La norme IEEE 802.1s, officiellement appelée Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP), est une évolution du protocole de gestion de la topologie des réseaux Ethernet, visant à améliorer la gestion et la scalabilité du Spanning Tree Protocol (STP).
Avant de plonger dans les détails du IST BPDU, il est essentiel de comprendre les bases de la norme 802.1s et les concepts fondamentaux associés à MSTP.
Historiquement, le Spanning Tree Protocol original, norme 802.1D, et sa version améliorée Rapid Spanning Tree Protocol, norme 802.1w, ont été conçus pour éliminer les boucles dans les réseaux Ethernet, en créant une topologie en spanning tree. Cependant, STP et RSTP ont des limitations, notamment la création d'une seule instance de spanning tree pour chaque VLAN, ce qui était sous-optimal dans des environnements comportant un grand nombre de VLANs.
La norme 802.1s introduit le Multiple Spanning Tree Protocol pour surmonter ces limitations. MSTP permet la création de plusieurs instances de spanning tree au sein d’un même réseau, chaque instance pouvant être associée à un groupe de VLANs. Cela permet une utilisation plus efficace des ressources réseau, une meilleure résilience, et une convergence plus rapide en cas de changement de topologie.
Mais encore ?
MSTP fonctionne en divisant le réseau en plusieurs régions MST. Chaque région peut avoir plusieurs instances MST qui sont mappées à des VLANs spécifiques. Contrairement à STP où chaque VLAN avait sa propre instance spanning tree (par exemple, dans PVST+), MSTP permet de regrouper plusieurs VLANs sous une seule instance, réduisant ainsi la complexité et le nombre d'instances à gérer.
Au sein d’une région MST, il existe une instance spéciale appelée IST (Internal Spanning Tree), qui est responsable de la gestion de la topologie globale et assure la communication entre les différentes instances MST au sein de la région. L'IST est l’instance par défaut qui relie toutes les autres instances MST d'une région.
Les Bridge Protocol Data Units (BPDU) sont des messages échangés entre les switches pour négocier la structure de spanning-tree. Dans le cadre de MSTP, l'IST utilise un type spécifique de BPDU appelé IST BPDU.
Un IST BPDU, aussi appelé parfois MST BPDU, est un message qui contient à la fois les informations nécessaires pour gérer l’instance IST ainsi que celles concernant toutes les autres instances MST d’une région donnée. Ce BPDU unique contient donc des informations pour toutes les instances au lieu de nécessiter un BPDU par VLAN ou par instance comme dans PVST+.
Voici les principaux éléments contenus dans un IST BPDU:
1-CIST (Common and Internal Spanning Tree): Ce champ contient des informations sur l’IST ainsi que sur l'arbre spanning tree commun (CST) au niveau global (au-delà des régions MST).
2-Information de configuration de la région MST: Chaque IST BPDU contient les identifiants de la région MST (le nom de la région, la révision de configuration et un hash des VLANs mappés aux instances) pour s’assurer que tous les switches appartiennent à la même région et partagent la même configuration.
3-Informations sur les instances MST: Bien que l’IST BPDU soit envoyé principalement pour l'IST, il transporte également des informations sur les autres instances MST associées à la région. Ces informations incluent les rôles des ports, les états, et d’autres données de spanning tree pour chaque instance.
Grâce à ce mécanisme, MSTP optimise le nombre de BPDUs échangés, simplifiant la gestion des VLANs dans les grands réseaux tout en maintenant la compatibilité avec les protocoles STP et RSTP pour assurer une rétrocompatibilité avec les réseaux existants.
La norme 802.1s a introduit MSTP, une solution robuste et flexible pour améliorer la gestion du spanning tree dans les réseaux multi-VLANs. L'IST BPDU joue un rôle clé dans la communication entre les instances de spanning tree et la coordination au sein des régions MST. En combinant les informations de toutes les instances MST dans un seul BPDU, MSTP améliore l’efficacité du réseau et permet une meilleure gestion de la topologie réseau.
Ce protocole est particulièrement utile dans les environnements de grandes entreprises ou les infrastructures réseau étendues où une gestion efficace des VLANs et une convergence rapide sont essentielles pour maintenir une haute disponibilité et une résilience réseau optimale.
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Pour aller plus loin: https://www.cisco.com/c/fr_ca/support/docs/lan-switching/spanning-tree-protocol/24248-147.html
