Rapid Spanning-Tree Protocol (802.1w)

Sommaire • Introduction • Nouveaus rôles et états des ports • Etats des ports • Rôles des ports - Rôles du Port Racine - Rôles du Port Désigné - Rôles des Ports "Alternate" et "Backup" - Conclusion sur les rôles des ports • Nouveau format de BPDU • Traitement de la nouvelle BPDU - BPDU transmise à chaque "Hello-time" - Information "d'age" plus rapide - Acceptation de BPDUs inférieures • Transition rapide vers l'état "Acheminement" - Ports d'entrée du réseau - Types de liaisons - Convergence avec 802.1d - Proposition/ Séquence d'agrément - Uplink Fast • Nouveaux mécanismes de changement de topologie - Détection de changement de topologie - Propagation de changement de topologie • Compatibilité avec 802.1d • Conclusion

Introduction Le standard actuel du Spanning-tree a été conçu à une époque où la récupération de connectivité dans la minute après une dévalidation était considérée comme une performance suffisante. Avec la venue de la commutation de couche 3 dans les environnements LAN, le pontage est en compétition avec les solutions routées où les protocoles de routage tels OSPF(Open Shortest Path First) et EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) sont capables de fournir un chemin alternatif plus rpidement. Cisco a amélioré le standard 802.1d original avec des fonctionnalités telles que Uplink Fast, Backbone Fast et Portfast pour accèlérer la convergence d'un réseau ponté. La contrepartie est que ces mécanismes sont propriétaires et deman- dent une configuration additionnelle. Le protocole Spanning-tree rapide (RSTP 802.1w) peut être vu comme une évolution du standard 802.1d plus qu'une révolution. La terminologie 802.1d reste quasiment la même, et la plupart des paramètres restent inchangés ainsi les utilisateurs coutu- miers du standard 802.1d peuvent rapidement et aisément configurer ce nouveau protocole. Dans la majorité des cas, RSTP a de meilleures performances que les extensions propriétaires Cisco sans configuration additionnelles. Le standard 802.1w est aussi capable de revenir à une compatibilité 802.1d dans le but d'avoir une interopérabilité avec les ponts classiques( mais éliminant ainsi les améliorations) basée sur le port. Ce document explique brièvement les améliorations apportées par RSTP au standard 802.1d. Note: La disponibilité de RSTP fut d'abord intégrée au MSTP( Multiple Spanning-Tree Protocol) dans les commutateurs avec CatOS 7.1 et ceux avec IOS Natif 12.1(11)EX et ultérieurs. Il sera disponible comme protocole indépendant avec le mode Rapid-Per -VLAN Spanning-tree(Rapid-PVST) dans l'IOS 12.1(13)E et Cisco CatOS 7.5. Sous ce mode, le commutateur exécute une instance de RSTP sur chaque VLAN, suivant l'approche usuelle PVST+ de Cisco.

