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RSTP, PVST+ et configuration STP

Le STP original (802.1D) converge lentement (jusqu'à 50 secondes) après un changement de topologie. RSTP (802.1w) réduit ce délai à quelques secondes. PVST+ (Per-VLAN Spanning Tree, propriétaire Cisco) fait tourner une instance STP indépendante par VLAN.

Les états de port STP (802.1D classique)​

   BLOCKING (20s max) → LISTENING (15s) → LEARNING (15s) → FORWARDING
   (bloque, écoute      (écoute les       (apprend les      (transfère
    les BPDU)            BPDU, ne          @MAC, ne           le trafic
                          transfère        transfère            normalement)
                          toujours pas)    toujours pas)

   Convergence totale possible : jusqu'à 50 secondes après un
   changement de topologie (lien coupé, nouveau switch...)

Ce délai de 50 secondes, acceptable dans les années 1990, est inacceptable dans un réseau moderne (coupure de service ressentie par les utilisateurs, applications temps réel).

RSTP (Rapid STP, 802.1w) : convergence en quelques secondes​

   États RSTP (simplifiés à 3, fusion Blocking+Listening) :

   DISCARDING → LEARNING → FORWARDING

   Mécanismes de convergence rapide :
   - Handshake explicite entre ports (Proposal/Agreement) au lieu
     d'attendre des timers fixes
   - Edge ports (équivalent PortFast) passent directement en
     forwarding sans attendre de BPDU
   - Backup immédiat : un port Alternate bascule en forwarding
     dès la perte du Root Port, sans repasser par tous les états
Rôle de port802.1DRSTP (802.1w)
Root PortRoot PortRoot Port
Designated PortDesignated PortDesignated Port
Port bloqué redondantBlockingAlternate (backup du Root Port) ou Backup (backup d'un Designated Port sur un segment partagé)

RSTP est aujourd'hui le standard de fait, activé par défaut sur la plupart des switches Cisco récents (spanning-tree mode rapid-pvst).

PVST+ : une instance STP par VLAN​

   STP classique (802.1D pur) : UNE SEULE instance pour TOUS les VLANs
   → impossible de charger-équilibrer le trafic entre liens redondants

   PVST+ (Cisco) : UNE instance STP INDÉPENDANTE par VLAN
   → chaque VLAN peut avoir un Root Bridge et une topologie
     bloquée différents → équilibrage de charge possible

   Exemple :
   VLAN 10 → Root Bridge = SW1, lien SW1-SW3 actif, SW2-SW3 bloqué
   VLAN 20 → Root Bridge = SW2, lien SW2-SW3 actif, SW1-SW3 bloqué
   (charge répartie sur les deux liens redondants selon le VLAN)

Configuration : priorité et Root Bridge​

! Forcer un switch à devenir Root Bridge pour un VLAN donné
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096
! (valeur multiple de 4096, de 0 à 61440 ; plus bas = préféré)

! Raccourci Cisco équivalent (ajuste automatiquement la priorité)
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 root primary
Switch(config)# spanning-tree vlan 10 root secondary   ! sur un 2e switch, backup

! Activer RSTP (Rapid PVST+)
Switch(config)# spanning-tree mode rapid-pvst

PortFast et BPDU Guard (ports d'accès terminaux)​

! PortFast : le port passe directement en forwarding (utile pour
! un PC, pas un switch/routeur en aval, qui doit rester en STP normal)
Switch(config-if)# spanning-tree portfast

! BPDU Guard : désactive le port si une BPDU y est reçue
! (protection contre un switch non autorisé branché sur un port
! utilisateur, qui pourrait perturber l'élection du Root Bridge)
Switch(config-if)# spanning-tree bpduguard enable

! Activation globale, sur tous les ports PortFast
Switch(config)# spanning-tree portfast bpduguard default

Cas d'usage concret : un port de switch dédié à un poste utilisateur n'a pas besoin d'attendre 30-50 secondes de convergence STP avant de transférer du trafic (ex. un PC qui démarre et lance un DHCP Discover trop tôt échouerait sinon). spanning-tree portfast élimine ce délai sur les ports terminaux, à condition qu'aucun switch ne soit jamais branché dessus (d'où l'intérêt de coupler avec bpduguard, qui coupe le port si une BPDU y apparaît malgré tout).

Vérification​

Switch# show spanning-tree vlan 10
Switch# show spanning-tree summary
Switch mode: Rapid-PVST
Switch# show spanning-tree interface gigabitEthernet 0/1 detail

Ce qu'il faut retenir​

  • STP 802.1D classique converge en jusqu'à 50 secondes (Blocking→Listening→Learning→Forwarding) ; RSTP (802.1w) réduit cela à quelques secondes via des mécanismes de handshake actif.
  • PVST+ fait tourner une instance STP par VLAN, permettant l'équilibrage de charge entre liens redondants selon le VLAN.
  • spanning-tree vlan X priority ou root primary/secondary contrôlent l'élection du Root Bridge.
  • PortFast + BPDU Guard accélèrent la convergence sur les ports terminaux tout en se protégeant d'un switch non autorisé branché par erreur.

Pour aller plus loin​