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75.43 Introducci´ on a los Sistemas Distribuidos

´ ctica 5: Spanning Tree Protocol Pra Resumen Estudiaremos el protocolo STP (Spanning Tree Protocol, 802.1d). Este protocolo garantiza la no existencia de loops entre switches (es decir, a nivel de capa 2). Mientras se construye el Spanning Tree, los puertos de los dispositivos de capa 2 pasan por distintos estados, mientras que los dispositivos transmiten informaci´ on entre ellos a trav´es de BPDUs. Por otra parte cuando el protocolo se combina con la existencia de varias VLANs en la red f´ısica -como sucede en la simulaci´ on- se suele construir un Spanning Tree para cada VLAN (PVST - Per VLAN Spanning Tree). Analizaremos c´ omo funciona el algoritmo distribuido de construcci´ on del spanning tree y los BPDUs intercambiados.

Parte 1: Ejercicios 1. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas ´o falsas y justifique a) Uno de los par´ ametros considerados al elegir al root bridge es la capacidad de sus links. b) Si un bridge recibe un frame de broadcast a trav´es de su root port entonces debe enviarlo a trav´es de todos los dem´ as ports. c) Si un bridge recibe un frame de broadcast a trav´es de un designated port, debe reenviarlo s´ olo a trav´es del root port. d ) Si un bridge recibe un frame de unicast a trav´es de un designated port, debe reenviarlo s´ olo a trav´es del root port. e) Un mismo bridge no puede tener m´as de un designated port. f ) Dado un conjunto de bridges sobre un mismo segmento de red, de entre los puertos de esos bridges en el segmento, s´olo puede haber un designated port. g) Cuando un switch elije su root port considera, entre otros par´ametros, los n´ umeros de puerto locales. 2. En la siguiente red, los switches aplican el algoritmo STP para obtener un spanning-tree. Se emplea el ´ındice del switch como ID, y el costo de los enlaces es de 100 para los de 10M bps y de 19 para los de 100M bps. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique:

a) El puerto del SW3 con interfaz en la LAN3 queda en modo Forwarding despu´es de converger el algoritmo STP. b) Mientras SW2 se encuentra en estado Listening puede aprender direcciones MAC de los frames que recibe. c) El puerto de SW2 con interfaz en la LAN1 quedar´a en modo Blocking, porque tiene menor capacidad que el puerto con interfaz en la LAN3. d ) Si se agregara una segunda conexi´on de SW1 a la LAN2, la misma quedar´ıa en modo Blocking. 3. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas ´o falsas y justifique a) Despu´es de converger el protocolo de Spanning Tree, todos los puertos de switches y bridges ser´ an root ports ´ o designated ports. b) Despu´es de converger el protocolo de Spanning Tree, todos los puertos de switches y bridges estar´ an en forwarding ´o blocking. c) El protocolo de Spanning Tree permite a los switches aprender la ubicaci´on de las direcciones MAC en la red y as´ı evitar el env´ıo de las tramas Ethernet a trav´es de todos los puertos innecesariamente. d ) El protocolo de Spanning Tree puede generar caminos sub´optimos entre hosts y subutilizar recursos de la red. e) El algoritmo de STP es un algoritmo centralizado, porque est´a coordinado por el root bridge. 4. Dada la siguiente topolog´ıa de red a nivel de capa 2, indique seg´ un el est´andar IEEE 802.1d cu´ al ser´ a el estado de cada uno de los puertos intervinientes y justifique su respuesta. Considere que todos los switches tienen la misma prioridad.

Parte 2: Simulaci´ on

1. Abrir la topolog´ıa y encender cada equipo. 2. Creaci´ on de VLAN en los switches En el caso particular de los switches, una vez que se ha ingresado al dispositivo es necesario crear las VLAN que permitir´ an realizar el TP. Para ello se deben ejecutar los siguientes comandos. SWH1]vlan database SWH1(vlan)]vlan 10 VLAN 10 added: Name: VLAN0010 SWH1(vlan)]vlan 20 VLAN 20 added: Name: VLAN0020 SWH1(vlan)]vlan 30 VLAN 30 added: Name: VLAN0030 SWH1(vlan)]apply APPLY completed. SWH1(vlan)]exit APPLY completed. Exiting.... SWH1] 3. Ejecutar tanto en SWH1 como en SWH2 y SWH3 el comando show spanning-tree brief. 4. En base a la salida del comando anterior, dibujar la topolog´ıa de red por cada VLAN, con el estado de los puertos en STP y qui´en es el root bridge. 5. De acuerdo al gr´ afico del punto anterior, explicar c´ ual ser´ıa el camino a nivel 2 (DispositivoPuerto Entrada-Puerto Salida) que seguir´ıa el tr´afico que va de R1 a R2 para cada una de las VLANs. 6. Hacer un ping desde R1 a R2 a trav´es de cada una de las VLANs y comprobar lo expuesto en el punto anterior.

7. Para cada switch y para cada VLAN (es decir, 9 combinaciones posibles) observe qu´e enlace se elige para llegar al root bridge y explique por qu´e se elige ese en lugar de otros enlaces que tambi´en llevan esa VLAN. Nota: El comando show mac-address-table permite ver la tabla de MAC de los switches. 8. Activar la captura de tr´ afico en: SWH1 - F1/1 (puerto F1/1 de SWH1) SWH1 - F1/2 Explique la diferencia entre las tramas Ethernet capturadas en estos puertos y en qu´e casos se da cada una de las mismas. 9. Ejecutar la siguiente secuencia de comandos en SWH2: SWH2]conf t Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. SWH2(config)]interface port-channel 1 SWH2(config-if)]shutdown SWH2(config-if)]∧Z SWH2]wr 10. Repita los ejercicios 2, 3 y 4. Compruebe y desarrolle el impacto causado sobre la topolog´ıa de red. 11. Capture algunos paquetes de tr´ afico STP. Muestre y analice la estructura de un mensaje BPDU. Explique brevemente la funci´on del root en STP y muestre a trav´es de un diagrama de flujo el proceso de elecci´ on del mismo.

Anexo 1. Listado de comandos Finalizados los pasos anteriores, se detallan algunos comandos que pueden ser de utilidad para completar el TP. show running-config Permite ver la configuraci´on completa del equipo. show interfaces description Muestra las interfaces del equipo, estado de Capa F´ısica y Capa de Enlace y descripci´on. show interfaces status Switches. Muestra las interfaces del equipo, descripci´on, estado, VLAN, duplex, velocidad, tipo. show ip interface brief Router. Muestra las interfaces del equipo, su direcci´on IP, estado de Capa F´ısica y Capa de Enlace. show mac-address-table Switches. Muestra la tabla de direcciones MAC que usa el switch para la conmutaci´ on de tramas. show arp Router. Muestra la tabla de resoluci´on ARP. show spanning-tree brief Switches. Muestra informaci´on de STP, tanto de configuraci´ on como operativa (prioridad del equipo, timers, estado de los puertos). ping Router. Permite comprobar conectividad entre 2 entidades IP.