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CCNA V 7.0 CCNA 2 Notions de base sur la commutation, le routage et sans fil Ch

CCNA V 7.0 CCNA 2 Notions de base sur la commutation, le routage et sans fil Chapitre 5 Concepts Du STP Avril 2021 Instructeur: Boukhich Bienvenue au Concepts du Protocole STP! Un réseau de couche 2 bien conçu dispose de commutateurs et de chemins redondants pour s'assurer que si un commutateur tombe en panne, un autre chemin vers un commutateur différent est disponible pour transférer les données. Les utilisateurs du réseau ne subiraient aucune interruption de service. La redondance dans une conception de réseau hiérarchique résout le problème d'un point de défaillance unique, mais elle peut créer un autre type de problème appelé boucles de couche 2. Le protocole STP (Spanning Tree Protocol) est conçu spécifiquement pour éliminer les boucles de couche 2 de votre réseau. Ce module traite des causes des boucles et des différents types de protocoles spanning tree. Il comprend une vidéo et une activité Packet Tracer pour vous aider à comprendre les concepts STP. Pourquoi devrais-je suivre ce module? Qu'est-ce que je vais apprendre dans ce module? Titre du module: Concepts du STP Objectif du module: Expliquer comment le protocole STP permet la redondance dans un réseau de couche 2. Objectif du protocole STP Redondance dans les réseaux commutés de couche 2 La redondance est un élément indispensable de la conception hiérarchique pour éviter les points de défaillance uniques et prévenir l'interruption des services de réseau Si les réseaux redondants exigent l'ajout de chemins physiques, la redondance logique doit être également intégrée à la conception. Disposer de chemins physiques alternatifs pour que les données traversent le réseau permet aux utilisateurs de toujours accéder aux ressources de ce réseau . Toutefois, les chemins d'accès redondants dans un réseau Ethernet commuté peuvent entraîner à la fois des boucles physiques et logiques de couche 2. Les réseaux locaux Ethernet nécessitent une topologie sans boucle avec un chemin unique entre deux périphériques. Une boucle dans un réseau local Ethernet peut provoquer la propagation des trames Protocole STP (Spanning Tree Protocol) Le protocole STP est un protocole réseau de prévention des boucles qui permet la redondance tout en créant une topologie de couche 2 sans boucle. IEEE 802.1D est la norme IEEE MAC Bridging d'origine pour STP. VOIR ANIMATION Recalcul de STP voir le recalcul de STP lorsqu'une défaillance se produit. Problèmes liés aux liaisons de commutateur redondantes Lorsqu'il existe plusieurs chemins entre deux appareils d'un réseau ethernet et que le protocole STP n'a pas été implémenté sur les commutateurs, une boucle de couche 2 se produit. Une boucle de couche 2 peut entraîner l'instabilité de la table d'adresses MAC, la saturation des liaisons et une utilisation élevée de processeur sur les commutateurs et les terminaux, ce qui rend le réseau inutilisable. Contrairement aux protocoles de couche 3, IPv4 et IPv6, l'Ethernet de couche 2 n'intègrent pas de mécanisme pour identifier et éliminer les trames prises dans une boucle infinie. IPv4 et IPv6 comprennent tous les deux un mécanisme qui limite le nombre de fois qu'un périphérique de réseau de couche 3 est autorisé à retransmettre un paquet. Un routeur décrémentera la TTL (Time to Live) dans chaque paquet IPv4, et le champ Hop Limit dans chaque paquet IPv6. Problèmes liés aux liaisons de commutateur redondantes Lorsqu'il existe plusieurs chemins entre deux appareils d'un réseau ethernet et que le protocole STP n'a pas été implémenté sur les commutateurs, une boucle de couche 2 se produit. Une boucle de couche 2 peut entraîner l'instabilité de la table d'adresses MAC, la saturation des liaisons et une utilisation élevée de processeur sur les commutateurs et les terminaux, ce qui rend le réseau inutilisable. Contrairement aux protocoles de couche 3, IPv4 et IPv6, l'Ethernet de couche 2 n'intègrent pas de mécanisme pour identifier et éliminer les trames prises dans une boucle infinie. IPv4 et IPv6 comprennent tous les deux un mécanisme qui limite le nombre de fois qu'un périphérique de réseau de couche 3 est autorisé à retransmettre un paquet. Un routeur décrémentera la TTL (Time to Live) dans chaque paquet IPv4, et le champ Hop Limit dans chaque paquet IPv6. Lorsque ces champs sont décrémentés à 0, un routeur abandonne le paquet. Le protocole STP a été développé spécifiquement comme mécanisme de prévention des boucles pour Ethernet de couche 2. Boucles de couche 2 Sans STP activé, les boucles de couche 2 peuvent se former, provoquant une boucle infinie de trames de diffusion, de multidiffusion et de monodiffusion inconnues. Par exemple, Les trames de diffusion, tel que une requête ARP sont envoyées à tous les ports de commutateur, excepté au port