Cuando existen múltiples conexiones físicas entre switches, la red puede comenzar a reenviar paquetes de broadcast de manera indefinida. Como resultado, los enlaces se sobrecargan y la red en sí se vuelve inestable.
STP desactiva automáticamente las conexiones redundantes y mantiene activo únicamente un camino de transmisión de datos. De esta manera, los enlaces de respaldo permanecen disponibles pero no generan bucles hasta que falla el camino principal.
Cómo funciona el Spanning Tree Protocol
Tras encenderse, los switches intercambian paquetes de servicio BPDU y negocian cuál de ellos será el punto de referencia principal de la red — el root bridge. A partir de él se construye el árbol de conexiones.
Luego, cada switch selecciona el mejor camino hacia el root bridge. Si existen varios caminos, STP mantiene activo únicamente uno. Las demás conexiones se ponen en modo de espera: el tráfico de usuario no circula por ellas, pero el enlace físico permanece conectado.
Si el enlace principal se cae, STP recalcula el esquema de red y activa uno de los caminos de respaldo. Así, la red continúa funcionando sin bucles y sin necesidad de reconectar cables manualmente.
Por qué los bucles son peligrosos
Ethernet no puede limitar el tiempo de vida de las tramas de la misma manera en que las redes IP lo hacen mediante el TTL. Si aparece un ciclo en un segmento L2, el tráfico broadcast y multicast comienza a circular de manera infinita.
Esto lleva a:
- Acumulación de tráfico broadcast y multicast (tormenta de broadcast);
- Sobrecarga de la CPU de los switches;
- Desbordamiento de las tablas MAC;
- Pérdida de conectividad entre dispositivos.
Incluso un solo bucle accidental puede dejar fuera de servicio toda una red corporativa.
Variantes de STP
El protocolo STP clásico funciona de manera relativamente lenta — la reconvergencia de la red puede tardar hasta 30–50 segundos.
RSTP es otra versión que trabaja más rápido. Usa la misma idea de árbol sin bucles, pero activa el enlace de respaldo en estado activo con mayor rapidez.
MSTP se necesita cuando la red tiene muchas VLAN. En lugar de un único árbol compartido, permite agrupar las VLAN y construir para ellas varios árboles independientes. De esta forma, parte del tráfico puede circular por unos enlaces y parte por otros, aprovechando la redundancia de manera más eficiente.
PVST+ es una variante que se encuentra comúnmente en la infraestructura de Cisco. Construye un spanning tree independiente para cada VLAN. Esto brinda mayor control sobre las rutas dentro de la red L2, pero incrementa la cantidad de lógica de servicio en los switches.
