SDN: Es hora de talar el arbol Spanning Tree (I)

Hablar de redes es hablar del protocolo Spanning-Tree, utilizado en la inmensa mayoría de las redes. Pero este protocolo al que tanto hay que agradecer, cumple ya 30 años.

Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones). El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice la eliminación de bucles. STP es transparente a las estaciones de usuario.

Este protocolo funciona a través de un algoritmo que transforma una red física con forma de malla, en la que existen bucles, en una red lógica en forma de árbol (libre de bucles). Los switches se comunican mediante mensajes de configuración llamados Bridge Protocol Data Units (BPDU).

El árbol de expansión (Spanning tree) permanece vigente hasta que ocurre un cambio en la topología, situación que el protocolo es capaz de detectar de forma automática gracias a la falta de recepción de BPDUs. Cuando ocurre uno de estos cambios, el Root Bridge actual redefine la topología del árbol de expansión o se elige un nuevo Root Bridge.

El administrador de red sabrá que este protocolo es esencial para la prevención de bucles y que en él reside el control de la red en capa 2. Pero este protocolo, además de ineficiente porque corta enlaces redundantes, no tiene en cuenta para nada el tipo de flujo de tráfico, es decir, establece un camino (Root Port) hacia el switch con mayor prioridad (Bridge Priority) con independencia del tipo de flujo. Openflow, bajo la premisa SDN de conexión any-to-any, conocidos los flujos permite determinar el camino que debe seguir dicho flujo.

Este método de recuperación ante bucles que ha funcionado bien hasta ahora, no puede asumirse en las nuevas redes, primero porque el protocolo puede fallar (no es fiable) produciendo una VLAN con un bucle infinito, pero sobre todo porque se pierde parte del control de la red en un mecanismo cuya inteligencia está delegada a los switches.

Por más que un administrador, desde una herramienta centralizada configure la prioridad de Spanning-Tree de un switch, el algoritmo reconfigurará los enlaces y restablecerá la conectividad. Se pierde parte del control de la red.

OpenFlow, al estar basado en flujos, permite determinar al administrador con claridad el camino a seguir por los paquetes en el switch. No deja esta decisión a un mecanismo automático como el protocolo Spanning-Tree, pero hay que automatizar los flujos, es decir, programarlos en el controlador SDN.

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