RSTP: Configuración

Cómo Configurar RSTP

Veremos cómo configurar RSTP, actualmente un switch trae RSTP por defecto y configurado por defecto de manera tal que funcionará automáticamente. Incluso si un switch tiene STP y el otro RSTP no tendrás problema.

Típica Configuración: Switchs de Distribución como Raíz

Por muchas razones, la mayoría de los Ingenieros de red hacen que la capa de switches de distribución (red de transporte) sean los switches raíz. El siguiente dibujo muestra una red típica con dos switches de distribución y tres switches de acceso que conectan con los usuarios finales.

RSTP: Switches de Distribución Raíz es una Configuración Típica
RSTP: Hacer que los Switches de Distribución (Transporte) sean Raíz es una Configuración Típica

La necesidad de Multiple Spanning Trees Protocol (MSTP)

Tengamos en cuenta que STP se crea en 1990 y en aquel entonces aun no existían las Virtual LAN (VLAN). Es decir, existía un único dominio de broadcast en una red física LAN con una única instancia de STP. Luego, a mediados de 1990 aparecen las VLANs y con ello la necesidad de adaptar STP para que funcione creando múltiples spanning tree.

Ejemplo: STP en dos VLANs distintas con PVST+

La elección del switch raíz difiere en la VLAN 1 y la VLAN2 ya que son dos dominios de broadcast diferentes. En STP esto lo hace gracias a PVST+ (Per VLAN Spaning Tree Plus). A su vez vemos como hace balanceo de carga usando las dos interfaces, una por cada VLAN.

Balanceo de Carga en RSTP con dos VLAN
RSTP – Balanceo de Carga con un Árbol para la VLAN1 y otro para la VLAN 2

En RSTP lo anterior lo hace con Rapid PVST+ (RPVST+).

El estándar IEEE no usó PVST+ o RPVST+, que eran propietarios de Cisco, sino que uso MSTP.

Distintos Modos de STP y Estándares

Línea de tiempo para Per-VLAN y Multiple STP

Línea de Tiempo - Evolución de STP
Línea de Tiempo – Evolución de STP

Cómo configurar PVST+, RPVST+ y MSTP

NombreBasado en STP o RSTP?# de ÁrbolesEstándar Original IEEEParámetro de Configuración
STPSTP1 (CST)802.1DN/A
PVST+STP1/VLAN 802.1Dpvst
RSTPRSTP 1 (CST) 802.1wN/A
Rapid PVST+ RSTP 1/VLAN 802.1wrapid-pvst
MSTP RSTP1 o más* 802.1smst

CST: Common spanning tree.
* MSTP permite definir muchas instancias de spanning tree (multiple spanning tree instances, o MSTIs), tantas como el diseñador de la red quiera, pero no requiere solo una por VLAN.

SW1(config)# spanning-tree mode ?
    mst         Multiple spanning tree mode
    pvst     Per-Vlan spanning tree mode
    rapid-pvst     Per-Vlan rapid spanning tree mode
SW1(config)#

El Bridge ID y La Extensión del System ID

IEEE redefine el formato original del valor del BID como podemos ver a continuación:

La Extensión System ID de STP
La Extensión System ID de STP

Como se puede ver en la imagen anterior, el campo de la prioridad era originalmente de 16 bits (0 a 65,535). A raíz de esta situación previa al cambio del BID, la configuración del comando (spanning-tree vlan vlan-id priority x) requiere un número del 0 al 65,535. Pero no un número de ese rango simplemente; éste número debe ser múltiple de 4096 como se puede ver enfatizado en la siguiente salida de ocmando:

SW1(config)# spanning-tree vlan 1 priority ?
     <0-61440> bridge priority in increments of 4096 
SW1(config)#

