Funcionamiento general de los BPDU

En una red en funcionamiento, cada switch envía BPDUs que contienen la identificación de lo que cree que es el root bridge.

Si un switch recibe un BPDU que indica que hay un root bridge con una identificación menor a la que tiene actualmente, actualizará su información y comenzará a reenviar ese BPDU en lugar del suyo.

Este proceso garantiza que todos los switches lleguen a un acuerdo sobre cuál es el root bridge. A partir de ahí, utilizan los BPDUs para determinar la ruta más corta hasta el root bridge, y bloquearán cualquier puerto que no esté en esa ruta para prevenir bucles de red.

Es importante entender cómo el protocolo Spanning Tree utiliza estos paquetes para mantener una red saludable y funcional.

Elección del Root Bridge

El proceso comienza con la elección del Root Bridge. Cada switch envía un Configuration BPDU con su propio Bridge ID como el Root Bridge ID. Un Bridge ID está compuesto por un valor de prioridad (2 bytes) y la dirección MAC del switch (6 bytes). El switch con el Bridge ID más bajo se convierte en el Root Bridge. En caso de empate en la prioridad, la dirección MAC más baja decide el Root Bridge.

Elección de los Root Ports y Designated Ports

Una vez establecido el Root Bridge, los demás switches deben determinar el mejor camino hacia él. Esto se hace a través de los Root Ports. Cada switch, que no sea el Root Bridge, seleccionará uno de sus puertos como el Root Port, que es el puerto con el menor Costo del Path hacia el Root Bridge.

Los Designated Ports son aquellos que están en el camino seleccionado para llegar al Root Bridge. Los Designated Ports son responsables de enviar BPDUs hacia abajo en la jerarquía de la red para que otros switches puedan encontrar el camino hacia el Root Bridge.

Puertos de bloqueo y roles de puertos en RSTP

Los puertos que no son seleccionados como Root Ports o Designated Ports se bloquean para prevenir bucles. En un estado de bloqueo, un puerto no enviará ni recibirá tráfico de datos, pero todavía puede recibir BPDUs.

RSTP, a diferencia del STP tradicional, define roles adicionales para los puertos, como el puerto alternativo y el puerto de respaldo. Estos roles permiten una reconvergencia más rápida de la red si se producen cambios de topología.

Cambios en la topología y BPDUs

Cuando se produce un cambio en la topología, como un enlace que se cae o se activa, los switches involucrados comienzan a enviar TCN BPDUs hacia el Root Bridge. Cuando el Root Bridge recibe estos BPDUs, envía un Configuration BPDU a todos los switches para indicarles que ha habido un cambio en la topología y que deben actualizar su información.

Consideraciones finales

Es importante notar que los detalles anteriores describen el comportamiento estándar del protocolo Spanning Tree y cómo utiliza BPDUs. Sin embargo, hay varias versiones y variantes del protocolo Spanning Tree (como RSTP, MSTP, PVST, etc.) que pueden variar en detalles específicos de cómo utilizan BPDUs y otros aspectos de su funcionamiento.

En general, los BPDUs son fundamentales para mantener la estabilidad y la eficiencia de las redes Ethernet. Permiten la comunicación y coordinación entre switches para evitar bucles, seleccionar el mejor camino para el tráfico y adaptarse a los cambios en la topología de la red.