Chemins redondants et agrégations

1. Problèmes liés aux liaisons redondantes

La conception hiérarchique d’une topologie réseau induit la redondance des éléments importants du réseau afin d’éliminer les points de défaillance uniques (Single Point of Failure) et de prévenir une interruption de service. La mise en place de chemins alternatifs est un exemple de redondance.

b. Boucle de couche 2

Sans un protocole de la famille STP (Spanning Tree Protocol) pour gérer les chemins redondants, une boucle de couche 2 provoque une émission infinie de trames. Cette émission est amplifiée par les diffusions comme ARP qui vont augmenter de manière exponentielle le trafic réseau ainsi que la charge de traitement des périphériques réseau (commutateurs, routeurs, serveurs…) présents. Ce phénomène va, presque instantanément, rendre le réseau inopérant !

Cette boucle de couche 2 est également appelée boucle de diffusion ou tempête de diffusion même si la boucle ne concerne pas uniquement les trames de diffusion.

Boucle de couche 2

Le principe de fonctionnement d’une boucle de couche 2 est le suivant :

1) Le réseau est composé de deux commutateurs reliés par deux câbles ayant le protocole STP désactivé. Le PC-01 envoie une trame vers le PC-02 qui n’a encore jamais émis de trame sur le réseau. Comme PC-02 n’est pas connu du commutateur SW-01, la trame émise par PC-01 est transférée...

1. Principe

Il est possible d’augmenter la bande passante entre deux périphériques en utilisant des ports ou des cartes réseau plus rapides, par exemple en remplaçant un lien Fast Ethernet (100 Mb/s) par un lien GigabitEthernet (1 Gb/s). Mais pour cela, il faut disposer d’un port plus rapide.

Il existe une autre solution qui consiste à agréger plusieurs liens physiques en un lien logique. Par exemple, en regroupant quatre liens Gb/s, il est possible de disposer d’un lien logique avec une bande passante pouvant atteindre 4 Gb/s. En plus d’une bande passante accrue, l’agrégation de liens apporte également un partage de charge entre les liens et une tolérance de panne quant à la perte d’un ou plusieurs liens entre les commutateurs, les routeurs et les serveurs. Le lien logique ainsi créé sera vu comme un seul par Spanning Tree. Bien évidemment, si plusieurs liens logiques sont créés entre deux commutateurs, Spanning Tree n’en laissera qu’un seul actif !

2. EtherChannel

EtherChannel est une technologie développée par Cisco permettant de regrouper des ports Ethernet Fast ou Gigabit Ethernet en un lien logique appelé PortChannel.

Les caractéristiques d’EtherChannel sont :

1. Principe

La mise en place de chemins redondants avec STP ou d’agrégation de liens permet d’avoir un lien de secours en cas de panne d’un des liens.

Mais la perte d’un commutateur de la couche accès va impacter les périphériques finaux directement connectés. La perte d’un commutateur L3 de la couche distribution perturbera tout le trafic inter-VLAN, et la perte d’un routeur ou d’un commutateur de la couche cœur mettra en péril les accès distants.

Il est possible d’assurer la redondance de commutateurs empilés (stacked) avec EtherChannel sur du matériel Cisco, mais cela dépasse la cadre de ce livre.

Dans un réseau commuté, les clients IPv4 ne disposent que d’une passerelle par défaut. Donc sans intervention, si la passerelle d’un réseau est indisponible, toute communication vers un autre réseau est impossible.

Pour les périphériques assurant le service de passerelle en interne comme les commutateurs L3 ou les routeurs, les protocoles de redondance de premier saut (FHRP : First Hop Redundancy Protocol) peuvent être utilisés pour assurer une redondance du service de passerelle par défaut.

Le principe consiste à partager une interface logique (adresse IPv4 et adresse MAC) entre plusieurs routeurs, souvent deux.

Le routeur actif dispose de l’interface logique de passerelle par défaut. Il émet à intervalle régulier des messages Hello pour informer le routeur passif de sa présence.

Si le routeur passif cesse de recevoir les messages Hello du routeur actif, il reprend le rôle de passerelle par défaut en activant la même interface logique. Comme l’adresse IPv4 et l’adresse MAC n’ont pas changé, le déplacement du service d’un routeur vers un autre est transparent pour les clients.

Il existe plusieurs protocoles dans la famille FHRP :