Spanning Tree Protocol para niños
El Protocolo de Árbol de Expansión (conocido como STP, por sus siglas en inglés Spanning Tree Protocol) es una regla importante en las redes de computadoras. Su trabajo principal es evitar problemas cuando hay varias formas de llegar al mismo lugar en una red Ethernet. Imagina que tienes muchos caminos para ir de un punto a otro; STP se asegura de que solo haya un camino activo a la vez para evitar que los datos den vueltas sin fin.
Este protocolo crea una especie de "árbol" en la red, donde cada parte está conectada de forma única. Si hay caminos extra, STP los "apaga" temporalmente. Así, si un camino principal falla, los caminos apagados pueden activarse para mantener la red funcionando. El algoritmo de STP fue creado por Radia Perlman.
Más tarde, en 2001, se mejoró con el Protocolo Rápido de Árbol de Expansión (RSTP). Esta versión es mucho más veloz para adaptarse a los cambios o fallas en la red, lo que significa que tu conexión se recupera más rápido.
Contenido
¿Por qué necesitamos el Protocolo de Árbol de Expansión?
Evitar los bucles en la red
En una red, a veces se crean "bucles" cuando hay más de un camino para que los datos lleguen a un mismo destino. Estos caminos extra son buenos porque hacen que la red sea más confiable. Si un camino se rompe, los otros pueden seguir funcionando.
Sin embargo, los dispositivos de red como los conmutadores (también llamados switches) pueden tener problemas con estos bucles. Si no hay un control, los datos que se envían a todos los dispositivos (como los mensajes de "broadcast") pueden empezar a dar vueltas sin parar. Esto consume toda la capacidad de la red y hace que se vuelva muy lenta o incluso deje de funcionar.
Cómo STP resuelve el problema
El Protocolo de Árbol de Expansión permite que existan esos caminos extra (para la confiabilidad), pero se asegura de que solo uno esté activo en un momento dado. Es como tener varias carreteras, pero solo una está abierta para el tráfico, mientras las otras están listas para usarse si la principal se cierra.
Si algo cambia en la red, por ejemplo, si un cable se desconecta, STP detecta el cambio y activa uno de los caminos que estaban "apagados". Así, la red sigue funcionando sin interrupciones. Si STP fallara, los caminos podrían activarse al mismo tiempo, creando un bucle y paralizando la red.
¿Cómo funciona el Protocolo de Árbol de Expansión?
El protocolo STP transforma una red que tiene muchos caminos (como una malla) en una red con forma de árbol, donde no hay bucles. Los puentes o conmutadores de la red se comunican entre sí usando mensajes especiales llamados Unidades de Datos de Protocolo Puente (BPDU).
Elección del puente raíz
El primer paso es elegir un "puente raíz" (Root Bridge). Este es como el "jefe" de la red. Todos los conmutadores se ponen de acuerdo para elegir al que tenga el identificador más bajo. Este identificador se forma con un número de prioridad (que se puede configurar) y la dirección única del conmutador (dirección MAC). El conmutador con el identificador más bajo se convierte en el puente raíz.
Elección de los puertos raíz
Una vez que se elige el puente raíz, cada uno de los otros conmutadores debe encontrar su "puerto raíz". Este es el puerto que tiene el camino más corto y eficiente para llegar al puente raíz. Si hay varios caminos con el mismo costo, se elige el que tenga la dirección MAC más baja.
Elección de los puertos designados
En cada parte de la red donde se conectan dos conmutadores, se elige un "puerto designado". Este es el puerto del conmutador que tiene el camino de menor costo para llegar al puente raíz. El costo depende de la velocidad del enlace (por ejemplo, un enlace más rápido tiene un costo menor). Si hay un empate en el costo, se elige el puerto del conmutador con el identificador más bajo.
Puertos bloqueados
Los puertos que no son elegidos como puertos raíz ni como puertos designados se "bloquean". Estos puertos son los que evitan que se formen los bucles en la red. Están listos para activarse si es necesario, pero normalmente están inactivos.
Mantenimiento del árbol de expansión
El Protocolo de Árbol de Expansión se mantiene activo y se adapta a los cambios. Si un puerto se desactiva o se activa, el conmutador lo notifica al puente raíz. El puente raíz, a su vez, informa a toda la red sobre el cambio. Esto se hace con mensajes especiales llamados TCN (Notificación de Cambio de Topología). Así, todos los conmutadores saben que la red ha cambiado y pueden ajustar sus caminos si es necesario.
Estados de los puertos
Los puertos de un conmutador pueden estar en diferentes estados mientras STP está funcionando:
- Bloqueo: En este estado, el puerto puede recibir mensajes de STP, pero no envía datos de la red. Esto evita los bucles.
- Escucha: El puerto escucha los mensajes de STP para decidir si hay un mejor camino hacia el puente raíz. Todavía no envía datos.
- Aprendizaje: El puerto sigue sin enviar datos, pero empieza a "aprender" las direcciones de los dispositivos conectados a él.
- Envío: ¡Este es el estado activo! El puerto puede enviar y recibir datos normalmente.
- Desactivado: El puerto está apagado, ya sea porque un administrador lo deshabilitó o porque falló.
Véase también
En inglés: Spanning Tree Protocol Facts for Kids
