MANUAL DE CONFIGURACION DE SPANNING TREE PROTOCOL

HEISENHOWEOR MORALES GIRON

LAURA MARCELA BERMUDEZ GONZALEZ

FUNDACIÓN TECNOLÓGICA AUTÓNOMA DEL PACIFICO

TECNOLOGÍA EN ELECTRONICA INTEGRAL

SANTIAGO DE CALI

2011

MANUAL DE CONFIGURACION DE SPANNING TREE PROTOCOL

HEISENHOWEOR MORALES GIRON

LAURA MARCELA BERMUDEZ GONZALEZ

Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al Título de TECNICO EN ELECTRONICA INTEGRAL Y DE CONTROL

Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al Título de TECNÓLOGO EN ELECTRONICA Y TELECOMUNUCACIONES

Director: Ing. Henry Morales

FUNDACIÓN TECNOLÓGICA AUTÓNOMA DEL PACIFICO

TECNOLOGÍA EN ELECTRONICA INTEGRAL

SANTIAGO DE CALI

2011

PAGINA DE ACEPTACIÓN

Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la FUNDACIÓN TECNOLÓGICA AUTÓNOMA DEL PACIFICO.

Presidente

Jurado

Jurado

Santiago de Cali, 26 de febrero de 2011

PAGINA DE ACEPTACIÓN

Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la FUNDACIÓN TECNOLÓGICA AUTÓNOMA DEL PACIFICO.

Presidente

Jurado

Jurado

Santiago de Cali, 26 de febrero de 2011

PAGINA DE DEDICATORIA

Le dedico este título y trabajo a la mujer más especial de mi vida, la que ha estado en todos los momentos, bueno o malos. Escy Mirey González mi mama, gracias por lo que has hecho conmigo, por ti hoy soy lo que soy no te agradezco por los consejos y comentarios que has hecho acerca de lo que no te gusta y por eso he mejorado en cuanto soy. Te amo mi mami hermosa que Dios nos bendiga.

Laura Marcela Bermúdez González.

PÁGINA DE AGRADECIMIENTOS

Le agradecemos al ingeniero Henry Morales por el acompañamiento y la dedicación a este diplomado, gracias a él hoy tenemos un mejor conocimiento y obtuvimos una valiosa experiencia.

CONTENIDO

pág.

GLOSARIORESUMENINTRODUCCION 13 1. OBJETIVOS 14 1.1 OBJETIVO GENERAL 14 1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 14 2. JUSTIFICACION 153. SPANNING TREE PROTOCOL 16 3.1 IEEE.802.1D 16 3.2 REDUNDANCIA EN LAS LAN 17 3.2.1 Tormenta de broadcast 17 3.2.2 Multiples copias de una trama 17 3.2.3 Tabla cam iconsistente 17 3.2.4 Bucles recursivos 17 3.3 FUNCIONAMIENTO 18 3.4 BPDU (BRIDGE PROTOCOL DATA UNITS) 18

3.5 ELECCIÓN DEL PUENTE RAÍZ 19 3.5.1 Bridge Priority (2 bytes) 19 3.5.2 MAC Address (6 bytes) 19 3.6 ELECCIÓN DE LOS PUERTOS RAÍZ 19 3.7 ESTADO DE LOS PUERTOS STP 20 3.7.1 Blocking (blk) 20 3.7.2 Listening (lst) 20 3.7.3 Learning (lrn) 20 3.7.4 Forwarding (fwd) 21 3.7.5 Disabled (dsb) 21 3.8 TEMPORIZADORES 21 3.8.1 Hello time 21 3.8.2 Forward delay 21 3.8.3 Max age 21 3.9 MEJORAS DEL STP 21 3.9.1 Portfast (metodo rapido) 22 3.9.2 Uplinkfast (enlace raapido) 22 3.9.3 Backbonefast (enlace troncal rapido) .…. 23 3.10 MODOS DE TRASMICION 24 3.11 STORE AND FORDWARD (ALMACENAR Y REENVIAR) 24 3.12 FRAGMENT FREE (FRAGMENTO LIBRE) 24 3.13 CUT-TROUGH 25 4. RAPID SPANNING TREE PROTOCOL (RSTP) 26 4.1 ESTADO DE LOS PUERTOS RSTP 26 4.1.1 Discarting 26 4.1.2 Learning 26 4.1.3 Forwarding 26 4.2 ROLES DE LOS PUERTOS RSTP 27 4.2.1 Root port 274.2.2 Designated port 28 4.2.4 Backup port 28 4.3 BPDUS EN RSTP 29 4.4 TIPOS DE PUERTOS 29 4.4.1 Edge port 29 4.4.2 Root port 29 4.4.3 Point to point port 29 4.5 SINCRONIZACIÓN RSTP 29 4.6 APOYO DE RSTP EN LOS SWITCHES CATALYST 29 5. COMANDOS DE CONFIGURACION 31 5.1 PRIMEROS PASO PARA CONFIGURAR 315.2 AJUSTANDO EL COSTE DEL ROOT PATH 33 5.3 PERSONALIZANDO EL PORT ID 33 5.4 MODIFICANDO LOS CONTADORES (TIMERS) MANUALMENTE 33 5.5 MODIFICANDO LOS CONTADORES (TIMERS) AUTOMÁTICAMENTE 335.6 CONFIGURACION DEL ROUTER Y SWITCHE 34 5.7 EJEMPLO DE CONFIGURACION EN ROUTER 35 5.8 EJEMPLO DE CONFIGURACION ENSWITCHE 35 5.9 EJEMPLO DE CONFIGURACION PARA PC 40

5.10 COMANDOS STP 40 5.11 CONFIGURACIÓN RSTP 416.

6. CONCLUSIONES 427. RECOMENDACIONES 43 8. BIBLIOGRAFIA 44

LISTAS ESPECIALES(TABLAS, CUADROS, FIGURAS)

LISTA DE TABLAS pág.

