RSTP es la versión más mejorada y avanzada de STP, que es un protocolo de capa 2 que evita los bucles de puente y las tormentas de transmisión en redes locales con conexiones redundantes. El protocolo de árbol de expansión rápida tiene una convergencia más rápida y también es compatible con STP. Para garantizar una topología sin bucles, el Protocolo de árbol de expansión rápida (RSTP) excluye algunas de las conexiones que permiten solo una ruta activa entre dos dispositivos. Todas estas conexiones deshabilitadas se pueden usar como rutas de respaldo en caso de que falle una conexión activa. El estándar IEEE para el protocolo de árbol de expansión rápida es 802.1w.
Similitudes entre STP y RSTP:
- Tanto en STP como en RSTP, el puente con el ID de puente más bajo se elige como puente raíz.
- Las BPDU tanto en STP como en RSTP se reenvían entre conmutadores.
- Las raíces y los puertos designados se eligen de la misma manera que se eligen en STP y su funcionalidad también es idéntica a la de STP.
Trabajo de RSTP
RSTP sigue un estricto conjunto de reglas mediante las cuales los conmutadores deciden la mejor manera de reenviar el tráfico en la red sin redundancia. Cuando RSPT está habilitado en una red, el algoritmo de árbol de expansión decide la configuración del árbol de expansión automáticamente.
El puente superior del árbol de expansión es el puente raíz en RSTP y se encarga de enviar toda la información de topología de la red a otros conmutadores presentes en la red. Esto juega un papel importante cuando se producen fallas de hardware o se producen otros cambios de topología. Por lo tanto, las rutas alternativas más eficientes se establecen sin demora.
Roles de puerto en RSTP
Hay roles de cuatro puertos en RSTP
- Puerto raíz: El puerto con el mejor costo de ruta se elige como puerto raíz. Un puente no raíz solo puede tener un puerto raíz. Los puertos raíz envían datos al puente.
- Puerto designado: es un puerto no raíz que se utiliza como puerto de reenvío para cada segmento LAN.
- Puerto de respaldo: es una ruta de respaldo a un segmento donde ya está conectado otro puerto de puente. Estos puertos reciben BPDU de sus conmutadores, pero permanecen en un estado bloqueado.
- Puerto alternativo: es un puerto de respaldo con un costo de ruta menos deseable. Todos estos puertos permanecen en un estado bloqueado.
Estados del puerto en RSTP
El protocolo de árbol de expansión rápida admite tres estados de puerto.
- Descarte: en el estado de descarte, no se envía ningún dato de usuario a través del puerto.
- Aprendizaje: en el estado de aprendizaje, los puertos aprenden sobre la dirección MAC pero no reenvía ningún marco.
- Reenvío: en el estado de reenvío, los puertos pueden enviar datos y están completamente operativos.
Funcionamiento de los Estados del Puerto:
Al principio, un puerto de switch comienza en un estado de descarte, un puerto de descarte no reenvía ninguna trama ni aprende las direcciones MAC, y también escucha las BPDU. Los puertos alternativos y de copia de seguridad siguen descartándose.
En RSTP, si un puerto se elige como puerto raíz o puerto designado, la transición tendrá lugar directamente desde un estado de descarte a un estado de aprendizaje. Por lo tanto, RSTP no necesita un estado de escucha. Un puerto de aprendizaje agrega direcciones MAC a la tabla de memoria direccionable de contenido; Sin embargo, no puede reenviar fotogramas.
En la siguiente fase, un puerto de aprendizaje pasa a un estado de reenvío. Un puerto de reenvío es completamente funcional, es decir, aprende direcciones MAC, envía y escucha BPDU y reenvía tramas.
Beneficios de RSTP:
- Evita bucles de red.
- Evita la redundancia.
- Convergencia más rápida.
- Compatible con versiones anteriores de STP.
- Cada conmutador genera BPDU y las envía en el intervalo de saludo.
- Los interruptores no necesitan temporizadores de retardo de avance artificial.
En STP, las BPDU solo las genera el puente raíz. Si un puente que no es raíz recibe una BPDU del puente raíz en su puerto raíz, pasará la BPDU aguas abajo a sus vecinos. Este proceso de convergencia es más lento y STP se basa en el reenvío de temporizadores de retardo para garantizar un entorno sin bucles, lo que lleva mucho tiempo.
En RSTP, los switches simplemente se comunican directamente con sus switches vecinos, lo que permite una sincronización rápida en la topología. Esto permite que los puertos cambien rápidamente de un estado de descarte a un estado de reenvío sin un temporizador de demora.
Tipos de puertos en RSTP
Hay tres tipos de puertos en RSTP
- Edge: Es un puerto que se conecta a un host.
- Root: Es un puerto que se conecta a otro switch y tiene el mejor costo de ruta al puente raíz.
- Punto a punto: Es un puerto que se conecta a otro switch y tiene el potencial de convertirse en el puerto designado para un segmento.
Algoritmo RSTP
El algoritmo RSTP sigue algunos pasos generales:
- Determinación del puente raíz: el conmutador con la prioridad de puente más baja se elige como puente raíz. En caso de empate, se utiliza un desempate basado en la dirección MAC para decidir el puente raíz, es decir, el conmutador con la dirección MAC más baja se elige como puente raíz.
- Todas las interfaces del puente raíz se ponen en estado de reenvío: en el estado de reenvío, todos los puertos aprenden las direcciones MAC y también envían y reciben datos.
- Todos los conmutadores que no son raíz seleccionan un puerto raíz: según el costo raíz, el puerto raíz es la mejor ruta al puente raíz. Solo hay un puerto raíz en un conmutador no raíz.
- Selección de puerto designado: estos puertos pueden reenviar tráfico y se seleccionan en función del costo del puerto. Todos los puertos del puente raíz sobrantes son puertos designados.
- Resto de puertos en estado de bloqueo: estos puertos no pasan ningún dato a otros switches y tampoco aprenden direcciones MAC.