1. Le commutateur de niveau 2 (Switch L2) et l’adresse MAC

Le commutateur Ethernet est l’équipement central d’un réseau local moderne. Contrairement à un concentrateur (Hub) qui répète aveuglément chaque trame sur tous ses ports, le switch analyse les adresses physiques MAC (Media Access Control) de 48 bits (6 octets hexadécimaux inscrits dans la puce de la carte réseau) pour acheminer intelligemment la trame vers le seul port du destinataire.

2. La table de commutation (Table CAM – Content Addressable Memory)

Le commutateur construit et actualise sa table CAM de manière totalement autonome grâce au processus d’apprentissage dynamique (Learning) :

1. Apprentissage (Learning) : Dès qu’une trame entre sur le port 1, le switch extrait l’adresse MAC source et l’associe au port 1 dans sa table CAM avec un temporisateur de péremption (aging time, usuellement 300 secondes).
2. Acheminement (Forwarding) : Il consulte l’adresse MAC de destination dans sa table. Si elle est associée au port 3, il transmet la trame exclusivement sur le port 3.
3. Inondation (Flooding / Unknown Unicast) : Si l’adresse de destination est inconnue dans sa table, il réplique la trame sur tous les ports actifs sauf le port d’entrée (comportement identique pour les trames de broadcast FF:FF:FF:FF:FF:FF).

3. Le danger mortel des boucles réseau et le protocole Spanning Tree (STP – IEEE 802.1D / RSTP 802.1w)

Pour assurer la tolérance aux pannes, les ingénieurs réseau créent des liaisons redondantes entre commutateurs. Cependant, sans protection, des trames de diffusion (broadcasts) tournent en boucle indéfiniment, saturant les liaisons et les CPU des équipements en quelques secondes : c’est la tempête de broadcast (Broadcast Storm) provoquant l’effondrement total du réseau.

Le protocole Spanning Tree (STP) prévient ce désastre en neutralisant dynamiquement les boucles :

• Élection d’un commutateur racine unique (Root Bridge) basé sur la priorité la plus basse (Bridge ID).
• Calcul du coût du plus court chemin vers la racine pour chaque switch.
• Blocage logique sélectif des ports redondants (état Blocking / Discarding). Si une liaison principale est coupée, STP débloque automatiquement le port de secours en quelques secondes (sub-seconde avec le standard moderne RSTP).

Atelier Cisco IOS : Dans Packet Tracer, connectez 3 switchs en triangle. Observez l’un des voyants de port passer à l’orange (port bloqué par STP). Utilisez la commande show spanning-tree pour identifier le commutateur élu Root Bridge et repérer le port en état BLK (Alternate Blocking).