Le Port est-il inclus dans la topologie active Nouveaux rôles et états de ports Le 802.1d définit quatre états différents: Ecoute(Listening), Apprentissage(Learning), Bloquant(Blocking) et Acheminement(Forwarding). Reférez-vous à la table ci-dessous pour plus d'informations. Tout ceci est un peu confus car il y a un recouvrement entre l'état d'un port( s'il achemine ou bloque le trafic) et son rôle dans la topologie active(port racine, port désigné, etc..). Par exemple, d'un point de vue complètement opérationnel il n'y a pas différence entre un port dans l'état "Bloquant" et un port dans l'état "Ecoute"; ils éliminent tous les deux les trames et n'apprennent pas les adresses MAC. La vraie différence réside dans le rôle que le Spanning-tree attribue au port. On peut supposer sans se tromper qu'un port dans l'état "Ecoute" est soit un port "désigné" soit un port désigné et qu'il est en voie de passer dans l'état "Acheminement". Malheureusement, une fois dans l'état "Acheminement", il n'y a pas moyen de savoir d'après l'état du port si celui-ci est un port "désigné" ou un port "racine", ce qui contribue à démontrer le manque de cohérence de cette terminologie basée uniquement sur l'état de port. RSTP corrige cela en découplant le rôle et l'état d'un port. Etats de ports Il a seulement trois états de ports dans RSTP en correspondance avec trois états opérationnels. Les trois états "Dévalidé", "Bloquant" et "Ecoute" du 802.1d ont été regroupés en seul état 802.1w appelé "Discarding". Etat du Port STP (802.1d) RSTP (802.1w) Le Port est-il inclus dans la topologie active Le Port apprend les adresses MAC Disabled Discarding Non Blocking Listening Learning Oui Forwarding Rôles du port Le rôle est maintenant un paramètre variable affecté à un port.Les rôles de port racine et de port désigné restent valables tandis le rôle de port bloquant est divisé en deux rôles appelés "backup" et "alternate". L'algorithme du Spanning-tree déter- mine les rôles d'un port d'après les BPDUs(Bridge Protocol Data Unit). Pour que cela reste simple, ce qu'il faut retenir au sujet des BPDUs, c'est qu'il est toujours possible de comparer deux BPDUs et de décider laquelle des deux est la plus utile. Cette comparaison est basée sur les valeurs contenues dans la BPDU et occasionnellement sur le port sur lequel les BPDUs sont reçues. Les paragraphes suivants donnent une approche pratique de l'explication de rôles de port.

ensemble les différents segments (segments Ethernet par exemple). Rôle de port racine Le port recevant la meilleure BPDU sur un commutateur ou un pont est le port racine. C'est le port qui est le plus près du commutateur racine en terme de coût de chemin. L'algorithme elit un seul commutateur racine dans tout le réseau de commutateurs ou de pont et par VLAN. Le commutateur racine transmet des BPDUs qui plus utiles ou significatives que celles pouvant être transmises par n'importe quel autre commutateur. Le commutateur racine est le commutateur du réseau qui n'a pas de port racine. Les autres commutateurs reçoivent des BPDUs sur au moins un port. R Port racine A B Racine Rôle de port désigné Un port est dit désigné s'il peut transmettre la meilleure BPDU sur le segment auquel il est connecté. Les ponts 802.1d créent un domaine "ponté" en liant ensemble les différents segments (segments Ethernet par exemple). Sur un segment donné, il ne peut y avoir qu'un seul chemin vers le commutateur (pont) racine(s'il existe deux chemins c'est qu'il y a une boucle dans le réseau). Tous les commutateurs connectés à un segment donné écoutent toutes les BPDUs échangées sur ce segment et désignent le commutateur qui transmet la meilleure BPDU comme commutateur "désigné". Le port correspondant sur ce commutateur est le port désigné. R D Ports désignés A B Racine

Rôles de port "Alternate" et port "Backup" Ces deux rôles de port correspondent à l'état "Bloquant" du standard 802.1d. Un port "Bloquant" est défini comme n'étant pas un port désigné ou un port racine. Un port "Bloquant" reçoit une BPDU qui est beaucoup plus utile que celle qu'il pourrait transmettre sur ce segment. Rappelez-vous qu'un port doit absolu- ment recevoir des BPDUs pour rster dans l'état bloqué. RSTP a introduit ces deux rôles pour cette fonction. - Un port "Alternate" est un port bloqué par la réception d'une BPDU plus signifi- cative venant d'un autre commutateur auquel il est connecté comme le montre la figure ci-dessous R Port Alternate A B Racine D - Un port "Backup" est un port bloqué par la réception d'une BPDU plus signifi- cative venant du même commutateur auquel il est connecté comme le montre la figure ci-dessous Racine D D R R A B D Port Backup Cette distinction était déjà faîte de manière interne dans le standard IEEE 802.1d. C'est de cette manière que la fonctionnalité Uplink Fast de Cisco opère. En conclusion , un port "Alternate" offre un chemin alternatif vers le commutateur racine et peut remplacer le port désigné si celui-ci vient à passer hors-service. Un port "Backup" fournit une connectivité redondante sur le même commutateur et ne peut pas garantir un chemin alternatif vers le commutateur racine. Il est exclus d'un "Uplink group".

