Aujourd'hui nous allons voir ce qu'est le Spanning Tree et comment l'utiliser.
Qu'est ce que le Spanning Tree ?
Le
Spanning Tree est un mécanisme permettant de désactiver les liaisons
redondantes sur un réseau commuté. Il offre la redondance requise pour
assurer la fiabilité du réseau, sans créer de boucles de commutation
Le
STP est un protocol standard ouvert, permettant de créer une topologie
logique sans boucle. Il est relativement autonome et requiert une
configuration.
Fonctionnement du STP
Lorsque
le STP est activé, au première allumage des switch, chacun vérifie si
son réseau commuté ne comporte aucune boucle. Si une boucle potentielle
est détecté, les switchs bloquent certains ports de connexion et en
laissent d'autres actifs, afin d'assurer le transfert des trames.
Grâce
à STP les Switch vont définir une arborescence dans le réseau commuté
de type étoile étendue. Les Switch vont vérifier constamment que le
réseau ne présente pas de boucle et que chaque ports fonctionne
correctement.
Afin d'empêcher les boucles de commutation, le protocol STP effectue les opération suivantes :
Forcer certaines interfaces à passer en état de veille ou de blocage
Laisser d'autres interfaces en état de transmission
Reconfigurer le réseau en activant le chemin de veille approprié, si le chemin de transmission se libère
Le terme "pont" est souvent utilisé, dans la terminologie STP, pour désigner un commutateur.
Par exemple, le pont racine est le commutateur principale et le point central de la topologie STP.
Ce pont racine va communiquer avec les autres Switch à l'aide d'unité BPDU (Bridge Protocol Data Unit).
Pont Racine
Afin
que STP fonctionne, parmi les switchs présent sur le réseau un seul
doit être désigné comme pont racine, point central de ce réseau. Ce
point central, va être utilisé pour déterminer quels ports seront bloqué
ou non. C'est le pont racine qui envera les trames BPDU contenant les
informations sur la topologie du réseau. Ceci va permettre au réseau de
se reconfigurer automatiquement en cas de panne.
Chaques
réseau ne comporte qu'un seul pont racine, qui est choisi en fonctione
de l'ID de pond BID. Le BID est contitué de la valeur de priorité et de
l'adresse MAC.
La valeur par défaut de la priorité s'élève à 32 768. La priorité la plus faible est à 0 et monte de 4096 en 4096.
Si l'adresse MAC d'un switch est AA-11BB22CC33, le BID par défaut du Switch sera 32768:AA-11-BB-22-CC-33
Le
pont racine est définie par le commutateur ayant le BID le plus petit.
Etant donné que les switchs utilisent généralement les même valeur de
priorité par défaut, le switch ayant la plus petite adresse MAC sera le
pont racine.
Lorsqu'un
switch est allumé, il pensera qu'il est le pont racine et envera des
BPDU comprenant son BID. Si le Switch2 annonce un ID racine inférieur à
celui du Switch1, alors le Switch1 cessera d'annoncer son ID racine et
acceptera celui du Switch2. Ainsi, le Switch 2 deviendras le pont
racine.
On différencie 3 types de ports dans le protocole STP :
Les ports racine : Il fournit le chemin avec le coût le plus bas vers le pont racine
Les ports désignés : Il transfère le traffic au pont racine mais ne se connecte pas au chemin d'accès le moins coûteux.
Les ports bloqués : Il ne transfère pas de traffic
Note : Idéalement le pont racine doit être le switch situé à un point central du réseau.
Il
est possible de laissé les switch décidé qui est le pont racine et le
chemin à prendre. Cependant pour une infrastructure mieux conçu il faut
décidé "qui est qui".
Pour cela il faut forcer l'équipement à utilisé une valeur de priorité :
Switch1(config)# spanning-tree vlan [n°VLAN] priority [Valeur]
Si l'on souhaite remettre la priorité de base :
Switch1(config)# no spanning-tree vlan [n°VLAN] priority
Dépannage du STP
En cas d'intérruption d'une liaison, le protocole STP va recalculer les liaisons de la manière suivante :
En changeant l'état de cecrtaint ports (ports bloqués -> de transmission et inversement)
En formant une nouvelle arborescence STP pour garantir qu'il n'y est aucune boucle
Cette
action n'est pas instantanée. Durant cette phase de recalcul il risque
d'y avoir des micro-coupures compris entre 30 et 50 secondes. En
général, dans un réseau stable, les recalculs STP sont rare. Cependant
dans un réseau instable, il est très important de contrôler les
modification de configuration des commutateurs afin de garantir de la
stabilité. Il est fréquent que les recalculs sont dû à une alimentation
défaillante sur un équipement.
Des améliorations apportées à STP permettent de réduire le temps d'arrêt lors des recalculs :
PortFast
: Mode rapide de STP qui permet le passage immédiat d'un port d'accès
en mode de transmission, sans passer par les état d'écoute et
d'apprentissage.
UplinkFast
: Mode liaison montante rapide qui accélère la désignation d'un nouveau
port racine lors de la coupure d'une liaison, ou le protocole STP
reconfiguré.
BackboneFast
: Mode réseau fédérateur rapide de STP qui fournit une convergence
rapide apères une modification de la topologie du STP.
Ses
technologies sont propriétaires de Cisco et ne peuvent être utilisé que
sur leurs équipement et requiert une configuration spécifique. Les
commandes suivantes vont permettre de contrôler le fonctionnement du STP
:
Afficher l'ID racine, l'ID de pont et les états des ports :
Switch1(config)# show spanning-tree
Afficher un résumé des états des ports :
Switch1(config)# show spanning-tree summary
Afficher le status et la configuration du pont racine
Switch1(config)# show spanning-tree root
Afficher des informations détaillées sur les ports
Switch1(config)# show spanning-tree detail
Afficher le status et la configuration de l'interface STP :
Switch1(config)# show spanning-tree interface
