Protocolo Spanning Tree: Optimización de Redes y Prevención de Bucles

Spanning Tree

En una red corporativa a nivel físico, son necesarios dos caminos físicos o más por si alguno falla, para poder ir por otro sitio.

Problemas de bucles:

1. Lluvia de broadcast
2. Tramas duplicadas
3. Inconsistencia en la tabla del switch

Lo cual lo soluciona el Spanning Tree que funciona así:

1. Elección del Nodo Raíz

Elige un nodo (dispositivo, host) raíz.

2. Estados de los Puertos

5 estados en los puertos:

• Bloqueo: En este estado sólo se pueden recibir BPDU's. Las tramas de datos se descartan y no se actualizan las tablas ARP.
• 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. Se procesan las BPDU. No se actualizan las tablas ARP.
• Aprendizaje: A este estado se llega desde Escucha. Las tramas de datos se descartan pero ya se actualizan las tablas ARP (ya se aprenden las direcciones MAC). Se procesan las BPDU.
• Envío: A este estado se llega desde Aprendizaje. Las tramas de datos se envían y se actualizan las tablas ARP. 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.

VLAN

Una VLAN (‘red de área local virtual’) es un método de crear redes lógicamente independientes dentro de una misma red física. Varias VLANs pueden coexistir en un único conmutador físico o en una única red física.

Nivel de Enlace

1. Funciones del Nivel de Enlace

Coger los paquetes de la red y colocarlos en el medio físico.

Entramar, desentramar, control de errores, control de flujo y sincronización.

2. Formato de una Trama

Describir los campos que forman una trama:

• Preámbulo: (7 bytes, cada byte es 101010)
• SOF (Start of Frame): 1 byte
• MAC Destino: 6 bytes
• MAC Origen: 6 bytes
• Tipo: (IP, Apple) (1 byte)
• Datos: (variable en bytes)
• FCS: El emisor calcula este CRC usando el contenido de la trama (4 bytes)

3. LLC y MAC

Control de Enlace Lógico (LLC)

La subcapa LLC maneja el control de errores, control del flujo, entramado y direccionamiento de la subcapa MAC.

• Agrupar los bits a transmitir en forma de tramas (enmarcar).
• Se ocupa de los errores de transmisión.
• Regula el flujo de las tramas (control de flujo).
• Administra la capa de enlaces (gestión).

Control de Acceso al Medio (MAC)

La subcapa MAC de Ethernet tiene dos responsabilidades principales: Encapsulación de datos y Control de Acceso al medio.

• Controlar el acceso al medio físico de transmisión por parte de los dispositivos que comparten el mismo canal de comunicación.
• Agregar la dirección MAC del nodo fuente y del nodo destino en cada una de las tramas que se transmiten.
• Delimitar las tramas agregando bits de bandera (flags) para que el receptor pueda reconocer el inicio y fin de cada trama.
• Determinar el inicio y el final de una trama de datos dentro de una cadena de bits recibidos por la capa física.
• Efectuar detección (y corrección si procede) de errores de transmisión.
• Descartar tramas duplicadas o erróneas.