Valores de Configuración de Prioridad para STP/RSTP

Valor DecimalEquivalente en 16 bits
00000 0000 0000 0000
40960001 0000 0000 0000
81920010 0000 0000 0000
122880011 0000 0000 0000
163840100 0000 0000 0000
204800101 0000 0000 0000
245760110 0000 0000 0000
286720111 0000 0000 0000
Valor Decimal Equivalente en 16 bits
327681000 0000 0000 0000
368641001 0000 0000 0000
409601010 0000 0000 0000
450561011 0000 0000 0000
491521100 0000 0000 0000
532481101 0000 0000 0000
573441110 0000 0000 0000
61440 1111 0000 0000 0000

Una manera fácil de configurar un switch como primario o secundario que nos facilita Cisco es la siguiente:

spanning-tree vlan x root primary (en el switch que sera primario)
spanning-tree vlan x root secondary ( en el switch que sera secundario)

Por defecto el número que le asigna al switch como prioridad es 32,768. Si se configura como primario la prioridad será entre 24,576 o 4096. Si se configura como secundario la prioridad sera 28,672.

Cómo usan los Switches la Prioridad y la Extensión System ID

A la Configurada Prioridad (16-Bit) se le Agrega el System ID Extension (12-Bit)
A la Configurada Prioridad (16-Bit) se le Agrega el System ID Extensión (12-Bit)
SW1# show spanning-tree vlan 9
 VLAN0009
  Spanning tree enabled protocol rstp
  Root ID     Priority    24585
         Address     1833.9d7b.0e80
         Cost        4
         Port        25 (GigabitEthernet0/1)
         Hello Time  2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
 Bridge ID     Priority    32777 (priority 32768 sys-id-ext 9)
         Address f47f.35cb.d780
 ! Output omitted for brevity

Métodos de RSTP para Soportar Multiple Spanning Trees

  • RSTP crea un sólo árbol —el Common Spanning Tree (CST)— mientras que RPVST+ crea un árbol por cada VLAN.
  • RSTP envía una serie de mensajes RSTP (BPDUs) en la red, no importa el número de VLANs, mientras que RPVST+ envía una serie de mensajes por VLAN.
  • RSTP y RPVST+ usan diferentes direcciones MAC de destino: RSTP con la dirección de multicast 0180.C200.0000 (una dirección definida por el estándar IEEE), y RPVST+ con la dirección multicast 0100.0CCC.CCCD (una dirección elegida por Cisco).
  • Cuando se transmiten mensajes en las VLAN trunks, RSTP envía los mensajes en la VLAN nativa sin encabezado/etiqueta en la VLAN. RPVST+ envía los mensajes de cada VLAN dentro de esa VLAN, por ejemplo, las BPDUs de la VLAN 9 tienen un encabezado 802.1Q que enumera la VLAN 9.
  • RPVST+ agrega un valor de longitud de tipo variable (TVL) a la BPDU que identifica la ID de la VLAN, mientras que RSTP no (porque no es necesario ya que RSTP ignora las VLAN).
  • Ambos ven la prioridad de 16-bits como si tuvieran una Extensión System ID de 12-bit, con RSTP configurando el valor en 0000.0000.0000, es decir, «no VLAN», mientras qie RPVST+ usa la VLAN ID.

En otras palabras, el estándar RSTP se comporta como si las VLANs no existieran, mientras que el RPVST+ de Cisco integra la información de la VLAN en todo el proceso.

Otras Opciones de Configuración de RSTP

Para el examen del CCNA estas opciones de configuración no son necesarias, pero sirven para ampliar un poco más las opciones de configuración que tenemos con RSTP.

  • Switch Priority: spanning-tree vlan x priority y permite configurar la prioridad del switch para esa VLAN.
  • Switches Raíz Primarios y Secundarios: spanning-tree vlan x root primary | secondary también permite configurar la prioridad, pero el switch decide un valor para hacer que el switch sea raíz primario (el raíz o root) o raíz secundario (el switch que se convierte en raíz o root si el primario falla).
  • Costo del Puerto: spanning-tree [vlan x] cost y permite configurar el costo STP/RSTP en un puerto del switch, ya sea para todas las VLANs o una VLAN especifica en ese puerto. Cambiando esos costos entonces cambia el costo raíz para algunos switches, lo que impacta en la elección del puerto raíz y del puerto designado.

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