Les Petits Tutos - Spanning-Tree

Découvrons dans ce nouveau Les Petits Tutos la technologie nommé Spanning-Tree. Le protocole Spanning-Tree (STP) est un protocole réseau de la couche 2 (Liaison de données) du modèle OSI. Présent partout, le STP est indispensable dans toute infrastructure, elle vous permet de protéger votre réseau local (LAN) mais c’est quoi exactement ?

La définition rapide que l’on pourrait faire est « STP est utilisé pour empêcher les boucles dans une topologie de réseau ». Pas vraiment clair tout ça, c’est quoi une boucle ? Comment empêche-t-on les problèmes ?

Lorsque des ordinateurs échangent des données sur un réseau local (LAN) contenant des chemins redondants, on parle de boucle (comme sur le schéma ci-dessous). Si votre flux de trafic n’est pas soigneusement contrôlé, les trames de données peuvent être lâchées dans une boucle mettant en péril votre réseau. Les données passent de switch en switch sans jamais s’arrêter. Cela peut affecter fortement votre réseau avec de lourds ralentissements, voir une interruption complète de celui-ci.

Topologie boucle switch

D’ordinaire, une infrastructure réseau est conçue pour limiter l’impact de panne d’équipement. Les réseaux sont donc souvent configurés avec des chemins redondants comme ci-dessus, permettant ainsi une tolérance de panne forte. Bien que la redondance puisse contribuer à la protection contre les sinistres, elle est aussi un risque, créant ainsi ce que l’on appelle une boucle. La boucle se produit lorsque les données se déplacent d’une source à une destination le long de chemins redondants et que les données commencent à tourner autour des mêmes chemins, s’amplifiant et entraînant une tempête de broadcast.

Le Spanning-Tree sera votre garde-fou et pourra vous aider à empêcher les boucles sur vos réseaux locaux. Pour garantir que tous les messages, appelés trame, arrivent à destination, les chemins redondants sont indispensables en cas d’indisponibilité d’un lien réseau. Sans STP, il serait difficile voir impossible de mettre en œuvre une redondance fonctionnelle. STP surveille toutes les liaisons réseau, identifie les connexions redondantes et désactive les ports pouvant entraîner des boucles. Reprenons le schéma précédent, si j’active le Spanning-Tree, celui-ci va de façon logiciel bloquer un des liens afin de couper la boucle réseau et d’éviter les tempêtes de broadcast :

Topologie boucle switch avec STP qui boque un lien

Tant que l’infrastructure reste fonctionnelle, le Spanning-Tree continuera de bloquer le lien. Si à un certain moment donné, un lien venait à tomber en panne alors le STP réactiverai le lien bloqué afin de garantir le passage des trames. Pour ce faire, les switchs échangent en permanence des données (BPDU) pour fournir en  temps réel des informations d’état réseau.

Topologie boucle switch avec STP qui débloque un lien quand une panne survient

Les paquets BPDU (Bridge Protocol Data Unit) permettent d’identifier les liens redondants et de sélectionner le meilleur chemin de données pour transférer les messages. L’algorithme contrôle également le transfert de paquets en définissant l’état du port.

Le Spanning-Tree offre donc plusieurs avantages importants. C’est une technologie éprouvée et facile à mettre en œuvre permettant la redondance de vos liens. Malgré ses avantages, STP n’est pas sans défaut, effectivement aujourd’hui les centres de données utilisent davantage de technologies de virtualisation et STP pourrait ne pas être en mesure de gérer les fortes demandes.

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