TABLA 1 20 TABLA 2 30

LISTA DE FIGURASFIGURA 1 17 FIGURA 2 …………………………………………………………............ 22 FIGURA 2.1 ................................................................................ . 23FIGURA 2.2 ……………………………………………….................. 23FIGURA 3 ………………………………………………………........... 27 FIGURA 3.1 ..................................................................................... 27FIGURA 3.2 ....................................................................................... 28FIGURA 3.3 ....................................................................................... 28FIGURA 3.4 .................................................................................. 34FIGURA 3.5 .................................................. 40

GLOSARIO

BRIDGE ID: identificador del switch que está compuesto por root priority y root bridge. Se utiliza para determinar el root bridge en una topología redundante que utiliza spanning tree protocol.

BRIDGE MAC ADDRESS: dirección mac del switch.

COSTO DE UN PUERTO: se determina en base al ancho de banda del enlace y será el valor que se utilice para decidir el camino más corto al rb.

COSTO DEL CAMINO AL RB: el costo de un camino al rb es la suma de los costos de cada enlace por el que pasa. el camino elegido por el stp al rb será aquel cuyo costo sea más bajo.

BRIDGE PRIORITY: parámetro configurable utilizado para determinar cual swicth será el root, en una topología de caminos redundantes. en caso de igualdad de bridget priority, se determinará el root mediante el bridge identifier.

CUT-THROUGH: método de conmutación que permite al switch enviar la trama una vez conocida la dirección mac de destino de esta. es el método más rápido de conmutación de tramas.

DIRECCIONES MAC: direcciones de capa de enlace de datos de 48 bits, utilizadas por varios tipos de redes lan, para comunicación en una red con características de multiacceso.

FRAGMENT FREE: método de conmutación que permite al switch analizar los primeros 64 bytes de una trama. Esto lo realiza para evitar el envío de tramas demasiado cortas (fragmentos). Actualmente opción por defecto.

MÉTODOS DE CONMUTACIÓN: utilizado por el bridge y el switch para acelerar la conmutación de las tramas, o analizar integridad de estas.

PATH COST: costo acumulativo desde los distintos switches al root, dentro de la utilización de spanning tree protocol.

ROOT BRIDGE: dentro de la utilización de spanning tree protocol, es el punto de referencia de una red con caminos redundantes. switch que posee menor bridge identifier.

ROOT PORT: puerta de un switch que escucha las tramas bpdu provenientes del root, en una topología con caminos redundantes

SPANNING TREE PROTOCOL: protocolo utilizado por los switchs para evitar loops de conmutación. Su estandard está definido por ieee 802.1d

STORE & FORWARD: método de conmutación que permite al switch analizar la integridad completa de la trama, ya que almacena el datagrama completo y luego toma una decisión de envío.

SWITCHING: se refiere a conmutación de tramas a nivel de enlace de datos, mediante el uso de bridge o switch. Utilizando análisis de las direcciones mac de destino de las tramas.

TABLA DE CONMUTACIÓN: también conocida como memoria direccionable por contenido (cam) utilizada por los bridge y switch, para tomar decisiones de envío en función de las direcciones mac de destino de las tramas.

RESUMEN

Spanning-Tree es un protocolo que se utiliza para evitar ciclos en la topología de red (es decir, que haya dos caminos distintos entre dos mismos dispositivos). El protocolo Spanning-Tree evita que se formen loops cuando los switches o los puentes están interconectados por múltiples caminos. STP implementa el algoritmo de arbol abarcador intercambiando mensajes de configuración BDPU (Brigde Protocol Data Unit) entre switches para detectar loops. Entonces elimina el loop cerrando las interfaces del puente seleccionado. Este algoritmo garantiza que hay sólo un camino activo entre dos dispositivos de red. Y para ello, lo que hace es crear un árbol a partir de la topología de

red, donde aparecen todos los nodos, y donde se evitan todos los posibles ciclos. STP Permite comunicar el costo del camino entre dispositivos e información de identificación para que cada dispositivo pueda bloquear los caminos de mayor costo redundantes.

INTRODUCCION

El importante crecimiento de las compañías y multinacionales en cuanto a la informática y telecomunicaciones internas, trae como consecuencia la necesidad de buscar nuevas alternativas para la estabilidad de la red. Por tal razón se ha investigado el protocolo STP (Spanning Tree Protocol) Y RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). El cual se encuentra en la capa 2 del modelo OSI (nivel de enlace de datos), basado en el algoritmo de Árbol Abarcador diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba para DEC (versión original, DEC STP) y que luego fue estandarizado por la norma IEEE.802.1d convirtiéndose en la versión más recomendada para trabajar actualmente.[1]

La aplicación de este protocolo permite crear enlaces redundantes llamados backbones evitando loops (bucles) con lo cual se permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión y garantizar una operabilidad casi del 100% de la red corporativa.

Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), puede ser visto como una evolución del stp Especificado en IEEE 802.1w, reemplazándolo en la edición 2004 del 802.1d. RSTP reduce significativamente el tiempo de convergencia de la topología de la red cuando ocurre un cambio en la topología, La mayoría de los parámetros se han quedado sin cambios para que los usuarios familiarizados con 802.1D rápidamente puedan configurar el nuevo protocolo con comodidad.[2]

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Crear un manual de configuración STP (Spanning Tree Protocol) y RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), enfocado y aplicado sobre una red de switches cisco creando alta disponibilidad y evitando loops (bucles).

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Establecer de manera práctica y sencilla los diferentes comandos para la configuración de switches usando el protocolo STP (Spanning Tree Protocol) y RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

• Dar a entender la importancia del protocolo para la configuración en una red.

• Describir la función de cada comando al estar en la configuración del switche.

