El spanning tree protocol o el protocolo de árbol de expansión se implementa en las redes de datos para controlar los bucles de red que ocurren en la capa 2 de OSI (modelo de interconexión de sistemas abiertos).
El protocolo spanning tree está diseñado para controlar enlaces redundantes que pueden afectar la red y su rendimiento. El protocolo se desarrolló a partir de la idea original de que los switch no pueden filtrar transmisiones. Por lo tanto, se envían a través de diferentes interfaces (excepto la interfaz de recepción) y eventualmente provocan una saturación debido a la difusión excesiva, lo que degrada significativamente el rendimiento de la red.
No debemos olvidar que una red informática de alta disponibilidad requiere equipos y conexiones redundantes, pero esto en última instancia crea problemas de rendimiento. La razón principal de esto es que se producen bucles en la red.
Los switch intercambian información BPDU (Son paquetes que contienen información del protocolo) cada dos segundos y, si se detecta una anomalía en cualquier puerto, STP cambiará automáticamente el estado de cualquier puerto utilizando rutas redundantes sin perder la conectividad de la red.
Como podemos darnos cuenta, el spanning tree protocol tiene una aplicación respectivamente simple. Sin embargo, su utilidad y aplicación es enorme de cara a la usabilidad de las redes.
¿Cómo funciona Spanning Tree Protocol?
STP escanea continuamente la red para detectar inmediatamente cualquier falla o conexión de un enlace, switch o puente. Cuando cambia la topología de la red, el algoritmo de spanning tree reconfigura los puertos del switch o del puente para evitar la pérdida total de conectividad.
STP crea un proceso lógico para eliminar estas rutas de comunicación. El método consiste en generar un árbol de switch en la red y seleccionar uno de ellos como referencia. El switch que el sistema de protocolo elige como base para el resto del proceso se denomina puente raíz o root bridge y es el único switch que puede existir en la red. Se utilizarán criterios de prioridad para seleccionarlos, pero también se tendrán en cuenta las direcciones MAC.
Tipos de Spanning Tree Protocol
Las tecnologías con el tiempo van evolucionando y lo mismo ha ocurrido con STP de las cuales también tenemos:
- MSTP: Múltiple Spanning Tree
- RSTP: Rapid Spanning Tree
- VSTP: VLAN Spanning Tree
Los bucles de capa 2 ocurren cuando hay varias rutas entre dos dispositivos en la red y el switch no implementa el protocolo de árbol de expansión (Spanning Tree Protocol). Con todo esto podemos concluir que el uso correcto de una topología y su debida configuración tanto física como lógica dará como resultado una red estable con muchos menos porcentajes de que ocurras fallas por bucles o saturación de en toda la red.
Ventajas de Spanning Tree Protocol o STP ✔️
Entre las ventajas que se destacan la aplicación del protocolo de árbol de extensión son las siguientes:
- El protocolo spanning tree ayuda a reducir problemas con las topologías para evitar bucles entre los distintos caminos entre las LAN’s.
- Es un protocolo dedicado a eliminar bucles de la capa dos y permitir así una red redundante.
- Los enlaces que generan loops o bucles se colocan en estado de bloqueo.
Desventajas de Spanning Tree Protocol ❌
Las desventajas para este protocolo son las siguientes:
- El Protocolo Spanning Tree tiene un límite teórico (que puede ser modificado) de un máximo de 7 switch que pueden separar a 2 dispositivos finales.
- Muchas de las veces pueden tener una difícil administración
- Es un protocolo de bajo rendimiento comparado con tecnologías HSRP (Hot Stand by Router Protocol)
Características básicas de una topología con árbol de expansión (STP)
A continuación, se muestra como la utilización de STP evita los bucles en las topologías. El protocolo spanning tree es un protocolo que se emplea para evitar los loops en las redes. DEC fue la compañía que inventó spanning tree protocol.
Los bucles físicos de capa 2 pueden ocurrir como resultado de la operación normal del switch, particularmente durante el descubrimiento y el reenvío. Los bucles de capa 2 ocurren cuando hay varias rutas entre dos dispositivos en la red y el switch no implementa el protocolo de árbol de expansión.
Con todo esto podemos concluir que el empleo correcto de una topología y su debida configuración tanto física como lógica dará como resultado una red estable con muchos menos porcentajes de que ocurran fallas por bucles o saturación de en toda la red.
¿Qué es el Comando Spanning Tree?
El comando spanning-tree se agrega en la consola del Switch cuando se está simulando topologías de red como en Cisco Packet Tracer.
La redundancia es una parte importante del diseño en capas para evitar interrupciones en el servicio de red para los usuarios. Las redes redundantes deben incluir rutas físicas, pero la redundancia lógica también debe ser parte del diseño.