Bases de la commutation : VLAN, LAG, spanning tree, routage

Un problème de transceiver ne s’annonce jamais comme un problème de transceiver. Il se manifeste comme un changement de topologie spanning tree, un membre de LAG suspendu, un voisin OSPF qui bascule, un tunnel VXLAN qui flappe ou « la moitié des utilisateurs sont lents ». Pour relier ces symptômes à la couche physique, il vous faut le vocabulaire de l’acheminement : comment un commutateur apprend les adresses MAC, ce que sont les VLAN et les trunks, comment l’agrégation de liens hache les flux, pourquoi le spanning tree bloque des ports et ce que font les protocoles de routage quand une liaison clignote. Cette page est ce vocabulaire, limité à ce qui compte quand la cause racine peut être un connecteur sale.

Couche 2 : apprentissage MAC et VLAN

Concept	Ce qui se passe	Angle optique
Apprentissage MAC	l’adresse MAC source de chaque trame est associée au port d’entrée ; les destinations inconnues sont inondées	un port qui flappe vide et réapprend les entrées : brèves inondations à chaque flap
Vieillissement	les entrées expirent (300 s par défaut)	—
VLAN (802.1Q)	un domaine de diffusion ; les trames portent une balise de 12 bits (1–4094) sur les trunks	—
Port d’accès	un VLAN non balisé	—
Port trunk	plusieurs VLAN balisés, un VLAN natif non balisé	une incompatibilité de VLAN natif sur un uplink se traduit par une connectivité partielle, pas par un défaut de liaison
MTU / jumbo	1 500 octets par défaut, 9 000–9 216 jumbo	une incompatibilité de MTU sur un uplink laisse passer les petits paquets, rejette les grands : ressemble à une optique intermittente
Storm control, BPDU guard, port security	fonctionnalités de protection qui coupent des ports	un port errdisabled à cause de l’une d’elles ressemble à un module mort (Index des symptômes)

Spanning tree

Variante	Convergence	Notes
STP (802.1D)	30–50 s	hérité
RSTP (802.1w)	< 1–3 s	par défaut sur la plupart
MSTP (802.1s)	comme RSTP, par instance	groupes de VLAN
PVST+/Rapid-PVST+	par VLAN	Cisco

Le spanning tree bloque les chemins L2 redondants. Voici ce qu’une optique défaillante lui fait :

un uplink qui flappe génère des notifications de changement de topologie (TCN) ; chaque TCN vide les tables MAC de tout le réseau et provoque plusieurs secondes d’inondation : les utilisateurs constatent un gel à chaque flap (Flapping de liaison) ;
une liaison unidirectionnelle (une fibre coupée, le Tx fonctionne, le Rx non) peut créer une boucle si les BPDU cessent d’arriver : UDLD, loop guard et bridge assurance existent exactement pour ça (Absence de liaison) ;
les LED port bloqué (ambre) sont normales sur des liaisons redondantes, ce n’est pas un défaut (Nommage des ports et LED).

Les fabriques leaf-spine évitent le STP en routant chaque liaison.

Agrégation de liens (LAG, port-channel, bond)

Élément	Règle
Protocole	LACP (802.1AX / 802.3ad) : les membres échangent des PDU, négocient l’appartenance ; un LAG statique n’offre aucune protection
Membres	même vitesse, même duplex, même MTU ; la plupart des NOS exigent le même FEC et le même type de média : 4 × optiques 25G ou 4 × DAC 25G, pas de mélange
Hachage	les flux sont répartis par hachage des champs MAC/IP/port ; un flux ne dépasse jamais la vitesse d’un seul membre
Membre en erreur	LACP le garde dans le faisceau tant que les PDU passent ; des erreurs CRC sur un membre corrompent les flux qui y sont hachés : « certaines sessions sont lentes, d’autres non » en est la signature (VDM et métriques FEC)
Min-links	le faisceau tombe si moins de N membres sont actifs : protège contre le fonctionnement sur une seule liaison dégradée
Noms	`Port-channel`, `ae`, `Eth-Trunk`, `bond`, `PortChannel` selon le NOS
Entre deux commutateurs	MLAG/vPC/VLT (Stacking et MLAG)

En pratique : quand un LAG « fonctionne mais est lent », vérifiez les compteurs par membre et le DDM, pas le faisceau.