2. JUSTIFICACION

Debido a que en las compañías y multinacionales se presenta un importante flujo de datos es necesario implementar el protocolo STP y RSTP ya que con este se puede evitar la presencia de loops (bucles) en la red, con esta información se beneficiaran estudiantes en el campo de la electrónica y de sistemas, así como también lo hará el personal de mantenimiento y soporte de empresas que necesiten implementar el protocolo. Contaran con un material didáctico y de fácil entendimiento en la configuración de switches, es muy importante que el operario o el docente que vaya a utilizar este manual conozca bien de su contenido para así poder explicar de mejor manera a los estudiantes o al personal de la empresa.

3. SPANNING TREE PROTOCOL

Es un protocolo de red de nivel 2 de la capa OSI, (nivel de enlace de datos). Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba para DEC. Hay 2 versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE 802.1D, que no son compatibles entre sí. En la actualidad, se recomienda utilizar la versión estandarizada por el IEEE. Al crear redes tolerantes a las fallas, una ruta libre de loop debe existir entre todos los nodos de la red. El algoritmo de spanning tree se utiliza para calcular una ruta libre de loops. Las tramas del spanning tree, denominadas unidades de datos del protocolo puente (BPDU), son enviadas y recibidas por todos los switches de la red a intervalos regulares y se utilizan para determinar la topología del spanning tree.

Este protocolo automatiza la administración de la topología de la red con enlaces redundantes, la función principal del protocolo STP es gestionar la presencia de loops en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones). El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión.[3]

3.1 IEEE 802.1D

802.1D es el estándar de IEEE para bridges MAC (puentes MAC), que incluye bridging (técnica de reenvío de paquetes que usan los switches), el protocolo Spaning Tree y el funcionamiento de redes 802.11, entre otros.También impide que los bucles que se forman cuando los puentes o los interruptores están interconectados a través de varias rutas.el algoritmo BPDU logra mediante el intercambio de mensajes con otros switches para detectar bucles y, a continuación, elimina el bucle por el cierre de puente seleccionado interfaces. Este algoritmo garantiza que hay una y sólo una ruta activa entre dos dispositivos de red.[4]

3.2 REDUNDANCIA EN LAS LAN

En una red LAN la redundancia se logra teniendo varios enlaces físicos entre los switches, de forma que queden varios caminos para llegar a un mismo destino. El resultado de esto es que la red LAN queda con ciclos o bucles. En la figura 1 puede verse una red LAN redundante y cómo se forma un ciclo en ella.

[pic]Figura 1.

Si bien la red anterior es redundante los ciclos son altamente perjudiciales para la misma dado que producen una serie de problemas que acabarán por dejarla inutilizada. Dentro de dichos problemas podemos encontrarnos con:

3.2.1 Tormentas de broadcast: los broadcast en la red son reenviados una y otra vez y permanecen circulando en la misma sin fin, dado que en Ethernet no existe como en IP un campo de TTL. Lógicamente, al no eliminarse la situación se agrava con cada nuevo broadcast.

3.2.2 Múltiples copias de una trama: con la redundancia es muy probable que un host reciba una trama repetida, dado que la misma podría llegar por dos enlaces Diferente.

3.2.3 Tabla cam inconsitente: una trama que proviene de una MAC en particular podríallegar desde enlaces diferentes.

3.2.4 Bucles recursivos: un bucle puede generar un nuevo bucle y estos crecer de forma exponencial. En una situación así la red quedará inusable en pocos segundos.

Ante la necesidad de tener una red LAN redundante y dinámica libre de los problemas asociados a la redundancia resulta evidente que es imperioso un protocolo que sea capaz de resolver estas cuestiones. Es aquí donde entra en acción el Protocolo de Spanning Tree (STP).[5]

3.3 FUNCIONAMIENTO:

El Protocolo Spanning Tree que trabaja a nivel de MAC, primeramente construye un árbol de la topología de la red, comenzando desde la raíz (nodo). Uno de los switches STP se convierte en la raíz después de haber ganado la selección, para ello cada dispositivo STP (router, switch, u otros) comienza a tratar, desde el momento en que se enciende, de convertirse en la raíz del árbol STP mediante el envío de paquetes de datos específicos denominados BPDU (Bridge Protocol Data Unit) a través de todos sus puertos. La dirección del receptor del paquete BPDU es una dirección de un grupo multicast, esto permite al paquete BPDU atravesar dispositivos no inteligentes como hubs y switches no STP. Después de recibir el paquete BPDU desde otro dispositivo, el switche compara los parámetros recibidos con los propios y dependiendo del resultado decide seguir o no intentando ser el nodo raíz. [6]

3.4 BPDU (BRIDGE PROTOCOL DATA UNITS)

Son los mensajes de datos enviados a través de redes de área local ( LAN ) para la detección de bucles en una topología de red. BPDU contiene información acerca de los puertos, los switches, las direcciones de prioridad de puerto. Los switches mandan BPDUs usando una única dirección MAC de su puerto como MAC de origen y una dirección de multicast como MAC de destino, por defecto los BPDUs se envían cada 2 segundos.[7]

3.5 ELECCIÓN DEL SWITCHE RAÍZ

Para que la topología esté libre de bucles se debe tomar un punto de referencia que se llama root bridge (el termino bridge “puente” se usa ya que esta tecnología se desarrollo para puentes pero se puede pensar como un switch).Para elegir al root bridge entre todos los switches se usa el bridge ID que todos los switches tienen, es único y consiste en un valor de 8 bytes dividido en dos partes:

3.5.1 Bridge Priority (2 bytes): es la prioridad de un switch en relación con el resto de switches. Este valor puede estar entre 0 y 65535y por defecto está en 32768 (0×80000).