Nouveau format de BPDU • Conclusion sur les rôles des ports RSTP calcule la topologie finale pour le Spanning-tree en utilisant les mêmes critères que le standard 802.1d. Il n'y a absolument aucun changement dans la manière dont les différentes priorités de commutateurs (ponts) et de ports sont utilisées. le terme "Blocking" est utilisé pour l'état "Discarding" dans l'implémenta- tion . Cisco CatOS version 7.1 et ultérieures afficheront toujours les états "Leraning" et "Listening" donnant encore plus d'informations au sujet d'un port que ne le requiert le standard IEEE. La nouvelle caractéristique est qu'il y a main- tenant une différence entre rôle d'un port déterminé par le protocole et son état courant. Par exemple, le fait qu'un port soit "désigné" et "Bloqué" est parfaitement valide. Ceci apparaissant typiquement pour de courtes durées, signifie que ce port est dans une transition vers l'état "Acheminement" ou "Forwarding". Nouveau format de BPDU Quelques changements ont été introduits par RSTP au format des BPDUs. Seuls deux indicateurs (Flags) sont définis par l'IEEE 802.1d: TC (Topology Change) et TCA (Topology Change Acknowledgment). Maintenant RSTP utilise les six bits restant de l'octet Flags pour les utilisations suivantes: • Coder le rôle et l'état du port origine de la BPDU • Gérér le mécanisme "Proposal/Agreement" 1 2 3 4 6 5 7 Topology Change ACK Agreement Forwarding Learning Topology Change Proposal Port role 00 Unknown 01 Alternate/Backup 10 Root 11 Designated Un autre changement important est que la BPDU RSTP est de type 2 version 2. Le résultat de ceci est que les commutateurs ou ponts standards rejettent cette nouvelle BPDU. Cette propriété permet à un commutateur avec 802.1w de détecter les commutateurs ou ponts standards avec lesquels il est connecté.

BPDU inférieure "Je suis la racine" Gestion de la nouvelle BPDU • Les BPDUs sont transmises tous les "hello-time" Avec le standard 802.1d, un pont non-racine génère des BPDUs uniquement quand il en reçoit une sur son port racine. En fait un pont relaie plus les BPDUs qu'il ne les génère. Ce n'est plus le cas avec 802.1w. Un pont transmet maintenant une BPDU à chaque période "hello-time" soit toutes les 2 secondes (par défaut), même s'il ne reçoit pas de BPDU d'un pont racine. • Dévalidation plus rapide de l'information Sur un port donné, si les BPDUs ne sont pas reçues pendant trois périodes consé- cutives, l'information de protocole stockée peut être dévalidée immédiatement ( ou si le timer max-age expire). A cause de la modification mentionnée précédenment, les BPDUs sont utilisées comme un mécanisme de "Keep-alive" entre les commuta- teurs. Un commutateur considère qu'il a perdu sa connectivité avec son voisinage direct et vers sa racine ou son commutateur désignélorsqu'il a perdu 3 BPDUs consécutives. Cette dévalidation rapide permet une détection rapide de défaillance. Si un commutateur ne reçoit pas de BPDU de son voisin, il est sur que la con- nexion avec ce voisin a été perdue, à l'opposé du standard 802.1d ou le problème peut être situé n'importe où dans le chemin vers la racine. Note: Les défaillances sont détectées encore plus rapidement en cas de défaillance de liaison physique. • Acceptation de BPDUs de niveau inférieur Ce concept est celui qui a constitué le noyau de la fonctionnalité Backbone Fast. L'IEEE 802.1w a décidé d'incorporer un mécanisme similaire à RSTP. Quand un commutateur reçoit une BPDU inférieure sur son port désigné ou son port racine, il l'accepte immédiatement et remplace celle précédenment stockée. Racine C B BPDU inférieure "Je suis la racine" Comme le commutateur C sait que le commutateur racine est toujours actif, il transmet immédiatement une BPDU au commutateur B contenant des informa- tions sur le commutateur racine. Le résultat est que le commutateur B arrête de transmettre ses papiers BPDUs et accepte que le port menant au commutateur C soit son nouveau port.