Couche 3 : routage sur le commutateur

Concept	Description	Angle optique
SVI / port routé	interface IP sur un VLAN ou sur un port physique	les uplinks routés n’ont pas de STP ; un flap est un événement de routage
Static / OSPF / IS-IS / BGP	protocoles de routage ; les fabriques de centre de données utilisent BGP (eBGP par liaison) ou OSPF	les journaux up/down des voisins indiquent quelle liaison a flappé et quand
ECMP	multipath à coût égal sur N uplinks ; flux hachés comme pour un LAG	un uplink défaillant dégrade 1/N des flux ; BFD (50–300 ms) détecte la panne plus vite que les temporisateurs des protocoles
Dampening	empêche une interface qui flappe d’être annoncée	une optique qui flappe finit par tomber en dampening : liaison « up », mais trafic non routé
VRF	tables de routage séparées (VRF de gestion !)	envoyer un ping au commutateur depuis le mauvais VRF ressemble à un défaut de liaison
First-hop redundancy (HSRP/VRRP)	passerelle virtuelle entre deux commutateurs	les flaps provoquent un basculement de passerelle

Overlays

Overlay	Contexte	Angle optique
VXLAN / EVPN	fabriques DC : L2 sur L3	les tunnels empruntent l’ECMP ; une liaison spine défaillante dégrade les tunnels de façon aléatoire, pas déterministe
MPLS / SR	opérateur	le fast reroute (< 50 ms) masque les flaps : vérifiez les compteurs de l’underlay
EVPN multihoming (ESI-LAG)	remplace le MLAG	liaisons membres vers des leaf différents, mêmes règles que pour les membres de LAG

Contrôle de flux et classes sans perte

Mécanisme	Objectif	Angle optique
802.3x pause	arrêter le voisin	rarement utilisé ; la pause globale masque la congestion
PFC (802.1Qbb)	pause par priorité pour RoCE/FCoE	une liaison avec des erreurs CRC déclenche des retransmissions, pas de pause, mais des tempêtes de pause provenant d’un port qui flappe peuvent bloquer une classe sans perte à l’échelle de la fabrique (Ethernet sans perte)
ECN	marquer la congestion	—

Relier les symptômes d’acheminement à la couche physique

Symptôme d’acheminement	Cause physique à vérifier
TCN STP toutes les quelques minutes, flaps MAC dans les journaux	un uplink qui flappe : puissance Rx DDM proche de la sensibilité, connecteur sale
Membre LACP « suspended » / « individual »	incompatibilité de FEC ou de vitesse sur ce membre ; module non reconnu
Réinitialisations de voisin OSPF/BGP sur une liaison	optique qui flappe, ou module à la limite de température
ECMP : un sous-ensemble de flux lent ou avec pertes	un uplink avec des erreurs FEC non corrigibles / CRC
Les trames jumbo échouent, les pings passent	MTU, pas l’optique
Boucle ou tempête de diffusion après une réparation de fibre	liaison unidirectionnelle, inversion de polarité sur MPO, UDLD absent
Le trafic s’arrête après une mise à niveau logicielle	optiques tierces rejetées sur la nouvelle version (Matrices de compatibilité et firmware)
Le serveur voit la liaison up, pas de trafic	mauvais VLAN/incompatibilité de VLAN natif, ou LAG sur le commutateur et rien côté serveur

Les vérifications physiques derrière chaque ligne : Index des symptômes, Vérifier les optiques sur un commutateur.

Dans CodingBox

Les symptômes de la couche d’acheminement pointent vers un port ; le port pointe vers un module ; le DDM, l’identité et les seuils du module — lus sur le commutateur ou au banc — tranchent le cas. Conserver un historique par module dans la code database transforme « le LAG était encore lent » en « membre 3, numéro de série X, Rx −17 dBm, remplacé ».

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