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Implémentation des protocoles Spanning Tree

© 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco PublicITE I Chapter 6 1

protocoles Spanning Tree

Objectifs

� Expliquer le rôle de la redondance dans un réseauqui a convergé

� Expliquer comment STP fonctionne pour éliminer lesboucles de couche 2 dans un réseau qui a convergé

� Expliquer comment l’algorithme STP utilise les troisétapes pour converger dans une topologie sans

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étapes pour converger dans une topologie sansboucle

� Implémenter rapid PVST+ (rapid per VLAN SpanningTree) dans un LAN pour éviter les boucles entrecommutateurs redondants.

Expliquer le rôle de la redondance dans un réseau qui a convergé

� Description du rôle de la redondance dans un réseau hiérarchisé


� Comment la redondance peut perturber un réseau hiérarchisé


Exemple de boucle crééeen connectant un commutateur à deuxcommutateurs différents

Boucle


� Comment les boucles de couche 2 se produisent dans un réseau bien administré


Topologie STPPC1 transmet un broadcast au commutateur S2.


Comment STP fonctionne pour éliminer les boucles de couche 2 dans un réseau qui a convergé � Description de l'algorithme STP

Algorithme STP


� Rôle d’une BPDU dans STP

Comment STP fonctionne pour éliminer les boucles de couche 2 dans un réseau qui a convergé

Champs d'une BPDU

Numéro du Champ Octets Signification

4 2 Protocol ID

1 Version

1 Type de message


1 Type de message

1 Flags

8 8 Root ID

4 Coût du chemin

8 Bridge ID

2 Port ID

12 2 Age du message

2 Age Max

2 Hello time

2 Délai d'acheminement

� Rôle du BID (Bridge ID) dans STP


Champs BID


Bridge ID sans le Extended System ID

Bridge ID avec le Extended System ID

� Description des rôles de ports dans le fonctionnement de STP


Rôles de port


� Description du rôle et des états de port STP, des timers de BPDU dans le fonctionnement de STP


Etats de port

Traitements Blocking Listening Learning Forwarding Disable

Reçoit et traite les BPDUs � �1 � � �

Achemine les trames de données reçues sur

l'interface

� � � � �


Achemine les trames de données vers une autre

interface

� � � � �

Apprend les adresses MAC � � � � �

Timers de BPDU

1. Retourne à l'état blocking s'il n'y a de chemin de plus bas coût vers le commutateur racine

Hello time Le Hello time est le temps entre deux trames BPDU transmises sur un port.

Il est égal à 2 secondes par défaut mais peut être réglé de 1 à 10 secondes.

Forward delay Le forward delay est le temps passé dans les états listening et learning.

Il est par défaut égal à 15 secondes pour chaque état mais peut être réglé de 4 à 30 secondes.

Maximum age Le timer max age contrôle le temps maximum pendant lequel un commutateur garde en

mémoire une BPDU de configuration.

Il est égal à 20 secondes par défaut mais peut être réglé de 6 à 40 secondes.

Comment l'algorithme STP utilise trois étapes pour converger vers une topologie sans boucle

� Définition de la convergence pour un réseau commuté et résumé du processus en trois étapes utilisé pour créer une topologie sans boucle

Trois étapes

Etapes de convergence STP


Trois étapes

Etape 1: Election du commutateur racine (Root Bridge)

Etape 2: Election des ports racine

Etape 3: Election des ports désignés et non-désignés

� Explication de la séquence de décision STP utilisée pour élire un pont racine pour le réseau


Etape 1. Election du Root Bridge


Le commutateur S2 achemine destrames BPDU en sortie sur tous sesports. La trame BPDU contient leBridge ID du commutateur de S2 etle Root ID indiquant que S2 est lecommutateur racine.

� Description du processus d'élection d'un port racine surun commutateur


Etape 2. Election des ports racine


Le commutateur S2 compare les coûtsde chemin de chacun de ses ports.

� Description du processus d'élection des ports désignés et non-désignés sur un commutateur


Etape 3. Election des ports désignés et non-désignés

Le commutateur S1 configure ses deux ports dans le rôle désigné tout en étant lecommutateur racine.


Implémenter Rapid per VLAN Spanning Tree (rapid PVST+) dans un LAN

� Résumé des caractéristiques de PVST+, RSTP et rapid PVST+ variantes de STP

Cisco et variantes du STP

Propriétaire Cisco PVST� Utilise le protocole ISL propriétaire Cisco.

� Chaque VLAN a une instance de spanning-tree.

� Capacité d'équilibrage de charge de couche 2

� Inclut les extensions BackboneFast, UplinkFast et PortFast.

PVST+


PVST+� Supporte ISL et IEEE 802.1Q

� Supporte les extensions propriétaires Cisco

� Ajout des améliorations BPDU Guard et Root Guard

rapid-PVST+� Basé sur le standard IEEE 802.1w

� Convergence plus rapide que IEEE 802.1D

Standard IEEE RSTP� Introduit en 1982 fournit une convergence plus rapide que 802.1D

� Implémente les versions génériques des extensions propriétaires Cisco.