3.5.2 MAC Address (6 bytes): la dirección MAC usada se obtiene del módulo de la supervisora, el backplane o una lista de 1024 direcciones que son asignadas a cada supervisora o backplane dependiendo del modelo de switch. Es una dirección única y almacenada internamente que no puede ser modificada por el usuario.Cuando un switch se enciende, supone que es el switch raíz. Cada switch empieza a enviar BPDUs con el root bridge ID igual que su bridge ID. Una vez que se ha elegido el root bridge la BPDUs de configuración son enviadas solo por el root bridge y el resto de switches solo las reenvían añadiendo su bridge ID al BPDU. Cada switch reemplaza los bridge ID de raíz más alta por bridge ID de raíz más baja en las BPDU que se envían. Todos los switches reciben las BPDU y determinan que el switch que cuyo valor de BID raíz es el más bajo será el puente raíz. Esto se repite cada 2 segundos [8]

3.6 ELECCIÓN DE LOS PUERTOS RAÍZ

Una vez elegido el switche raíz hay que calcular el puerto raíz para los otros switches que no son raíz. Para cada switche se calcula de igual manera, el puerto que tiene menor costo al switche raíz será el puerto raíz de este. En el caso de que haya dos o más puertos con el mismo costo hacia el switche raíz, se utiliza la prioridad del puerto para establecer el raíz.[9]

listado del costo de cada tipo de enlace para el stp (según ieee)

[pic]Tabla 1

3.7 ESTADOS DE LOS PUERTOS STP:

Cuando el STP está activo un puerto empieza en estado desactivado (Disabled) y pasa por ciertos estados hasta alcanzar el estado activo (Forwarding). Los estados son:

3.7.1 Blocking (blk): Cuando un puerto se inicializa comienza en estado Blocking para prevenir bucles. En este estado un puerto no puede ni recibir ni enviar nada ni aprende MACs solo recibe BPDUs para conocer el estado de otros switches. Además los puertos que se eliminan de la redundancia para evitar un bucle se ponen en este estado de Blocking.

3.7.2 Listening (lst): Un puerto pasa del estado Blocking al estado Listening si el switch cree que este puerto puede ser un root o designated port. En este estado no se puede enviar o recibir tramas, pero ahora se puede enviar y recibir BPDUs con lo que el switch participa activamente en el STP. Si el puerto pierde su estado de root o designated entonces vuelve al estado de Blocking.

3.7.3 Learning (lrn): Tras pasar en modo Listening durante un tiempo llamado Forward Delay el puerto puede pasar al estado Learning. Aún el puerto sigue sin poder mandar o recibir tramas, sigue mandando BPDUs pero ahora el switch aprende MACs que añade a la tabla de MACs. Este estado da un poco de tiempo a que el switch se asiente.

3.7.4 Forwarding (fwd): Tras otro tiempo de Forward Delay el puerto pasa del estado Learning a Forwarding. En este estado el puerto es totalmente operativo, envía y recibe tramas, BPDUs y aprende MACs.

3.7.5 Disabled: los puertos quedaran en este estado cuando exista un problema de hardware o sean miembros de una VLAN no creada

3.8 TEMPORIZADORES:

STP usa tres temporizadores (timers) para asegurarse que la red converge correctamente, estos son los siguientes:

3.8.1 Hello time: Es el intervalo de tiempo entre cada BPDU de configuración que envía el root bridge. El Hello Time configurado en el root bridge determina el Hello Time de cada switch no root ya que estos reenvían las BPDUs que recibe del root. Aunque los switches no root tienen un Hello Time configurado localmente que se usa para temporizar los BPDUs TCN (cambio de topología). IEEE 802.1D especifica por defecto un Hello Time de 2 segundos.

3.8.2 Forward delay: El intervalo de tiempo que un switch espera en los estados Listening y Learning. Por defecto son 15 segundos.

3.8.3 Max age: El intervalo de tiempo máximo que un switch almacena una BPDU antes de descartarla. STP almacena la “mejor” copia de BPDU que ha recibido hasta que deja de recibir las BPDUs durante el periodo de tiempo especificado por Max Age en cuyo momento asume un cambio de topología y elimina el BPDU almacenado. Por defecto este valor es de 20 segundos.[10]

3.9 MEJORAS DEL STP:

Debido a que Recalcular el árbol de expansión puede resultar demorado, Cisco ha creado mejoras para mejorar el tiempo de convergencia STP las cuales son:

3.9.1 Portfast (puerto rápido)

Desarrollado por Cisco y diseñado para ser implementado en el "borde" los puertos, es decir, los puertos que están conectados para poner fin a los ejércitos y no requieren STP y no son propensos a causar bucles de conmutación (por ejemplo, las tormentas de broadcast) ya que no hay otros interruptores en la mismo segmento. Lo que hace es efectivamente saltar las etapas de escucha y aprendizaje y pone un puerto en el estado de envío inmediato. Por lo tanto BPDU son ni enviado ni BPDU recibidos en el puerto procesados, dejando el segmento de propensas a cambiar debido a los lazos, si no por otra razón, un error del usuario (conexión de un interruptor, por ejemplo, la creación de una tormenta de difusión).

[pic]figura 2.

Debido a que el propósito de PortFast es reducir al mínimo el tiempo que los puertos de acceso deben esperar para STP a converger, sólo se debe utilizar en los puertos de acceso.

