CCNP SWITCH 642-813 Official Certification Guide (Part II – Chapter 8.4 Redundant Link Convergence)

4. Redundant Link Convergence

Existen métodos adicionales que hacen que la convergencia STP sea más rápida en casos en los que falle un enlace. Estos métodos se definen a continuación:

  • Port Fast, este método habilita la conectividad rápida para aquellos puertos conectados a estaciones de trabajo o equipos terminales (Host).
  • Uplink Fast, este método habilita el enlace uplink rápido de un switch en la capa de acceso cuando existen coneciones duales hacia la capa de distribución.
  • Backbone Fast, este método habilita una convergencia rápida en el core después de una cambio de topología STP.

Port Fast: las estaciones de trabajo (Host) de los usuarios finales, están conectadas a los puertos de los switches ubicados en la capa de acceso. Cuando un host se reinicia, el switch verifica el cambio de estado del puerto lo que significa que éste no estará disponible hasta que los tiempos permitan que pase del estado de bloqueado a enviando. Con los temporizadores por defecto de STP la transición lleva unos 30 segundos, esto implica que el host no podrá enviar ni recibir datos hasta que transcurra dicho período. En el caso de que utilicemos un enlace EtherChannel con PAgP, tendremos que sumarle unos 20 segundos más.

En los puertos de un switch en los que conectamos estaciones de trabajo, nunca se crearán bucles de capa 2. Los switches Catalyst ofrecen la característica port fast la cual reduce los tiempos de cambio de estado en STP. Cuando el enlace del host levanta en un puerto configurado con port fast, el switch mueve el estado del puerto a enviado inmediatamente.

Una de las ventajas es que las BPDU TCN no son enviadas ante los cambios de estado de los puertos configurados con port fast.

Por defecto port fast está deshabilitado en todos los puertos, con lo que si queremos utilizar esta característica en todos los puertos de acceso, utilizaremos el siguiente comando:

switch(config)#spanning-tree portfast default

Si queremos deshabilitar esta característica, utilizaremos el siguiente comando:

switch(config)#no spanning-tree portfast default

Debemos tener presente que un puerto conectado a un dispositivo de capa 2 o un hub no debe tener habilitada esta opción.

También podemos configurar esta característica en un puerto específico del switch mediante el comando:

STP Portfast

Si queremos verificar el estado de un puerto, podemos hacerlo mediante el comando:

switch#show spanning-tree interface type mod/num portfast

Uplink Fast: si tomamos como ejemplo un switch de la capa de acceso el cual tiene enlaces redundantes (uplink) hacia los switches de distribución, por norma general un enlace estará en estado enviando mientras que el otro estará en estado bloqueado. En caso de que el enlace activo falle, deberemos esperar 50 segundos antes de que el enlace bloqueado pase al estado de enviando.

La característica Uplink Fast permite mantener un enlace en estado enviando y el resto en estado bloqueado, con la particularidad de que si el enlace en estado enviando falla, el enlace en estado bloqueado pasa inmediatamente a estado enviando.

switch(config)#spanning-tree uplinkfast [max-update-rate pkts-per-second]

Cuando habilitamos Uplink Fast, lo hacemos para todos los puertos y todas las VLAN’s, de esta forma se mantiene un registro de todos los posibles caminos hacie el root bridge. Esta configuración no está permitida en el root bridge, en el momento que configuramos uplink fast, la prioridad del switch cambia a 49152 haciendo que su elección como root bridge sea prácticamente imposible. También incrementa el coste de los puertos a 3000 para que estos no sean enlaces deseados hacia el root bridge.

El switch avisa del nuevo estado de los enlaces enviando tramas multicast con destino 0100.0ccd.cdcd en lugar de las estaciones contenidas en la tabla CAM. De esta forma conseguimos que los host aprendan las direcciones MAC hacia el origen.

A continuación se muestra un ejemplo de UplinkFast:

STP UplinkFast

BackboneFast: para que la convergencia sea más rápida en la capa de core, utilizamos el método BackboneFast, el cual mantiene al switch constantemente comprobando si existen caminos alternativos hacia el root bridge por si se detecta un fallo de enlace indirecto. Estos fallos ocurren cuando un enlace que no está directamente conectado falla. Cuando el switch recibe una BPDU inferior desde su bridge designado en su puerto raíz o en un puerto con estado bloqueado, detectará un fallo en enlace indirecto. Las BPDU’s con un número de secuencia inferior son enviados por los bridges designados que han perdido su conexión con el root bridge y estos se anuncian a sí mismos como nuevos root bridge.

Normalmente un switch debe esperar a que los temporizadores de max age expiren para responder a BPDU’s inferiores a las que ya se conocen. Pero con BackboneFast se puede determinar cuándo existen otros caminos alternativos hacia el root bridge según los tipos de puertos que reciben las BPDU’s inferiores:

  • Si la BPDU inferior se recibe en un puerto que está en estado bloqueado, el switch considera el root port y todos los demás puertos en estado bloqueado como caminos alternativos hacia el root bridge.
  • Si una BPDU inferior llega al root port, el switch considerará todos los puertos que están en estado bloqueado como caminos alternativos hacia el root bridge.
  • Si la BPDU llega al root port y no existen puertos bolqueados, el switch asume que ha perdido la conectividad con el root bridge. BackboneFast permite estos mecanismos antes de que el temporizador de max age expire.

Detectar caminos alternativos hacia el root bridge implica un proceso interactivo con otros switches. Si el switch local tiene puertos cloqueados, BackboneFast utiliza el protocolo RLQ (Root Link Query) para verificar que los switches que tiene por encima tienen conexiones establecidas hacia el root bridge.

BackboneFast es fácil de configurar y opera haciendo que el temporizador max age sea más breve  cuando es necesario. Todo y esto, los puertos deberán pasar por los estados de escuchando/aprendiendo. Finalmente este proceso queda reducido de 50 a 30 segundos.

Para configurar esto, utilizaremos el siguiente comando:

switch(config)#spanning-tree backbonefast

BackboneFast debe estar habilitado en todos los switches de la red debido al requerimiento de peticiones RLQ para mantener informados a todos los switches sobre la estabilidad de la red. El protocolo RLQ sólo funciona si BackboneFast esta configurado.

Para verificar el funcionamiento de BackboneFast, utilizaremos el siguiente comando:

switch#show spanning-tree backbonefast

A continuación os adjunto un ejemplo en el que se realiza la configuración de portfast y uplinkfast y se realizan una serie de verificaciones para comprobar la convergencia de la red.

 

Saludos a tod@s,

JMHAlegre

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