STP
En d'autres termes
Spanning Tree Protocol
Définition
Protocole de détermination de chemins optimaux dans un réseau opérant au niveau OSI Liaison (2). L'algorithme implémenté par le Spanning Tree Protocol (STP) vise à éliminer les éventuelles redondances de connectivité introduites pour assurer la tolérance aux pannes, en attribuant des coûts aux ports auxquels sont rattachés des postes ou d'autres actifs.
Algorithme du Spanning Tree
Initialisation
L'algorithme commence par identifier un pont racine (root bridge), qui sera utilisé comme point central de circulation des données. Le pont ou commutateur correspondant devra donc disposer d'une bande passante importante, car toutes les communications transiteront par lui.
Mesure
Une fois ce pont racine identifié, l'algorithme du spanning tree permet de calculer un "coût du port" (port cost) pour chaque autre port de chacun des ponts et commutateurs participant à l'arborescence du spanning tree. Ce coût du port est une mesure numérique de la distance virtuelle entre le port concerné et le pont racine.
Si l'algorithme identifie des chemins alternatifs, provenant d'une redondance effective des voies, il sélectionnera les ports actifs ("forwarding port") aux coûts les plus faibles, qui correspondent aux débits les plus élevés et aux délais les plus courts, et affectera au contraire un état bloqué ("blocking port") aux ports moins efficaces, ce qui permettra de définir un chemin unique entre tout port de l'ensemble des actifs contribuant à l'arborescence.
Ajustements
Une fois les coûts par port calculés, toute modification de la topologie du réseau, comme l'ajout ou la suppression d'un élément à la suite d'une décision de l'administration de réseau ou d'une panne, provoque un recalcul des coûts des ports, qui peut entraîner le changement de certains port de bloqué ("blocking") à actif ("forwarding") ou réciproquement, ce qui permet de bénéficier le cas échéant de la redondance préétablie, qui avait été désactivée en fonctionnement normal par le STP.
Délais
Les ports ne basculent pas directement de l'état bloqué ("blocking") à actif ("forwarding"), mais passent par un état d'écoute ("listening") puis un état d'apprentissage ("learning") avant d'être activés, de sorte que le temps de reconfiguration d'une arborescence STP standard, dit "temps de convergence" peut occuper plusieurs dizaines de secondes.
Alternatives
Le délai de convergence, acceptable sur des réseaux petits ou moyens, ne l'est pas sur de grands réseaux, dont les changements de configuration sont quasi-permanents, ce qui limite l'intérêt du STP standard pour les réseaux de grande taille ou à fonction critique.
Pour pallier ces limitations, des variantes accélératrices normalisées ou non existent, comme la norme IEEE 802.1w, l'UplinkFast et le PortFast de Cisco, qui permettent de réduire le délai de reconfiguration typique entre 2 et 5 secondes.
La documentation Cisco comporte plus de détails sur ces techniques propriétaires.
Voir UDLD.
