Fiche 6 - STP — Spanning Tree Protocol · Fiche

Comprendre le protocole STP et ses variantes (RSTP, PVST+) pour éviter les boucles réseau sur les switches Cisco.

Intermédiaire — SISR 2ème année ⏱️ 25 min 📁 Cisco

🎯 Objectifs de la fiche

Pourquoi STP ? — Boucles réseau, broadcast storm, problème
Fonctionnement de STP — Root bridge, port states, élection
RSTP et PVST+ — Versions améliorées de STP
Configuration sur Cisco — Root primaire, secondaire, port priority
Vérification et dépannage — show spanning-tree, debug

Prérequis

Connaître les bases des switches Cisco (fiches 2 et 3). Comprendre les VLANs. Avoir accès à Packet Tracer ou GNS3 pour les exercices pratiques.

1. Pourquoi STP ?

Dans un réseau commuté redondant (plusieurs switches interconnectés), il existe des chemins multiples entre deux points. Sans protection, les trames Ethernet peuvent boucler indéfiniment (broadcast storm) car il n'y a pas de TTL au niveau couche 2.

Problème sans STP	Conséquence
Broadcast storm	Une trame broadcast se duplique à l'infini — sature le réseau en secondes
Table MAC instable	Les switches voient la même MAC sur plusieurs ports — instabilité totale
Duplication de trames	Un hôte reçoit plusieurs copies du même paquet

ℹ️ STP (Spanning Tree Protocol — IEEE 802.1D) résout ce problème en bloquant certains ports pour n'avoir qu'un seul chemin actif entre deux switches. Les ports bloqués restent en veille et prennent le relais si le chemin principal tombe.

2. Fonctionnement de STP

2.1 Élection du Root Bridge

STP élit un switch central appelé Root Bridge. Tous les autres switches calculent le chemin le plus court vers ce Root Bridge et bloquent les chemins redondants.

Critère d'élection	Valeur	Remarque
Bridge Priority	0 à 65535 (default: 32768)	Plus la valeur est basse, plus le switch est préféré
MAC Address	Adresse MAC du switch	Départage en cas d'égalité de priorité — la plus basse gagne

Bridge ID = Priority (2 octets) + MAC Address (6 octets)

Switch A : Priority 32768 + MAC 00:11:22:33:44:01
Switch B : Priority 32768 + MAC 00:11:22:33:44:02
Switch C : Priority 4096  + MAC 00:11:22:33:44:03

→ Switch C élu Root Bridge (priorité la plus basse)

2.2 États des ports STP

État	Durée	Trafic	Description
Blocking	Max Age : 20s	Non	Port bloqué — écoute uniquement les BPDUs
Listening	Forward Delay : 15s	Non	Écoute les BPDUs, pas encore de trafic
Learning	Forward Delay : 15s	Non	Apprend les MACs, pas encore de trafic
Forwarding	Permanent	Oui	Port actif — transmet le trafic normalement
Disabled	—	Non	Port désactivé administrativement

Temps de convergence STP classique : 20s (Max Age) + 15s (Listening) + 15s (Learning) = 50 secondes avant qu'un port bloqué devienne actif.

2.3 Types de ports

Type de port	Description
Root Port (RP)	Port avec le meilleur chemin vers le Root Bridge (un par switch non-root)
Designated Port (DP)	Port qui transmet le trafic vers un segment (un par segment)
Non-Designated (Blocked)	Port bloqué — chemin redondant mis en veille

3. RSTP et PVST+

Protocole	Standard	Convergence	Description
STP	IEEE 802.1D	30-50 secondes	Version originale — lente
RSTP	IEEE 802.1w	1-2 secondes	Rapid STP — convergence très rapide
PVST+	Cisco	30-50 secondes	Per-VLAN STP — une instance STP par VLAN
RPVST+	Cisco	1-2 secondes	Rapid PVST+ — RSTP par VLAN — défaut sur switches Cisco récents
MSTP	IEEE 802.1s	1-2 secondes	Multiple STP — regroupe plusieurs VLANs par instance

ℹ️ Sur les switches Cisco modernes (IOS 12.2+), PVST+ est activé par défaut. RSTP (rapid-pvst) est recommandé pour la plupart des déploiements grâce à sa convergence rapide.

