– Spanning Tree Protocol (STP)

La redondance

 Augmente la fiabilité avec un lien de secours.

 Si un lien est défaillant, un lien redondant prend la relève.

  Coût supplémentaire : Est ce que la fiabilité ajouté au réseau compense le coût de matériel ?

Topologies redondantes

 Khan peut joindre Baran via 2 chemins  Si le lien entre le hub et le switch B casse il reste une alternative SYST RPS STRT UTIL DUPLXSPEED MODE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B

Switch A

1 2 SYST RPS STRT UTIL DUPLXSPEED MODE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B 2

Switch B 00-90-27-76-96-93 Host Kahn 00-90-27-76-5D-FE Host Baran

Topologies redondantes Problème :

 Khan envoie un broadcast ARP pour obtenir l’adresse MAC de Baran  UTIL DUPLXSPEED 1 2 3 4

Broadcast ARP

5 6 7 8 La trame est diffusé par Khan, et tous les ports des switchs A et B SYST STRT MODE RPS

Destination :FF-FF-FF-FF-FF-FF Quel est l’adresse MAC de 10.0.0.2 ?

9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16

Switch A

17 18 19 20 21 22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B

Tempête de Broadcast !!!!

SYST RPS STRT UTIL DUPLXSPEED MODE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B

Switch B 00-90-27-76-96-93 Host Kahn 10.0.0.1

00-90-27-76-5D-FE Host Baran 10.0.0.2

Le protocole Spanning-Tree

 Standard IEEE 802.1D

 Échange de BPDU*  Par défaut les liaisons ont des coûts :

* Bridge Protocol Data Unit

Le protocole Spanning-Tree (suite)

  But de STP : Éviter les boucles de commutations  Garder une tolérance de pannes     Moyens utilisés : Établir un arbre unique de chemins Supprimer les boucles de commutation Garder des liens redondants (backup)

Fonctionnement de STP

    Élection du pont racine 

root bridge

fondé sur la priorité de pont et sur l’adresse MAC (Bridge ID) priorité la plus faible est élu sinon, adresse MAC la plus faible    Chaque commutateur calcule le coût vers le root bridge, élection du port racine 

root port

coût le plus faible est élu coût basé sur la bande passante  Élections de ports désignés ou les ports bloqués 

designated port et blocked port

Commutateur A

Identification de commutateur

Bridge ID (BID) Priorité + Adresse MAC

Élection du Root Bridge

Commutateur B BPDU Commutateur A BPDU Commutateur C

Désignation des ports

Commutateur B 19 Commutateur A RACINE BPDU 4 4 BPDU Commutateur C

Désignation des ports (suite)

P U la e a m d c t o t p S itc D ig d o

Exemple

 Port 1 est éteint - pourquoi ?

1 2 3 4 5 SYST RPS STRT UTIL DUPLXSPEED MODE 6 7 8 9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Switch A Bridge-ID = 32768-00:0C:3E:A2:45:21

22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B

00-90-27-76-96-93 Host Kahn 10.0.0.1

SYST RPS STRT UTIL DUPLXSPEED MODE 1

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10Base-T/100Base-TX 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Catalyst 2950 SERIES A 100Base-FX B

Switch B Bridge-ID = 32768- 00:0C:3E:A2:45:FF 00-90-27-76-5D-FE Host Baran 10.0.0.2

Les différents états STP

 Blocking : Aucune trames transmises, unités BPDU reçue  Listenning : Aucune trames transmises, écoute de trames  Learning : aucune trames transmises, acquisition des informations  Forwarding : trames transmises, acquisition des informations  Disabled : aucune émission, aucune écoute de trames BPDU

Convergence STP

  Afin de communiquer, STP utilise des BPDU Les BPDU Hello sont transmise toute les 2 secondes       Protocole STP: Branchement d’un nouveau switch Le port s’active, le protocole STP se met en marche Max age (20 secondes) Temps de sécurité à attendre en cas de changement topologique Listenning (15 secondes) Temps pour que le commutateur écoute les trames qu’il peut recevoir, sans émettre Learning (15 secondes) Temps pour apprendre les informations de la topologie STP  Le port met donc 50 secondes à s’initialiser

Convergence STP

 Temps de convergence = 50s : Blocking Max-Age = 20 secondes Listenning Forward-Delay = 15 secondes Learning  Forward-Delay = 15 secondes Forwarding   Lorsqu'une modification topologique est détectée : Arbre STP recalculé Trafic stoppé

Mise en marche d’un port

 Une solution possible pour les utilisateurs finaux (end-users)  Possibilité d’activer le « port-fast », le port passe alors directement à la connexion physique en forwarding  A utiliser avec précaution, ne jamais brancher d’autres commutateurs ou autres périphériques STP sur ce type de port.

 Pourquoi est ce CAT-A est le pont racine ?

 Pourquoi les liens marqués

« x »

sont bloqués ?

 Problèmes sur le schéma ?

Exemple

 Rapid Spanning Tree Protocol (802.1w)   3 états : Discarding (blocking, listenning, disabled)   Learning Forwarding   Plus rapide car : Lien invalide quand 3 HELLO ne sont plus reçus (par défaut 6 secondes au lieu du max age 20 secondes)   Plus de listenning Learning amélioré (1 à 2 secondes au lieu de 15)

RSTP

Commandes

 

Sur un Catalyst 29xx :

Modification de la priorité d’un port :    

Switch_A>enable Switch_A#configure terminal Switch_A(config)#interface Ethernet N ° _d’interface Switch_A(config-if)#spanning-tree cost (0 -> 65535)



Par défaut : le « cost » est calculé en fonction de la bande passante du lien.

Commandes



Sur un Catalyst 29xx :

 Modification de la priorité d’un commutateur : 

Switch_A>enable



Switch_A#configure terminal



Switch_A(config)#spanning-tree priority (0 -> 65535)

 Par défaut : priority = 32768

Commandes



Sur un Catalyst 29xx :

 Information de Root ID, Brigde ID et interface : 

Switch_A>enable



Switch_A#show spanning-tree

Commandes



Sur un Catalyst 29xx :

 Information sur le coût de la liaison d’une interface sur un commutateur : 

Switch_A>enable



Switch_A#show spanning-tree interface fastEthernet 0/1

Debugging (ATTENTION)



Sur un Catalyst 29xx :

 Information en temps réel : 

Switch_A>enable



Switch_A#debug spanning-tree

 Pour stopper : 

Switch_A#u all (undebug all)