3.9.2 Uplinkfast (enlace rápido)

Permite que un conmutador de capa de acceso reaccione y resuelva casi inmediatamente los fallos de enlace directo. El switch sitúa puertos en un grupo que están recibiendo mensajes BPDU desde los conmutadores de flujo hacia el origen de la transmisión. Si el camino primario hacia la raíz experimenta un fallo de enlace directo, el conmutador responde estableciendo uno de los otros conmutadores del grupo en el modo de envió casi inmediatamente (en menos de 5 segundos) sin pasar por los modos de espera y aprendizaje. Tenga en cuenta que UplinkFast sólo se recomienda para su uso en la capa de acceso, cambia si se utiliza una capa plana de la red 2. No debe convertirse en root, ya que la función se utiliza para acelerar la convergencia de sus enlaces ascendentes hacia la raíz.[pic]figura 2.1

3.9.3 Backbonefast (enlace troncal rápido)

Es otra mejora diseñado para controlar los errores de enlace, que se utiliza para detectar fallas de enlace, es decir, cuando no se vincula directamente relacionada con el interruptor en el árbol de expansión, el interruptor observa que el puerto BPDU inferiores vienen en sobre. Si van a venir en el puerto raíz que indica que el bloqueo (puertos alternativos) posiblemente podría haber conservado su conectividad a la raíz. Si vienen en el bloqueo de los puertos, el conmutador comprueba que todavía puede llegar a la raíz de su puerto raíz y las transiciones bloquear los puertos en los que la BPDU inferiores llegó a los puertos designados. Sin embargo, si no tiene caminos más viables hacia la raíz, que se anuncia como root, efectivamente reiniciar el proceso de elección de la raíz.[11][pic]figura 2.2

3.10 MODOS DE TRANSMISIÓN:

Proporcionan una mayor fiabilidad y flexibilidad en caso de que la red presente errores, estos modos son:

3.11 STORE AND FORWARD (ALMACENAR Y REENVIAR)

Almacenar y enviar una de las telecomunicaciones técnica en la cual la información es enviada a una estación intermedia, donde se mantiene y se envía en un momento posterior a su destino final o de otra estación intermedia. La estación intermedia, o nodo en una red contexto, verifica la integridad del mensaje antes de enviarlo. En general, esta técnica se utiliza en redes con conectividad intermitente, especialmente en el desierto o en entornos que requieren alta movilidad. También puede ser preferible en situaciones en las que hay largas demoras en la transmisión y la variable y alta tasa de errores, o si un particular, de extremo a extremo de la conexión no está disponible.

Esta técnica se origina de la tolerancia a las redes de retardo . No hay servicios en tiempo real están disponibles para este tipo de redes.

3.12 FRAGMENT FREE (FRAGMENTO LIBRE)

Es adecuado para aplicaciones de red troncal en una red congestionada, o cuando las conexiones son asignados a un número de usuarios. Controles de switcheo libre de fragmentos donde no hay colisiones dentro de los primeros 64 bytes del paquete - el tamaño mínimo de mensaje válido requerido por el estándar IEEE 802.3. Esto garantiza que el mensaje de fragmentos de menos de 64 bytes no se transmitió a otros segmentos de red.

La transmisión y recepción de las tasas son siempre los mismos. Debido a esto, la distribución libre de fragmentos no pueden pasar los paquetes a las redes de mayor velocidad, por ejemplo, para enviar paquetes de un 10 Mbps a una red Ethernet de 100Mbps. Por lo tanto, si se opta por el cambio libre de fragmentos, no es posible realizar conexiones directas a las redes de mayor velocidad de ese puerto.

3.13 CUT-THROUGH

Es un método de conmutación en donde el interruptor inicia la transmisión de un marco (o paquete) antes de todo el marco que se haya recibido, normalmente tan pronto como la dirección de destino se procesa. Esta técnica reduce la latencia a través del interruptor, pero disminuye la fiabilidad.

En redes de conmutación de paquetes, tales como Ethernet , corte a través de conmutación sólo puede utilizarse cuando la velocidad de la interfaz de salida es menor o igual a la velocidad de la interfaz entrante.

Corte a través de enrutamiento fue una de las características importantes de las redes IP a través de redes de cajeros automáticos desde los routers borde de la red de cajeros automáticos fueron capaces de utilizar células de conmutación a través del núcleo de la red de baja latencia en todos los puntos. Con enlaces de mayor velocidad, se ha convertido en un problema menor ya que la latencia de paquetes se ha convertido en mucho más pequeño

4. RAPID SPANNING TREE PROTOCOL (RSTP)

Es un protocolo de red de la segunda capa OSI, (nivel de enlace de datos), que gestiona enlaces redundantes. Especificado en IEEE 802.1w, es una evolución del Spanning tree Protocol (STP), reemplazándolo en la edición 2004 del 802.1d. RSTP reduce significativamente el tiempo de convergencia de la topología de la red cuando ocurre un cambio en la topología.

RSTP se ha convertido en el protocolo preferido para prevenir ciclos de capa 2 en topologías que incluyen redundancia. Además de que el 802.1w contiene mejoras, retiene compatibilidad con su antecesor 802.1D dejando algunos parámetros sin cambiar. Por ejemplo, RSTP mantiene el mismo formato de BPDU que STP sólo que cambia el campo de versión, el cual se le asigna el valor de 2.[12]

4.1 ESTADO DE LOS PUERTOS RSTP

RSTP define los estados de los puertos de acuerdo a lo que el puerto hace con las tramas entrantes. Los estados son:

4.1.1 Discarding: Las tramas entrantes son tiradas (dropped), por lo que no se aprenden MACs (en 802.1D sería una combinación de los estados Disabled, Blocking y Listening. El estado Listening no se necesita porque RSTP puede negociar rápidamente un cambio de estado sin escuchar primero las BPDUs).

4.1.2 Learning: Se tiran (dropped) las tramas entrantes , pero se aprenden MACs.

4.1.3 Forwarding: Se envían las tramas entrantes de acuerdo con la MACs aprendidas (y que se aprenden).

4.2 ROLES DE LOS PUERTOS RSTP:

El Root Bridge se elige de igual manera que con STP 802.1D mirando el Bridge ID más bajo. Los puertos en RSTP pueden ser:

4.2.1 Root port: El el único puerto de cada switch el cual tiene el mejor camino hacia el Root Bridge por lo que es idéntico a 802.1D. (por definición el Root Bridge no tiene puerto Root).

