTE PRACTICA #4: SPANNIG TREE PROTOCOL

REPORTE PRACTICA #4: SPANNIG TREE PROTOCOL

CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS

EXACTAS E INGENIERÍAS

DIVISIÓN DE ELECTRONICA

Y COMPUTACIÓN

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

COMPUTACIONALES

"SPANNIG TREE PROTOCOL"

PRESENTA:

LUIS ADÁN SILVA BAÑUELOS

CODIGO:

209193081

CARRERA:

ING. EN COMPUTACIÓN

MATERIA:

TALLER DE REDES DE COMPUTADORAS AVANZADAS

SECCIÓN:

D01

PROFESOR:

ALEJANDRO MARTÍNEZ VARELA

GUADALAJARA JAL. 02 DE NOVIEMBRE DE 2011

SPANNIG TREE PROTOCOL

Objetivo:

Verificar el funcionamiento de Spanning Tree Protocol identificando las conexiones redundantes que se pudieran forma y comprobar como es que el switch elimina tales conexiones evitando que se formen bucles y por tanto evitando que falle la red. Armar la siguiente maqueta para verificar el funcionamiento de STP.

Material:

• 3 Switch Cisco WS 1912 A
• 3 Cable consola Cisco, (db9 hembra a RJ45)
• 3 Convertidor USB-Serial, rs232-c
• 3 Cable UTP Derecho
•  3Cable UTP Cruzado
• 3 Laptop, usuario root, puerto ethernet
•    software putty

INTRODUCCIÓN

STP es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI. Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman. Hay 2 versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE (IEEE_802.1D), son incompatibles entre sí. En la actualidad, se utiliza exclusivamente la versión estandarizada por el IEEE. Su función es la de gestionar la presencia de loops en topologías de red (necesarios para garantizar la disponibilidad de las conexiones). El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice que la topología está libre de loops.

STP es transparente a las estaciones de usuario. Los problemas aparecen cuando utilizamos dispositivos de interconexión de nivel de enlace, como un puente de red o un conmutador de paquetes que no soportan STP o que utilizan una versión inestable.

Funcionamiento

Este algoritmo cambia una red física con forma de malla, en la que existen bucles, por una red lógica en árbol en la que no existe ningún bucle. Los puentes se comunican entre ellos información relativa a la topología de la red mediante mensajes de configuración llamados Bridge Protocol Data Units (B.P.D.U) con los que se puede tomar la decisión de activar y/o desactivar conexiones. El protocolo establece identificadores por puente "Bridge ID" y elige el que tiene la prioridad más alta (el número más bajo de prioridad numérica),  como el bridge o switch raíz. Esta decisión es de suma importancia, pues a partir de la elección del switch raíz se calcularán las trayectorias para la red. 

Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz y envía las BPDU conteniendo su Bridge ID, el cual esta compuesto por la dirección MAC de sí mismo + el priority number. El switch con el Bridge ID menor es designado como Raíz. El administrador de red puede configurar el "priority number" de un switch a un valor más pequeño que el del valor por defecto (32768 para switches Cisco), lo que hace que el Bridge ID sea más pequeño, de tal forma que se pueda designar un switch como raíz.

Los switches utilizan tramas especiales llamadas Bridge Protocol Data Units (BPDUs) para intercambiar información acerca de Bridge IDs y costos de trayectorias (root path costs). Un puente envía una trama BPDU usando su MAC address como dirección fuente y como destino la dirección multicast 01:80:C2:00:00:00 ahora en delante conocida como STP multicast address.

Hay 3 tipos de BPDUs:

• Configuration BPDU (CBPDU), utilizada para el cómputo del Spanning Tree.
• Topology Change Notification (TCN) BPDU, utilizada para anunciar cambios de topología.
• Topology Change Notification Acknowledgment (TCA) Confirmación de TCN.

Las BPDUs son enviadas de forma regular (por default cada dos segundos) Cuando un dispositivo de red se conecta a un puerto del puente/switch este no envia datos de forma instantánea, en vez se comienza el proceso para determinar primero como se afecta la topología y finalmente elegir el estado en que quedará el puerto.


Estado de los puertos


Los estados en los que puede estar un puerto son los siguientes:

• Bloqueo: En este estado sólo se pueden recibir BPDU's. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas de direcciones MAC(macaddress- table).
• Escucha: A este estado se llega desde Bloqueo. En este estado, los switches determinan si existe alguna otra ruta hacia el puente raíz. En el caso que la nueva ruta tenga un coste mayor, se vuelve al estado de Bloqueo. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas ARP. Se procesan las BPDU.
• Aprendizaje: A este estado se llega desde Escucha. Las tramas de datos se descartan pero ya se actualizan las tablas de direcciones MAC(aquí es donde se aprenden por primera vez). Se procesan las BPDU.
• Envío: A este estado se llega desde Aprendizaje. Las tramas de datos se envían y se actualizan las tablas de direcciones MAC (mac-address-table). Se procesan las BPDU.
• Desactivado: A este estado se llega desde cualquier otro. Se produce cuando un administrador deshabilita el puerto o éste falla. No se procesan las BPDU.

DESARROLLO

Para comenzar con la practica se armo la maqueta propuesta. No se describe con mas detalle ya que esta parte se había echo en practicas anteriores, solo se revisa que existe comunicacion entre los dispositivos de red para continuar con la practica. Para verificar las conexiones se hacen los siguientes comandos ping.

• Comando ping de PC1 a PC2 y PC3
• Comando ping de PC1,2 y 3 a SW1,2 y 3

Los resultados de los pings se pueden apreciar en las siguientes imagenes:

Como se muestra en las imágenes la configuración de red es correcta. Ya que se logra hacer pings entre todos los dispositivos de red.

Se configura STP:

Se identifica el switch root:

Se cambia el switch root:

Se prosigue con verificar el funcionamiento de STP al crear conexiones redundantes:

Se Observan los retardos que se generan al crear conexiones redundates.

Con esto se puede observar y verificar el funcionamiento de STP.

CONCLUSIÓN

El protocolo Spanning tree es útil en la administración de redes ya que garantiza que éstas estén libres de bucles permitiendo un solo enlace activo entre dos dispositivos de la red, sin olvidar que este enlace redundante se mantiene como reserva por si el otro enlace fallara.

hay que tomar en cuenta el tiempo de retardo que se genera al eliminar una conexión redundante mediante STP ya que es un tiempo de recuperación relativamente lento.