Transition rapide vers l'état "Acheminement" ou "Forwarding" La transition rapide est la fonctionnalité la plus importante introduite par 802.1w. L'algorithme Spanning-tree classique attend passivement la convergence pour passer un port à l'état "Acheminement". Réaliser une convergence plus rapide était une raison pour ajuster les paramètres par défaut classiques(forward-delay et max-age timers), mettant souvent en péril la stabilité du réseau. Le RSTP est capable de confirmer qu'un port peut réaliser sans danger une transi- tion vers l'état "Acheminement" sans faire référence à une configuration de timer. Il y a maintenant un échange réel entre les commutateurs conformes RSTP. Pour réaliser une convergence rapide sur un port, le protocole s'appuie sur deux nouvelles variables: Ports d'entrée (Edge Ports) et type de liaison (Link Type). • Ports d'entrée (Edge Ports) Le port d'entrée est un concept bien connu des utilisateurs du Spanning-tree Cisco car il correspond avec la base du concept de la fonctionnalité PortFast. Tous les ports directement connectés à des stations terminales ne peuvent pas créer de boucles dans le réseau et par conséquent peuvent passer à l'état "Acheminement"(Forwarding) sans passer par les états "Ecoute"(Listening) et "Apprentissage"(Learning). Ni les ports d'entrée ni les ports avec Port Fast validé ne génèrent de changement de topologie quand les liaisons changent d'état très fréquenment. Au contraire d'Uplink Fast, un port d'entrée qui reçoit une BPDU perd son statut de port d'entrée immédiatement et devient un port normal du Spanning-tree. Pour cela il y a une valeur opérationnelle pour l'état port d'entrée. L'implémentation Cisco garde le mot-clé portfast pour la configuration du port, rendant la transition vers RSTP plus simple. • Type de liaison (Point à point ou partagée) RSTP peut réaliser une transition rapide vers l'état "Forwarding" sur les ports d'en- trée et les liaisons point à point. Le type de liaison est automatiquement dérivé du mode duplex d'un port. Un port opérant en mode full-duplex est supposé être point à point tandis qu'un port opérant en mode half-duplex est considérée partagée par défaut. Cette configuration automatique de type de liaison peut être modifiée par une configuration explicite. Aujourd'hui dans les réseaux LAN commutés, les liai- sons sont principalement en mode full-duplex et sont donc traitées comme des liaisons point à point par RSTP. Ceci les rend candidats à une transition rapide vers l'état "Acheminement" (Forwarding).

liaison est ajoutée à un réseau ponté (bridged) • La convergence avec 802.1d Le schéma suivant illustre la manière dont 802.1d fonctionne quand une nouvelle liaison est ajoutée à un réseau ponté (bridged) P1 A C B D Racine Les nouveaux ports passant en service sur la racine et sur le commutateur A sont immédiatement placés dans l'état "Ecoute" bloquant ainsi le trafic. Les BPDUs émises par la racine commence à se propagervers les autres commutateurs à travers le commutateur A. Dans ce scénario, une liaison entre la racine et le commutateur A vient d'être ajoutée. Supposons qu'il y avait déjà une connexion indirecte entre le commutateur A et la racine (via C-D). L'algorithme du Spanning-tree va arrêter la boucle de pon- tage en bloquant un port. D'abord, comme les ports entre A et la racine viennent de passer en service, les deux ports de la liaison sont dans l'état "Ecoute". Le commutateur A est maintenant capable de communiquer directement avec la racine, il propage immédiatement des BPDUs sur ces ports désignés vers les autres commutateurs. Dès que B et C reçoivent une BPDU supérieure venant du commutateur A, ils relaient cette BPDU vers les autres commutateurs. En quelques secondes, le com- mutateur D a reçu une BPDU de la racine et bloque son port P1 instantanément. P1 A C B D Racine Très rapidement, les BPDUs venant de la racine atteignent D qui bloque immédiatement le port P1. La topologie a maintenant convergé mais le réseau a été bloqué pendant un temps égal à deux fois le forward-delay