[pic]figura 3

4.2.2 Designated port: Es el puerto de switch en un segmento de red que tiene el mejor costo hacía el Root. Un puerto es designado si se puede enviar la mejor BPDU en el segmento al que está conectado

[pic]figura 3.1

4.2.3 Alternate port: Es un puerto que tiene un camino alternativo hacía el Root diferente del Root Port, por lo que es menos deseable (por ejemplo dos uplinks de un switch de acceso uno será el Root y el otro el Alternate). Un puerto alternativo recibe BPDU más útil desde otro switche y es un puerto bloqueado.

[pic]figura 3.2

4.2.4 Backup port: Es un puerto que provee de redundancia (pero menos deseable) a un segmento donde ya hay otro enlace. (un switch puede o no tener un camino de backup).[pic]figura 3.3

4.3 BPDUS EN RSTP

Ya que RSTP distingue sus BPDUs de los BPDUs de 802.1D pueden coexistir ambos. Cada puerto intenta funcionar de acuerdo al BPDU que recibe, por ejemplo cuando se recibe en un puerto una BPDU 802.1D empieza a funcionar de acuerdo a las reglas de 802.1D.

4.4 TIPOS DE PUERTOS

4.4.1 Edge port: es un puerto en el extremo de la red donde se conecta solo un servidor. Es lo mismo que en STP un puerto PortFast que se mantiene el nombre para que sea familiar. Por definición este tipo de puerto no puede formar un bucle por lo que puede pasar directamente a Forwarding. Recordar que si se recibe una BPDU en un puerto Edge este puerto pierde su estado de Edge.

4.4.2 Root port: Es el puerto que tiene mejor costo hacia el raiz y solo puede haber un puerto raiz en cada switche (aunque puede haber caminos alternativos en otros puertos hacia el raiz, Alternate).

4.4.3 Point to point port: cualquier puerto que se conecta a otro switche y se convierte en Designated Port. El estado del puerto lo decide un acuerdo rápido ente ambos switches en vez de que un temporizador expire.

4.5 SINCRONIZACIÓN RSTP

Para participar en la convergencia RSTP un switch debe decidir el estado de cada uno de sus puertos. Los puertos que no son Edge empiezan en estado Discarding. Después de que los switches intercambian BPDUs se puede identificar el root bridge. Si un puerto recibe una BPDU superior de un vecino ese puerto se convierte en Root Port.

4.6 APOYO DE RSTP EN LOS SWITCHES CATALYST

Esta tabla muestra el apoyo de RSTP en los conmutadores Catalyst, y el software mínimo requerido para ese apoyo. (tabla 2)

|Catalizador Plataforma |MST w / RSTP |RPVST + (también conocido como || | |PVRST +) ||Catalyst 2900 XL / 3500 XL |No disponible. |No disponible. ||Catalyst 2940 |12.1 (20) EA2 |12.1 (20) EA2 ||Catalizador 2950/2955/3550 |12.1 (9) EA1 |12.1 (13) EA1 ||Catalizador 2970/3750 |12.1 (14) EA1 |12.1 (14) EA1 ||Catalyst 3560 |12.1 (19) EA1 |12.1 (19) EA1 ||Catalyst 3750 Metro |12.1 (14) AX |12.1 (14) AX ||Catalizador 2948G-L3/4908G-L3 |No disponible. |No disponible. ||4000/2948G/2980G catalizador (CatOS) |7.1 |7.5 ||Catalizador 4000/4500 (IOS) |12.1 (12c) EW |12.1 (19) EW |

|Catalizador 5000/5500 |No disponible. |No disponible. ||Catalizador 6000/6500 |7.1 |7.5 ||Catalizador 6000/6500 (IOS) |12.1 (11b) EX, 12.1 (13) E, 12.2 |12.1 (13) E || |(14) SX | ||Catalyst 8500 |No disponible. |No disponible. |

Tabla 2.

5. COMANDOS DE CONFIGURACION

5.1 PRIMEROS PASO PARA CONFIGURAR

• Configurar los switches. Configura el nombre del host, los passwords de accesos y modos de comando y los ajustes para el manejo de la LAN. Estos valores se muestran en la tabla, si ocurren problemas durante la configuración revisa la práctica de Configuración Básica de Switch.

• Configurar los hosts adjuntos a los switches Configura cada host de manera que use la misma subred, máscara y Gateway por defecto que el switch correspondiente.

• Verificar la conectividad:

Para verificar que los hosts y los switches están correctamente configurados, haz ping a los switches desde los hosts. ¿Tuvieron éxito los pings? Si no?, indica los problemas en las configuraciones de los hosts y los switches (ojo, revisa que las conexiones de las tarjetas de red de los terminales estén habilitadas).

Descubrir las opciones de show interface

Tener en cuenta que se debe iniciar en modo PRIVILEGIADO del dispositivo que deseamos configurar.

Switch>: Este signo de “>” quiere decir que se encuentra en un estado no privilegiado.

Switch> enable: Para entrar a configurar el dispositivo se debe ingresar el comando de ENABLE. Es el que va permitir estar en el modo privilegiado.

Switch# : cuando cambia de “>” a”#” significa que ya podemos entrar a configurar el dispositivo.

Switch#configure terminal: Es utilizado para dar inicio a la configuración.

Switch(config)# ?: se le coloca el signo “?” y aparecen los comandos que puede utilizarse.

• Hostname (el que se desee).

Line vty 0 4

Cuando es introducido el comando line vty 0 4, entramos a la línea de configuración.

• Switch(config)# Line vty 0 4

• Switch(config-line)# password (el más conveniente)

Los comandos que se utilizaran para monitorear la configuración de estos equiposson similares a los utilizados en los Routers del mismo fabricante.

