Sur un réseau redondant (plusieurs switches reliés par plusieurs liens pour éviter un point de panne unique), une boucle de niveau 2 est catastrophique : les trames de broadcast tournent en boucle, se multiplient, et saturent le réseau en quelques secondes (tempête de broadcast). Le Spanning-Tree Protocol (STP, IEEE 802.1D) résout ce problème en bloquant automatiquement les liens redondants tant qu’ils ne sont pas nécessaires.
Fonctionnement
STP construit une topologie logique sans boucle à partir de la topologie physique redondante, en désactivant électivement certains ports. Trois étapes principales :
1. Élection du pont racine (Root Bridge)
Chaque switch a un Bridge ID (BID) = priorité (32768 par défaut) + adresse MAC. Le switch avec le BID le plus bas devient la racine de l’arbre. Tous les autres switches calculent ensuite le chemin le plus court vers cette racine.
2. Élection des ports racine (Root Port)
Sur chaque switch non-racine, le port offrant le chemin de moindre coût vers le pont racine devient le port racine. Le coût dépend de la bande passante du lien (un Gigabit coûte moins cher qu’un Fast Ethernet, donc il est préféré).
3. Élection des ports désignés (Designated Port)
Sur chaque segment réseau, un seul port transmet le trafic vers ce segment : le port désigné (généralement celui du switch le plus proche de la racine sur ce segment). Tous les autres ports du segment passent en état bloqué.
États des ports
| État | Rôle |
|---|---|
| Blocking | Ne transmet pas de données, écoute les BPDU |
| Listening | Prépare la transition, toujours pas de transmission |
| Learning | Apprend les adresses MAC, toujours pas de transmission |
| Forwarding | Transmet normalement le trafic |
| Disabled | Port administrativement désactivé |
Avec le 802.1D classique, la convergence (passage de Blocking à Forwarding) prend environ 30 à 50 secondes — c’est lent, ce qui a motivé la création de RSTP (802.1w, Rapid Spanning-Tree), qui converge en quelques secondes et qui est la version utilisée par défaut sur la plupart des switches Cisco actuels.
Configuration
Par défaut, STP est actif sur les switches Cisco. La configuration la plus courante consiste à forcer manuellement quel switch doit être la racine, plutôt que de laisser l’élection se faire uniquement sur l’adresse MAC (imprévisible).
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 root primary Switch(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096 Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst
Pour vérifier l’état sur un switch :
Switch# show spanning-tree vlan 10
Points clés à retenir
En résumé
- STP évite les boucles de niveau 2 en bloquant les liens redondants inutiles.
- Le pont racine est élu sur le Bridge ID le plus bas (priorité + MAC) — on peut et on doit souvent le forcer manuellement.
- RSTP (802.1w) est la norme actuelle : convergence en secondes, contre 30-50s pour le 802.1D classique.
- Sur un réseau de production, ne jamais laisser l’élection du pont racine au hasard : un switch d’accès bas de gamme élu racine par défaut peut dégrader tout le réseau.
Contenu rédigé à partir des mécanismes standards IEEE 802.1D/802.1w. Non encore testé sur matériel réel dans le cadre de cet article — vérification en labo recommandée avant publication définitive.