réseau a convergé rapidement. Le Spanning-tree est très efficace pour calculer la nouvelle topologie du réseau. Le seul problème est que maintenant il faut attendre deux fois le forward_delay pour que la liaison entre A et la racine passe en service et les ports dans l'état "Achemine- ment". cela signifie 30 secondes d'arrêt du trafic(la partie A,B,C du réseau est isolée) car l'algorithme 802.1d n'a pas de mécanisme diffusant clairement en retour que le réseau a convergé rapidement. Convergence 802.1w Nous allons voir comment RSTP réagit dans une situation similaire. La topologie finale sera la même que celle obtenue par le 802.1d(un port bloqué au même endroit) ,seules les étapes pour y parvenir changent. Les deux ports de la liaison entre A et la racine sont placés dans désignated blocking dès qu'ils passent en service. Jusqu'ici le comportement est purement le même que celui du 802.1.d. Toutefois, à cette étape, une négociation débute entre le commu- tateur A et la racine. Dès que A reçoit une BPDU de la racine, il bloque ses ports désignés qui ne sont pas des ports d'entrée. Cette opération est appelée "Sync". Une fois que ceci est fait, le commutateur A autorise de manière explicite la racine à placer son port à l'état "Acheminement". Le schéma ci-dessous illustre le résultat de ce processus dans le réseau. La liaison entre le commutateur A et la racine est bloquée et les deux commutateurs échangent des BPDUs. P1 A C B D Racine

obtenons la situation suivante: Une fois que le commutateur A a bloqué ses ports désignés qui ne sont pas des ports d'entrée, les ports entre A et la racine sont placés à l'état "Acheminement" et nous obtenons la situation suivante: P1 A C B D Racine Il ne peut toujours pas y avoir de boucle, car au lieu de bloquer "au-dessus" du commutateur A, le réseau est maintenant bloqué "en-dessous" du commutateur A. La boucle de pontage potentielle est coupée, mais à un endroit différent. A cette étape les nouveaux ports bloqués sur le commutateur A vont négocier une transition rapide vers l'état "Acheminement" avec leurs ports voisins sur les commutateurs B et C qui tous les deux vont commencer une opération "Sync". Le commutateur B a seulement des ports d'entrée désignés (autres que le port racine vers A) aussi il n'a pas de port à bloquer pour autoriser le commutateur A à passer son port dans l'état "Acheminement". Le commutateur C a seulement besoin de bloquer sont port désigné vers le commutateur D. La topologie atteinte est illustrée par le schéma ci-dessous. P1 A C B D Racine

