📖 Cours – STP et Rapid PVST+
Parcours CCNA – Domaine 2 – module 2-04 (sujet 2.5)
🚀 Pour aller plus loin
Module du parcours CCNA, hors programme E31. C'est l'un des sujets les plus importants du domaine 2.
🎯 À la fin de ce cours, tu sauras
- expliquer pourquoi on a besoin du spanning-tree ;
- dire comment le pont racine (root bridge) est élu ;
- reconnaître les rôles et les états des ports ;
- configurer Rapid PVST+, PortFast et BPDU guard.
1. Le problème : la boucle
🤔 Avant de lire : à ton avis ?
Trois switchs sont reliés en triangle, pour la redondance. Un poste envoie une trame de diffusion. Que se passe-t-il ?
Voir la réponse
Chaque switch retransmet la diffusion aux deux autres, qui la retransmettent… sans fin. C'est une tempête de diffusion (broadcast storm) : le réseau est saturé en quelques secondes. Une trame Ethernet n'a pas de durée de vie (contrairement au TTL d'un paquet IP).
Le spanning-tree (STP) empêche les boucles : il bloque volontairement certains ports pour ne garder qu'un arbre sans boucle, et les réactive si un lien tombe.
2. L'élection du pont racine
Tous les switchs échangent des messages, les BPDU. Le switch ayant le plus petit identifiant de pont (Bridge ID) devient racine :
Bridge ID = priorité + numéro de VLAN + adresse MAC
- La priorité par défaut est 32768 (+ le numéro de VLAN, donc 32769 pour le VLAN 1).
- Priorité égale → la plus petite MAC gagne.
- On peut la modifier par multiples de 4096 :
spanning-tree vlan 1 priority 4096.
Tip
Ne laisse jamais l'élection au hasard. Sans réglage, le plus vieux switch (plus petite MAC) devient racine, parfois un petit switch d'accès. On force la racine sur un switch de cœur.
3. Rôles et états des ports
Chemin le moins coûteux vers la racine. Le coût dépend du débit :
| Débit | Coût (méthode courte) |
|---|---|
| 10 Mb/s | 100 |
| 100 Mb/s | 19 |
| 1 Gb/s | 4 |
| 10 Gb/s | 2 |
| Rôle | Signification |
|---|---|
| Root port | Le port d'un switch non racine qui mène à la racine au moindre coût (un par switch) |
| Designated port | Le port qui transmet sur chaque segment (tous les ports du pont racine le sont) |
| Alternate port | Le port bloqué qui offre un chemin de secours (Rapid PVST+) |
| Backup port | Un deuxième port sur le même segment (Rapid PVST+) |
| État STP classique | État Rapid PVST+ | Le port… |
|---|---|---|
| Blocking, Listening | Discarding | ne transmet pas de trafic |
| Learning | Learning | apprend les MAC mais ne transmet pas |
| Forwarding | Forwarding | transmet normalement |
4. Les variantes
| Version | Standard | Particularité |
|---|---|---|
| STP (802.1D) | IEEE | Convergence lente (30 à 50 s) |
| PVST+ | Cisco | Un arbre par VLAN |
| Rapid PVST+ | Cisco (basé sur 802.1w) | Un arbre par VLAN, convergence rapide (quelques secondes) |
| MST (802.1s) | IEEE | Un arbre pour un groupe de VLAN |
L'examen CCNA se concentre sur Rapid PVST+.
5. Configuration et protections
spanning-tree mode rapid-pvst
spanning-tree vlan 1 priority 4096
interface fa0/1
spanning-tree portfast
spanning-tree bpduguard enable
| Fonction | Rôle |
|---|---|
| PortFast | Un port d'accès passe immédiatement en forwarding (poste, imprimante) |
| BPDU guard | Si un BPDU arrive sur un port PortFast, le port passe en err-disabled (protège contre un switch branché par erreur) |
| BPDU filter | Empêche l'envoi/réception de BPDU sur le port (à utiliser avec prudence) |
| Root guard | Empêche un switch voisin de devenir racine |
| Loop guard | Évite les boucles si les BPDU cessent d'arriver |
| Commande | Rôle |
|---|---|
show spanning-tree |
racine, priorité, rôle et état de chaque port |
show spanning-tree vlan 1 |
idem pour un VLAN |
show spanning-tree summary |
résumé (mode, ports par état) |
✅ Vérifie que tu as compris
Un élève branche par erreur un petit switch sur une prise murale d'un poste. Le port est configuré avec PortFast + BPDU guard. Que se passe-t-il ?
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Le switch envoie des BPDU. Le port reçoit un BPDU alors qu'il ne devrait pas : il passe en err-disabled (coupé), ce qui évite une boucle ou une prise de pouvoir de la racine.
🧠 Quiz de fin
1. Qui devient pont racine quand toutes les priorités sont égales ?
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Le switch avec la plus petite adresse MAC.
2. Quelle est la priorité par défaut ?
Voir la réponse
32768 (32769 pour le VLAN 1 avec l'extension de VLAN).
3. Combien de root ports par switch non racine ?
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Un seul.
4. Quel est le coût d'un lien Gigabit ?
Voir la réponse
4.
5. À quoi sert PortFast ?
Voir la réponse
À faire passer immédiatement un port d'accès en forwarding, sans attendre la convergence.
➡️ Suite : le TP du module.