� L'IEEE a incorporé RSTP dans 802.1D en identifiant la spécification

comme IEEE 802.1D-2004

MSTP� Plusieurs VLANs peuvent être incorporés dans la même instance

spanning-tree

� Inspiré du MISTP (Multiple Instances Spanning Tree Protocol) de Cisco,

� l'IEEE 802.1Q-2003 inclut maintenant MSTP.

� Description des caractéristiques de PVST+


Bridge ID sans le Extended System ID

Bridge ID avec le


Bridge ID avec le Extended System ID

� Description des caractéristiques de RSTP


C'est quoi RSTP?

Caractéristiques du RSTP:

� C'est le protocole préféré pour empêcher les boucles de couche 2 dans unréseau commuté

� Intègre de manière transparente les améliorations propriétaires Cisco


� Plus performant que les améliorations propriétaires Cisco

� Non compatible avec les améliorations propriétaires Cisco

� Définit des états et des rôles de port différents

� Compatibilité arrière avec 802.1D

� A gardé la majorité des paramètres de configuration

� A le même format de BPDU que la BPDU IEEE 802.1D

� N'utilise pas les timers de 802.1D

� Description des ports de périphérie RSTP


Ports de périphérie


� Description des types de liaison RSTP


Types de liaison


� Description des états de port et rôles de port RSTP


Etats de port RSTP

Etat de port Action

Discarding Cet état apparaît dans une topologie active stable et durant les

changements et la synchronisation de topologie. L'état discarding

empêche l'acheminement de trames de données, "cassant" ainsi

la continuité d'une boucle de couche 2.

Learning Cet état apparaît dans une topologie active stable et durant les


Learning Cet état apparaît dans une topologie active stable et durant les

changements et la synchronisation de topologie. L'état learning

accepte les trames de données pour remplir la table MAC dans le

but de limiter l'inondation par des trames unicast inconnues.

Forwarding Cet état apparaît uniquement dans des topologie actives stables.

Les ports dans l'état forwarding déterminent la topologie. Après

un changement de topologie ou durant la synchronisation,

l'acheminement des trames de données est fait uniquement après

un processus de proposition et agrément.

� Comment configurer rapid PVST+


Configuration de rapid-PVST+


Syntaxe de commande IOS Cisco

Entre en mode de configuration global. configure terminal

Configure le mode spanning-tree rapid PVST+. spanning-tree mode rapid-pvst

Spécifie l'interface à configurer et entre

en mode de configuration interface.

L'intervalle du VLAN ID va de 1 à 4094.

L'intervalle port-channel va de 1 à 6.

interface

Spécifie que le type de liaison pour ce port est

point à point.

spanning-tree link-type point-to-point

Retour en mode EXEC privilégié. end

Efface tous les STP détectés. clear spanning-tree detected-protocols

� Comment architecturer STP pour éviter les problèmes


Points importants

Garder STP même s'il n'est pas nécessaire

� Ne désactivez pas STP� STP ne demande pas beaucoup de ressources CPU� Les BPDUs transmises ne réduisent pas la bande passante� Un réseau commuté sans STP peut se bloquer en une fraction de seconde


Ne pas charger VLAN d'administration par du trafic

� Un trafic broadcast ou multicast élevé sur le VLAN d'administration peutmalencontreusement affecter la capacité de la CPU à traiter les BPDUs vitales.

� Le trafic utilisateur doit rester hors du VLAN d'administration

Ne pas garder un seul VLAN recouvrant tout le réseau

� Le VLAN 1 sert comme VLAN d'administration pour accéder à tous les commutateursdans un seul réseau IP.

� Un boucle de couche 2 sur le VLAN 1 affecte tous les trunks et peut arrêter le réseau. � Segmenter le domaine commuté en utilisant des commutateurs de couche 3.

� Comment identifier et résoudre les problèmes de configuration de STP


Résoudre un problème

Pour résoudre un problème de boucle de couche 2,vous devez connaître:

� La topologie du réseau commuté


� L'emplacement du commutateur racine

� L'emplacement des ports boqués et des liaisons redondantes

Résumé

� Le STP (Spanning Tree Protocol) est utilisé pour empêcher les boucles de se former sur des réseauxredondants

� Le STP utilise différents états de port et des timers pourempêcher la formation de boucles

� Il y a au moins un commutateur du réseau qui sert de


� Il y a au moins un commutateur du réseau qui sert de pont racine

- Le Pont racine est élu en utilisant des informations trouvées dans les messages BPDU

� Les ports racine sont déterminés par l'algorithme du spanning-tree et sont les plus proches du pont racine

� La durée de convergence de STP (50 secondes) a entraîné le développement de:

- RSTP

- Temps de convergence d'environ 6 secondes

- Rapid PVST+

- Ajoute le support de VLAN à RSTP

Résumé


- C'est le protocole spanning-tree préféré sur un réseau de commutateurs Cisco


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