Aucun timer n'a été utilisé dans cette convergence rapide. La topologie finale atteinte est la même que celle de l'exemple avec 802.1d, ce qui signifie que le port P1 du commutateur D est bloqué. La topologie finale a été atteinte juste avec le temps nécessaire aux BPDUs pour traverser l'arbre de haut en bas. Aucun timer n'a été utilisé dans cette convergence rapide. Le seul nouveau mécanisme introduit par RSTP est l'acquittement qu'un commuta- teur peut transmettre sur son nouveau port racine pour autoriser immédiatement la transition vers l'état "Acheminement", cout-circuitant les étapes "Ecoute" et "Apprentissage" et par conséquent éliminant deux le forward_delay. Pour bénéficier de la convergence rapide, l'administrateur doit se rappeler: • Cette négociation entre commutateurs n'est possible que si les liaisons sont des liaisons point à point (Port en mode full-duplex) • Les ports d'entrée jouent maintenant un rôle d'autant plus important que Port Fast est validé sur les ports dans 802.1d. Si l'administrateur de réseau configure mal les ports du commutateur B, leur connectivité sera liée au temps de mise en service de la liaison entre la racine et le commutateur A. Séquence Proposition/Agrément Quand un port a été sélectionné par l'algorithme du Spanning-tree pour devenir un port désigné, le standard 802.1d attend deux fois le "forward-delay" soit deux fois 15 secondes par défaut avant de passer le port dans l'état "Acheminement". Dans RSTP cette condition correspond à un port avec le rôle de port désigné mais avec un état bloqué. Le schéma ci-dessous illustre comment la transition rapide est réalisée étape par étape. Supposons qu'une nouvelle liaison est crée entre la racine et le commutateur A. Les deux ports de la liaison sont mis dans l'état désigné bloqué jusqu'à ce qu'ils reçoivent une BPDU de l'autre extrémité. Racine P0 P1 P2 P3 P4 P0: Port Désigné P1: Nouveau port Racine P2: Port Alternate P3: Port Désigné P4: Port d'Entrée 1.Proposal 3.Agreement P1 Forwarding 2.Sync (Inchangé) (Bloqué) A

l'agrément reçu correspond. Quand un port est dans l'état discarding ou "Learning", il positionne le bit "proposal" dans la BPDU qu'il transmet. C'est ce qui se passe pour le port P0 sur le commuta- teur racine, comme cela est montré dans l'étape 1. du schéma page précédente. Parce que le commutateur A reçoit une BPDU supérieure, il sait immédiatement que le port P1 va être le nouveau port racine. Le commutateur A débute une opération "Sync" pour s'assurer que tous ses ports sont en synchronisme avec la nouvelle information. Un port est en synchonisation s'il satisfait un des deux critères suivants: • Il est dans l'état bloqué (ce qui signifie discarding dans une topologie stable) • C'est un port d'accès Dans le but d'illustrer ce mécanisme de synchronisation (sync) sur différentes sortes de ports, supposons que le port P2 soit un port alternatif, quele port P3 soit un port désigné à l'état Acheminement et que le port P4 soit un port d'entrée sur le commuta- teur A. Notez que P2 et P4 satisfont au critères cités cidessus. Dans le but d'être synchronisés (in-sync) etape2 du schéma ci-dessous, le commutateur A a seulement besoin de bloquer le port P3 en lui affectant l'état "Discarding". Maintenant que tous les ports sont synchronisés (in-sync), le commutateur peut maintenant débloquer son nouveau port racine P1 et répondre à la racine en lui transmettant un message d'agrément ( Etpe 3). Ce message est une copie de la BPDU reçue avec le bit proposal et modifiée en positionnant le bit "agreement" à la place du bit "proposal". Ceci permet de s'assurer que le port P0 connaît exactement à quelle proposition l'agrément reçu correspond. Racine P0 4.Acheminement P1 A P2 P3 P4 4.Proposal Une fois que P0 a rçu cet agrément, il peut immédiatement passer à l'état Achemi- nement (Forwarding). C'est l'étape 4 du schéma ci-dessus. Notez que le port 3 est resté dans l'état "designated discarding" après l'opération sync. Dans l'étape 4 ce port est dans la même situation que le port P0 durant l'étape 1. Ensuite le port P3 transmet une proposition à son voisin, tentant une transition rapide vers l'état Acheminement.