d'entrée initial. Ceci garantit que tous les périphériques d'un domaine de diffusion reçoivent bien les trames. S'il existe plusieurs chemins pour le réacheminement de la trame, il est possible qu'une boucle sans fin soit créée. Lorsqu'une boucle se produit, la table d'adresses MAC d'un commutateur changera constamment en raison des mises à jour provenant des trames de diffusion, entraînant ainsi une instabilité de la base de données MAC. Cela peut entraîner une utilisation élevée du processeur, ce qui rend le commutateur incapable de transférer des trames. Boucles de couche 2 Les boucles de trames ne concernent pas uniquement les trames de diffusion: Lorsque des trames de monodiffusion inconnues sont envoyées dans un réseau comportant des boucles, des trames peuvent arriver en double sur l'appareil de destination. Une trame de monodiffusion inconnue se produit lorsque le commutateur n'a pas d'adresse MAC de destination dans sa table d'adresses MAC et qu'il doit réacheminer la trame à tous les ports, à l'exception du port d'entrée. Tempêtes de diffusion Une tempête de diffusion est un nombre anormalement élevé d'émissions qui submergent le réseau pendant une durée déterminée. Les tempêtes de diffusion peuvent désactiver un réseau en quelques secondes en submergeant les commutateurs et les appareils terminaux. Les diffusions de couche2 dans un réseau, telles que les demandes ARP, sont très courantes. Une boucle de couche 2 est susceptible d'avoir des conséquences immédiates et désactiver sur le réseau.  Les multidiffusions de couche 2 sont généralement transmises de la même manière qu'une diffusion par le commutateur Tempêtes de diffusion Dans l'animation les commutateurs disposent de ports incorrects pour PC1. Toute trame de monodiffusion inconnue destinée à PC1 crée une boucle dans le réseau, comme le font les trames de diffusion. Le nombre sans cesse croissant de trames effectuant des boucles dans le réseau engendre par la suite une tempête de diffusion. L’Algorithme Spanning Tree Spanning Tree est activé par défaut sur les commutateurs Cisco pour empêcher la formation de boucles de couche 2. STP repose sur un algorithme inventé par Radia Perlman alors qu'elle travaillait pour Digital Equipment Corporation et publié dans l'article de 1985 «An Algorithm for Distributed Computation of a Spanning Tree in an Extended LAN». Son algorithme de spanning tree (STA) crée une topologie sans boucle en sélectionnant un pont racine unique où tous les autres commutateurs déterminent un seul chemin moins coûteux. Sans le protocole de prévention des boucles, des boucles se produiraient rendant un réseau de commutateur redondant inutilisable. L’Algorithme Spanning Tree Voici une explication de la façon dont STA crée une topologie sans boucle . 1-topologie du scénario STA Ce scénario STA utilise un réseau local Ethernet avec des connexions redondantes entre plusieurs commutateurs. L’Algorithme Spanning Tree Voici une explication de la façon dont STA crée une topologie sans boucle . 2-Choisir le pont racine L'algorithme de spanning tree commence par choisir un pont racine unique. Dans cette topologie, tous les liens sont à coût égal (même bande passante). Chaque commutateur déterminera un chemin unique, le moins coûteux, de lui-même au pont racine. Remarque: Les protocoles STA et STP se réfèrent aux commutateurs comme des ponts. En effet, dans les premiers jours d'Ethernet, les commutateurs étaient appelés ponts. L’Algorithme Spanning Tree Voici une explication de la façon dont STA crée une topologie sans boucle . 3-Bloquer les chemins redondants Le protocole STP garantit la présence d'un seul chemin logique entre toutes les destinations sur le réseau en bloquant intentionnellement les chemins redondants susceptibles de provoquer une boucle .  Un port est considéré comme bloqué lorsque les données d'utilisateur ne sont pas autorisées à entrer ou à sortir du port. Le blocage des chemins redondants est essentiel pour empêcher la formation de boucles sur le réseau. L’Algorithme Spanning Tree Voici une explication de la façon dont STA crée une topologie sans boucle . 4-Topologie sans boucle L’Algorithme Spanning Tree Voici une explication de la façon dont STA crée une topologie sans boucle . 5-La défaillance d'un lien provoque recalcule Si le chemin est amené à être utilisé en cas de défaillance d'un commutateur ou d'un câble réseau, l'algorithme Spanning Tree (STA) recalcule les chemins et débloque les ports nécessaires pour permettre la réactivation du chemin redondant. Démonstration vidéo - Observation du fonctionnement du protocole STP Fonctionnement du protocole STP Étapes vers une topologie sans boucle le protocole STP crée une topologie sans boucle en quatre étapes: 1. Choisir le pont racine 2. Choisir les ports racine. 3. Choisir les ports désignés. 4. uploads/Ingenierie_Lourd/ ccna2v7-chapitre5.pdf