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Le STP (Spanning Tree Protocol)
I-Présentation du protocole STP
Le protocole Spanning Tree (STP) est un protocole de couche 2 (liaison de données) conçu pour les commutateurs. Le standard STP est défini dans le document IEEE 802.1D-2004. Il permet de créer un chemin sans boucle dans un environnement commuté et physiquement redondant. STP détecte et désactive ces boucles et fournit un mécanisme de liens de sauvegarde.
Pour cela, il bloque administrativement certains ports des commutateurs.
Rappel : Les réseaux commutés de type Ethernet doivent avoir un chemin unique entre deux points, cela s'appelle une topologie sans boucle. En effet, la présence de boucle génère des tempêtes de diffusion qui paralysent le réseau : tous les liens sont saturés de trames de diffusion qui tournent en rond dans les boucles et les tables d'apprentissage des commutateurs deviennent instables.
II-STP
Ports racine : il s’agit des ports de commutateur les plus proches du pont racine.
Ports désignés : il s’agit de tous les ports non racine qui sont autorisés à acheminer le trafic sur le réseau.
Ports non désignés : il s’agit de tous les ports configurés dans un état de blocage pour empêcher la formation de boucles.
Le protocole STP utilise l’algorithme Spanning Tree (STA) pour déterminer quels ports de commutateurs doivent être configurés en état de blocage afin d’empêcher la formation de boucles sur un réseau. L’algorithme STA désigne un commutateur unique comme pont racine et il l’utilise comme point de référence pour le calcul de tous les chemins. Tous les commutateurs associés au protocole STP échangent des trames BPDU (bridge protocol data unit) pour identifier le commutateur doté de l’identificateur de pont (BID) le plus faible sur le réseau. Le commutateur doté de l’identificateur (ID) le plus faible devient automatiquement le pont racine pour les calculs de l’algorithme STA.
L’identificateur de pont (id) est constitué d’une valeur de priorité, d’un ID système étendu et de l’adresse MAC du commutateur.
Tous les commutateurs du domaine de diffusion participent au processus d’élection. Après l’initialisation d’un commutateur, ce dernier envoie des trames BPDU contenant l’ID de pont du commutateur et l’ID de racine toutes les deux secondes. Au départ, chaque commutateur s’identifie comme étant le pont racine après son initialisation.
Finalement, le commutateur doté de l’ID de pont le plus faible est alors identifié comme pont racine.
Meilleurs chemins vers le pont racine :
Lorsque le pont racine a été désigné, l’algorithme STA entame le processus de détermination des meilleurs chemins vers le pont racine à partir de toutes les destinations du domaine de diffusion. Les informations de chemin sont déterminées par la somme des différents coûts de ports sur le chemin de la destination vers le pont racine.
Les coûts du port par défaut sont définis par la vitesse de fonctionnement du port.
Le coût du chemin est la somme de tous les coûts des ports sur le chemin vers le pont racine. Les chemins dotés du coût le plus faible deviennent le chemin optimal et tous les autres chemins redondants sont bloqués.