sont temporairement perturbés. • Le mécanisme proposition/agrément est très rapide car il ne repose pas sur l'utilisation de timers. Cette succession de propositions/agréments se propage rapidement vers l'entrée du réseau et restaure rapidement la connectivité après un changement de topologie. • Si un port "designated discarding" ne reçoit pas d'agrément après avoir transmis une proposition, il passe lentement à l'état acheminement en utilisant la séquence "Ecoute-Apprentissage" du standard 802.1d. Ceci pourrait se produire si le commutateur (pont) voisin ne comprend pas les BPDUs RSTP ou si le port voisin est bloqué. • Cisco a introduit une amélioration au mécanisme de synchronisation (sync) qui permet à un commutateur (pont) de mettre son port racine à l'état "discarding" quand il réalise l'opération sync. La description détaillée de ce mécanisme ne fait pas partie de ce document. Le scénario décrit dans cette section (convergence avec 802.1w) montre toute l'efficacité de 802.1w, car seuls les ports sur le chemin vers le port final bloqué sont temporairement perturbés. Racine 1 A 2 B C 3 P1 D

Nouveaux mécanismes de changement de topologie Uplink Fast Une autre forme de transition immédiate vers l'état Acheminement incluse dans RSTP très similaire à l'extension propriétaire Cisco Uplink Fast créée pour le Spanning-tree. Usuellement, quand un commutateur (pont) perd son port racine il est capable de mettre son meilleur port alternatif directement en mode Achemi- ment( l'apparition d'un nouveau port racine est aussi géré par RSTP). La sélection d'un port alternatif comme nouveau port racine génère un changement de topologie. Le mécanisme de changement de topologie 802.1w efface les entrées appropriées dans les tables CAM, éliminant la génération de trames vides néces- saires à UPlink Fast. Uplink Fast n'a pas besoin d'être configuré car ce mécanisme est inclus de manière nativement et configuré automatiquement dans RSTP. Nouveaux mécanismes de changement de topologie Quand un commutateur utilisant 802.1d détecte un changement de topologie, il l'indique d'abord à la racine en utilisant un mécanisme fiable comme le montre le schéma ci-dessous R R T Un changement de topologie est généré au point T. 1ere étape: une BPDU TCN remonte à la racine 2eme étape: La racine diffuse une BPDU TC pour max-age+forward delay Une fois que le commutateur racine est averti du changement de topologie dans le réseau, il positionne le bit indicateur TC de la BPDU qu'il transmet et qui sera relayée par tous les commutateurs dans le réseau.Quand un commutateur reçoit une BPDU avec l'indicateur TC positionné, il réduit la durée de validité de sa table à la durée du "forward delay", assurant l'élimination assez rapide d'une information non à jour. Ce mécanisme de changement de topologie a été profondément modifié dans RSTP. La détection et la propagation de changement de topologie ont évolués.

Détection de changement de topologie Dans RSTP, seuls les ports qui ne sont pas des ports d'entrée (accès) et passant à l'état Acheminement provoquent un changement de topologie. Cela signifie qu'une perte de connectivité n'est pas considérée forcément comme un changement de to- pologie, contrairement à 802.1d( un port passant à l'état bloqué ne génère pas de changement de topologie). Quand un commutateur (pont) avec RSTP détecte un changement de topologie, il exécute les actions suivantes: • Le commutateur commence à gérer le changement de topologie en positionnant un timer à deux fois le hello time pour tous les ports désignés qui ne sont pas des ports d'entrée et le port racine si nécessaire • Le commutateur élimine de la table les adresses MAC associées à ces ports • Tant que le timer n'a pas expiré sur un port, les BPDU transmises sur ce port ont le bit TC positionné. Les BPDU sont aussi transmises sur le port racine tant que le timer est actif. Propagation de changement de topologie Quand un commutateur (pont) reçoit une BPDU avec le bit TC positionné d'un voisin, il exécute les actions suivantes: • Le commutateur efface les adresses MAC apprises sur tous les ports, excepté le port sur lequel il a reçu le changement de topologie. • Il démarre un timer (TC While) et transmet des BPDUs avec le bit TC positionné sur tous les ports désignés et le port racine (RSTP n'utilise plus la BPDU TCN à moins qu'un pont classique ait besoin d'être notifié). De cette manière, le changement de topologie est diffusé très rapidement à travers tout le réseau. La propagation du changement de topologie est un processus en une étape. En fait l'initiateur du changement de topologie diffuse l'information à travers tout le réseau (à l'opposé de 802.1d où seule la racine pouvait le faire). Ce mécanisme est beaucoup plus rapide que l'équivalent 802.1d. Il n'y a pas besoin d'attendre que la racine soit avertie et de maintenir l'état de changement de topologie pour tout le réseau pendant une durée égale à "max-age" plus le "forward delay". T

