12.STP

STP (Spanning Tree Protocol, protocolo de árbol de expansión) es el protocolo que usan los switches para evitar bucles cuando hay más de un camino entre ellos. Deja activo un solo camino y bloquea los demás; si el camino activo falla, abre uno de respaldo.

Imagina una ciudad con varias calles que forman un círculo: si todos los autos pudieran dar vueltas sin fin, el tráfico se atascaría. STP pone conos en algunas calles para que no haya círculos, y los quita si una calle principal se cierra.

En términos técnicos

• Es el estándar IEEE 802.1D; su versión rápida es RSTP (IEEE 802.1w) y hoy ambos están incluidos en IEEE 802.1Q.
• Los switches intercambian mensajes llamados BPDU (Bridge Protocol Data Unit) cada 2 segundos.
• Eligen un puente raíz (root bridge) y calculan el camino de menor costo hacia él.
• Los puertos que formarían un bucle quedan bloqueados (no reenvían datos, pero siguen escuchando BPDU).
• Cisco usa por defecto PVST+ (un árbol por VLAN); la versión recomendada es Rapid PVST+.

¿Dónde lo vas a encontrar?

En cualquier red con switches administrables, sobre todo cuando hay enlaces redundantes entre pisos o edificios para que la red siga funcionando si se corta un cable. Viene activo de fábrica en los switches Cisco.

Qué pasa si hay un bucle sin STP

Los cuatro pasos del algoritmo

El Bridge ID

Bridge ID = Prioridad (por defecto 32768) + número de VLAN + MAC del switch

La prioridad va en saltos de 4096 (0, 4096, 8192… 61440). Si todos tienen la misma, gana la MAC más baja, que suele ser la del switch más viejo. Por eso conviene elegir la raíz a mano.

Costos de los enlaces (IEEE, versión corta)

Si hay empate en el costo, se desempata por el Bridge ID del vecino y luego por el ID del puerto (prioridad + número).

Estados y roles de puerto

STP clásico tarda 30 a 50 segundos en converger; RSTP lo hace en segundos gracias a sus roles alterno (respaldo del puerto raíz) y de respaldo, y a la negociación directa entre vecinos.

Escenario: S1 será la raíz de las VLAN 10 y 20, S2 su respaldo; los puertos de usuario arrancan rápido y se protegen.

S1(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
S1(config)# spanning-tree vlan 10,20 root primary

S2(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
S2(config)# spanning-tree vlan 10,20 root secondary

S3(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
S3(config)# interface range FastEthernet0/1 - 20
S3(config-if-range)# spanning-tree portfast
S3(config-if-range)# spanning-tree bpduguard enable

S1# show spanning-tree vlan 10
VLAN0010
  Spanning tree enabled protocol rstp
  Root ID    Priority    24586
             This bridge is the root

Interface        Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
---------------- ---- --- --------- -------- ----
Gi0/1            Desg FWD 4         128.25   P2p
Gi0/2            Desg FWD 4         128.26   P2p

La prioridad aparece como 24586 porque se suma el número de la VLAN: 24576 + 10.

• Elige la raíz a propósito: el switch central o de distribución, nunca uno de acceso.
• Usa Rapid PVST+ en lugar de PVST+ clásico: misma idea, convergencia mucho más rápida.
• PortFast + BPDU Guard en todos los puertos de usuario.
• No desactives STP «para que la red sea más rápida»: el riesgo de un bucle es mucho mayor.
• Un puerto bloqueado no es una falla: es el respaldo esperando.
• EtherChannel agrupa varios enlaces en uno lógico; STP lo ve como un solo puerto y no bloquea los demás.
• Root Guard en los puertos hacia switches de acceso evita que uno de ellos se convierta en raíz por error.

• IEEE. IEEE 802.1D-2004 — MAC Bridges (STP y RSTP). https://standards.ieee.org/ieee/802.1D/
• IEEE. IEEE 802.1Q — Bridges and Bridged Networks (incluye RSTP y MSTP en su edición vigente). https://standards.ieee.org/ieee/802.1Q/
• Cisco Systems. Layer 2 Configuration Guide — Configuring STP y Configuring Optional Spanning-Tree Features (documentación oficial de Cisco IOS).
• Cisco Networking Academy. CCNA: Switching, Routing, and Wireless Essentials — módulo de conceptos de STP.