4. Configuration STP sur Cisco

4.1 Définir le Root Bridge manuellement

Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst    # Activer RSTP

# Méthode 1 : définir la priorité manuellement (multiple de 4096)
Switch(config)# spanning-tree vlan 1 priority 4096

# Méthode 2 : utiliser la macro "root primary" (définit la priorité à 24576)
Switch(config)# spanning-tree vlan 1 root primary

# Définir un Root Bridge secondaire (priorité 28672)
Switch(config)# spanning-tree vlan 1 root secondary

4.2 PortFast et BPDU Guard (ports d'accès)

# PortFast : passe immédiatement en Forwarding (pour ports vers PC)
Switch(config)# interface fastethernet 0/1
Switch(config-if)# spanning-tree portfast

# BPDU Guard : désactive le port s'il reçoit un BPDU (protection)
Switch(config-if)# spanning-tree bpduguard enable

# Activer PortFast globalement sur tous les ports d'accès
Switch(config)# spanning-tree portfast default

⚠️ N'activez JAMAIS PortFast sur un port trunk connecté à un autre switch. Si un BPDU est reçu sur un port PortFast, BPDU Guard désactivera le port (err-disabled) pour protéger la topologie.

5. Vérification

# Voir l'état STP global
show spanning-tree

# STP pour un VLAN spécifique
show spanning-tree vlan 10

# Résumé des ports STP
show spanning-tree summary

# Voir le Root Bridge élu
show spanning-tree vlan 1 | include Root

# Voir les ports en état Blocking
show spanning-tree blockedports

Exemple de sortie show spanning-tree vlan 1 :

VLAN0001
  Spanning tree enabled protocol rstp
  Root ID    Priority    4097
             Address     0011.2233.4403
             This bridge is the root   ← Ce switch est le Root Bridge

  Bridge ID  Priority    4097 (priority 4096 sys-id-ext 1)
             Address     0011.2233.4403

Interface    Role  Sts   Cost   Prio.Nbr  Type
Gi0/1        Desg  FWD   4      128.1     P2p
Gi0/2        Desg  FWD   4      128.2     P2p
Fa0/1        Desg  FWD   19     128.3     P2p Edge

☐ Problème des boucles réseau compris
☐ Rôle du Root Bridge compris
☐ États des ports (Blocking, Forwarding) connus
☐ Différence STP / RSTP / PVST+ maîtrisée
☐ Root Bridge configuré manuellement sur le switch principal
☐ PortFast activé sur les ports vers les PCs
☐ show spanning-tree analysé

Quel est le critère principal pour élire le Root Bridge STP ?

La vitesse des interfaces
La bridge priority (la plus basse gagne)
Le nombre de ports actifs
L'adresse IP du switch

✅ Réponse : La bridge priority (la plus basse gagne)

Quelle est la durée de convergence de RSTP (Rapid STP) ?

50 secondes
30 secondes
1 à 2 secondes
15 secondes

✅ Réponse : 1 à 2 secondes

À quoi sert PortFast sur un port Cisco ?

Accélérer la convergence STP globale
Faire passer immédiatement un port d'accès en état Forwarding
Bloquer les BPDUs sur le port
Augmenter la priorité du switch

✅ Réponse : Faire passer immédiatement un port d'accès en état Forwarding

Que fait BPDU Guard quand il reçoit un BPDU sur un port PortFast ?

Ignore le BPDU
Passe le port en mode trunk
Désactive le port (err-disabled)
Élit un nouveau Root Bridge

✅ Réponse : Désactive le port (err-disabled)

Quelle valeur de priorité STP la commande spanning-tree vlan 1 root primary configure-t-elle ?

0
4096
24576
32768

✅ Réponse : 24576

Suis ta progressionConnecte-toi pour marquer les ressources comme terminées et retrouver ton avancement.

Se connecter