• Show running-config

• Show startup-config

• Show spanning-tree

Configurar manualmente la prioridad (dando un valor más bajo) para que el switch sea elegido como Root. Debemos conocer el valor de la prioridad de todos los switches en la vlan correspondiente para poder asignarle un valor menos. Para poder cambiar la prioridad usamos el comando:

• Switch(config)# spanning-tree vlan vlan-list priority bridge-priority

Forzar la elección de Root Bridge que cambia su prioridad asumiendo donde está respecto a otros switches en la red. Usaremos el comando (macro):

• Switch(config)# spanning-tree vlan vlan-list root {primary | secondary } [diameter diameter5.2 AJUSTANDO EL COSTE DEL ROOT PATHPodemos usar el siguiente comando para cambiar el coste de un puerto:

• Switch(config-if)# spanning-tree [vlan vlan-list] cost cost

5.3 PERSONALIZANDO EL PORT ID.

El cuarto criterio del STP es el Port ID, el cual es de 16 bits, 8 bits para la prioridad y 8 para el número de puerto. Para ver este valor podemos usar el comando:

• Switch# show spanning-tree interface tipo mod/num

Para cambiar la prioridad de un puerto:

• Switch(config-if) spanning-tree [vlan vlan-list] port-priority port-priority.

5.4 MODIFICANDO LOS CONTADORES (TIMERS) MANUALMENTE.

Podemos usar uno de estos comandos para modificar el contador que queramos:

• Switch(config)# spanning-tree [vlan vlan-id] hello-time seconds

• Switch(config)# spanning-tree [vlan vlan-id] forward-time seconds

• Switch(config)# spanning-tree [vlan vlan-id] max-age seconds

5.5 MODIFICANDO LOS CONTADORES (TIMERS) AUTOMÁTICAMENTE.

• Switch(config)# spanning-tree vlan vlan-id root {primary | secondary} [diameter diameter [hello-time hello-time]]

Podemos activar PortFast globalmente en todos los puertos en modo acceso (que no sean trunk):

• Switch(config)# spanning-tree portfast default

Podemos activar o desactivar el PortFast a nivel de puerto:

• Switch(config-if)# [no] spanning-tree portfast

5.6 CONFIGURACION DEL ROUTER Y SWITCHE[pic]Figura 3.4

5.7 EJEMPLO DE CONFIGURACION EN ROUTER

Router>enaRouter#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#int ser 0/1/0Router(config-if)#ip add 10.1.1.6 255.255.255.252Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/1/0, changed state to upRouter(config-if)#clock rate 128000Router(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/1/0, changed state to upRouter(config-if)#int fas 0/0Router(config-if)#ip add 192.168.50.33 255.255.255.224Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upRouter(config-if)#inter serial 0/0/0Router(config-if)#ip add 10.1.1.9 255.255.255.252Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0/0, changed state to downRouter(config-if)#Router(config-if)#^Z%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleRouter#w m

Building configuration...[OK]Router#

5.8 EJEMPLO DE CONFIGURACION EN SWITCHE

Switch>enaSwitch#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)#inter vlan1Switch(config-if)#ip add 192.168.50.19 255.255.255.224Switch(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan1, changed state to up%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan1, changed state to upSwitch(config-if)#Switch(config-if)#^Z%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by consoleSwitch#w mBuilding configuration...[OK]Switch#

Switch#show spanning-treeVLAN0001Spanning tree enabled protocol ieeeRoot ID Priority 32769Address 0004.9A82.7577Cost 19Port 2(FastEthernet0/2)Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)Address 0060.47EC.A919Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 secAging Time 20

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type---------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------Fa0/1 Desg FWD 19 128.1 P2pFa0/2 Root FWD 19 128.2 P2pFa0/3 Desg FWD 19 128.3 P2p

Switch#show running-configBuilding configuration...

Current configuration : 926 bytes!version 12.1no service password-encryption

!hostname Switch!!no spanning-tree vlan 10!interface FastEthernet0/1spanning-tree portfast!interface FastEthernet0/2!interface FastEthernet0/3!interface FastEthernet0/4!interface FastEthernet0/5!interface FastEthernet0/6!interface FastEthernet0/7!interface FastEthernet0/8!interface FastEthernet0/9!interface FastEthernet0/10!interface FastEthernet0/11!interface FastEthernet0/12!interface FastEthernet0/13!interface FastEthernet0/14!interface FastEthernet0/15!interface FastEthernet0/16!interface FastEthernet0/17!interface FastEthernet0/18!interface FastEthernet0/19!interface FastEthernet0/20!interface FastEthernet0/21!interface FastEthernet0/22

!interface FastEthernet0/23!interface FastEthernet0/24!interface Vlan1ip address 192.168.50.2 255.255.255.0!line con 0!line vty 0 4loginline vty 5 15login!!end

Switch#show startup-configUsing 901 bytes!version 12.1no service password-encryption!hostname Switch!!!interface FastEthernet0/1spanning-tree portfast!interface FastEthernet0/2!interface FastEthernet0/3!interface FastEthernet0/4!interface FastEthernet0/5!interface FastEthernet0/6!interface FastEthernet0/7!interface FastEthernet0/8!interface FastEthernet0/9!interface FastEthernet0/10!interface FastEthernet0/11

!interface FastEthernet0/12!interface FastEthernet0/13!interface FastEthernet0/14!interface FastEthernet0/15!interface FastEthernet0/16!interface FastEthernet0/17!interface FastEthernet0/18!interface FastEthernet0/19!interface FastEthernet0/20!interface FastEthernet0/21!interface FastEthernet0/22!interface FastEthernet0/23!interface FastEthernet0/24!interface Vlan1ip address 192.168.50.2 255.255.255.0!line con 0!line vty 0 4loginline vty 5 15login!!end

5.9 EJEMPLO DE CONFIGURACION PARA PC

En default gateway va la direccion ip del router como lo indica la figura 3.5

[pic] Fiugura 3.5

Para saber el estado de un puerto podemos usar el comando:

Switch#show spanning-tree interface type mod/port

5.10 COMANDOS STP

Varios comandos para monitorizar el estado del STP.