sont perdus lors de l'interopérabilité avec 802.1d. En quelques secondes (un faible multiple de hello time), la majeure partie des entrées des tables CAM de tout le réseau (VLAN) sont effacées. Cette approche amène une diffusion temporaire accrue mais d'un autre coté élimine les informa- tions potentiellement erronées ce qui entraine une restitution plus rapide de connec- tivité. Compatibilité avec 802.1d RSTP peut iteropérer avec le protocole Spanning-tree classique. Toutefois il est important de noter que les bénéfices de la convergence rapide hérités de 802.1w sont perdus lors de l'interopérabilité avec 802.1d. Chaque port gère une variable définissant le protocole à activer sur le segment correspondant. Un timer de délai de migration égal à deux fois est aussi démarré quand le port passe en service. Tant que le timer n'a pas expiré, le mode courant associé (STP ou RSTP) au port est verrouillé. Dès que le délai de migration est atteint, le port adaptera le mode correspondant avec la prochaine BPDU qu'il recevra. Si le port change de mode opératoire, le délai de migration est redémarré, limitant la fréquence de changement de mode. A(1w) B(1w) C(1d) RSTP BPDU STP BPDU Supposons que deux commutateurs A et B dans le schéma ci-dessus utilisent tous les deux RSTP avec un port désigné sur le commutateur A pour ce segment. Un commutateur C utilisant le STP classique est introduit sur la liaison . Comme les commutateurs 802.1d ignorent les BPDUs RSTP , le commutateur C croit qu'il n'y a pas d'autres commutateurs sur ce segment et commence sa BPDU inférieure au format 802.1d. Le commutateur A reçoit ces BPDU et après un délai égal à deux fois le "hello time" au maximum change son mode à 802.1d sur ce port uni- quement. Le résultat est que le commutateur C peut comprendre les BPDUs transmises par le commutateur A et accepte le commutateur A comme son commutateur désigné sur ce segment. A(1w) B(1w) C(1d) STP BPDU

Notez que dans ce cas particulier, si le commutateur C est retiré, le commutateur A reste en mode STP sur ce port même si celui-ci est capable de fonctionner plus efficacement en mode RSTP avec son voisin uinque B. En effet le commutateur A n'a aucun moyen de savoir que le commutateur C a été retiré du segment. Pour ce cas particulier (rare), l'intervention de l'utilisateur est requise pour relancer le protocole de détection de ports manuellement. Quand un port est en mode compatible 802.1d, il est aussi capable de gérer les BPDU de notification de changement de topologie (TCN) et les BPDUs avec le bit TC ou TA positionné. Conclusion RSTP (802.1w) inclut de manière native la majorité des améliorations propriétaires Cisco pour le Spanning-tree 802.1d telles que Backbone Fast, Uplink Fast et Port Fast. RSTP peut réaliser une convergence beaucoup rapide dans un réseau correc- tement configuré, quelquefois de l'ordre de quelques centaines de millisecondes. Les timers classiques du 802.1d tels que "forward delay" et "max-age" sont utilisés en secours et ne devraient pas être nécessaires si les liaisons point à point et les ports sont correctement identifiés et paramétrés par l'administrateur et s'il n'y a pas de besoin d'interopérabilité avec des commutateurs classiques.