Muestra todos los posibles parámetros de STP para todas las Vlans (detallado o no):

• Switch# show spanning-tree [detail]

Muestra el número total de puertos de switch actualmente en cada uno de los estados de STP:

• Switch# show spanning-tree [vlan vlan-id] summaryBusca el Root Bridge ID, el Root Port y el coste del Root Path:

• Switch# show spanning-tree [vlan vlan-id] root

Muestrael Bridge ID y los contadores de STP en el switch actual:

• Switch# show spanning-tree [vlan vlan-id] bridge

Muestra la actividad de STP en la interface especificada:

• Switch# show spanning-tree interface type port

Muestra el estado de UplinkFast:

• Switch# show spanning-tree uplinkfast

Muestra el estado de BackboneFast:

• Switch# show spanning-tree backbonefast

Para configurar BackboneFast usamos el comando global:

• Switch(config)# spanning-tree backbonefast

5.11 CONFIGURACIÓN RSTP

Para configurar un puerto como Edge usamos: • Switch(config-if)# spanning-tree portfast

Para forzar un puerto que actue como point-to-point usamos:

• Switch(config-if)# spanning-tree link-type point-to-point

6. CONFIGURACION EN PACKET TRACER

Para entrar en practica con el spanning tree es muy util usar el programa CISCO PACKET TRACER version 5.3

[pic]Figura 3.6

A continuacion veremos un sencillo ejemplo de la utilizacion del STP:

[pic]Figura 3.7

Aqui se puede observar lo que se explicaba acerca de la eleccion del puerto raiz en este caso seria el punto de color naranja al lado izquierdo del switch 2, este puerto esta en estado blocking para evitar los loops (bucles)

[pic]

Figura 3.8

En esta imagen se puede ver los comandos que se ingresan para ver como esta configurado el STP en el switche, los cuales son:

Switch>enableSwitch#show spanning-tree

[pic]

Figura 3.9

En esta imagen se observa que con el comando Switch#show spanning-tree ? aparecen un listado de lo que se puede configurar; el ? se maneja para ver lo que se puede configuar por ejemplo :

Switch#show spanning-tree interface ?Switch#show spanning-tree summary ?Switch#show spanning-tree vlan 1 ?[pic]Figura 3.10

Para ya configurar el stp se debe ingresar el comando Switch#config t, y me va a quedar (Switch(config)# ) alli se podra configurar lo que se necesite.

Siguiendo los pasos anteriores e ingresando los comandos ya vistos se podra configurar el spanning tree utilizando este didactico y sencillo programa el cual resuta muy util para el aprendizaje de protocolos en cisco.

7. CONCLUSIONES

• Se establecio de manera sencilla como aplicando diferentes comandos del protocolo stp y rstp se puede configurar un switche cisco para que asi este tenga un mejor funcionamiento y no presente fallas en la red

• Con el significado y la configuracion del protocolo stp y rstp se dio a entender la importancia que tiene para que la red este trabajando lo mejor posible

• Para poder configurar mas rapido y mas facil los switches Es necesario prestar atencion a la funcion de los comandos

8. RECOMENDACIONES

crear una conciencia de lo importante que es aplicar seguridad a las redes de área local. Permitiendo la implementación del STP Y RSTP

crear políticas de seguridad en la cual se involucren todos los usuarios de la red.

9. BIBLIOGRAFIA

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technologies_configuration_example09186a0080890607.shtml&prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com.co"u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_configuration_example09186a0080890607.shtmlHYPERLINK "http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_configuration_example09186a0080890607.shtml&prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com.co"&HYPERLINK "http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_configuration_example09186a0080890607.shtml&prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com.co"prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3DivnsHYPERLINK "http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_configuration_example09186a0080890607.shtml&prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com.co"&HYPERLINK "http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk689/technologies_configuration_example09186a0080890607.shtml&prev=/search%3Fq%3Dvlan%2Bcisco%26hl%3Des%26biw%3D1024%26bih%3D677%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com.co"rurl=translate.google.com.co).

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-----------------------[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Spanning_tree

[2]http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.cisco.com/en/US/tech/tk389/tk621/technologies_white_paper09186a0080094cfa.shtml&prev=/search%3Fq%3Drapid%2Bspanning%2Btree%26hl%3Des%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.com&twu=1#t1

[3] Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Spanning_tree

[4] Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1D

[5] Tomado de http://leandroditommaso.com.ar/hp/mydocs/apunte-stp.pdf

[6] Tomado de http://www.decom-uv.cl/~mferrand/cursos/redes/spanningtree.pdf

[7] Tomado de http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://www.birds-eye.net/definition/b/bpdu-bridge_protocol_data_unit.shtml&ei=QB5UTYjvOYet8AbC5qXDCQ&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=3&ved=0CCsQ7gEwAg&prev=/search%3Fq%3DShired%2BDiane%2BSignificado%2Bde%2BBPDU%26hl%3Des%26prmd%3Divnso

[8] Tomado de http://www.the-evangelist.info/2010/03/ccnp-switch-7-spanning-tree-protocol-tradicional/

[9] Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Spanning_tree#Elecci.C3.B3n_de_los_puertos_ra.C3.ADz

[10] Tomado de http://www.the-evangelist.info/2010/03/ccnp-switch-7-spanning-tree-protocol-tradicional/

[11] Tomado de http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=en&u=http://certstudy.org/uncategorized/spanning-tree-enhancements/&prev=/search%3Fq%3Dspanning%2Btree

%2By%2Bswitches%26hl%3Des%26sa%3DN%26biw%3D1280%26bih%3D887%26tbs%3Dblg:1&rurl=translate.google.com.co

[12] Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Rapid_Spanning_Tree_Protocol