Architectures : campus en trois couches, spine-leaf

Un réseau de dix postes se câble au feeling ; un réseau de dix mille, non. Deux architectures de référence couvrent l'essentiel des cas : le campus en trois couches pour les bâtiments de bureaux, et le spine-leaf pour les datacenters. Les connaître permet de lire n'importe quel schéma d'entreprise, et de comprendre pourquoi tel switch est là.

Ce que vous saurez à la fin : décrire les couches accès, distribution et cœur, expliquer le cœur replié, décrire une architecture spine-leaf et ses avantages pour le trafic est-ouest, et choisir entre les deux.

1. Le campus en trois couches

Couche	Rôle	Ce qu'on y configure
Accès	Raccorder les postes, téléphones, bornes Wi-Fi	VLAN d'accès, PoE, port security, BPDU guard, 802.1X
Distribution	Agréger les switchs d'accès d'un bâtiment ou d'une zone	Routage entre VLAN (SVI), redondance de passerelle (VRRP), filtrage, résumé de routes
Cœur	Relier les distributions entre elles, très vite	Routage rapide, aucun filtrage, redondance totale

Principes : double raccordement de chaque couche à la suivante, liens agrégés (LACP) entre couches, et le moins de Spanning Tree possible : on route dès la distribution, voire dès l'accès.

2. Le cœur replié

Dans un site d'un seul bâtiment, cœur et distribution se confondent : c'est le cœur replié (collapsed core), une architecture en deux couches, de loin la plus répandue dans les PME. Deux switchs de niveau 3 au centre, et les switchs d'accès des étages reliés aux deux.

3. Le datacenter : du nord-sud à l'est-ouest

Dans un datacenter, l'essentiel du trafic ne va plus vers les utilisateurs (nord-sud) mais entre les serveurs (est-ouest) : microservices, bases de données répliquées, stockage, sauvegardes. Une arborescence en trois couches y crée des goulets : deux serveurs de deux branches différentes doivent remonter jusqu'au cœur pour se parler, et le Spanning Tree bloque la moitié des liens.

4. Le spine-leaf

• Les leafs raccordent les serveurs (souvent un leaf, ou une paire, en haut de chaque baie : top of rack) ;
• Les spines ne raccordent que des leafs ; deux leafs ne sont jamais reliés entre eux, deux spines non plus ;
• Chaque leaf est relié à chaque spine.

Conséquences :

• Toujours deux sauts entre deux serveurs de baies différentes (leaf, spine, leaf) : un délai prévisible ;
• Tous les liens actifs : on route entre leafs et spines (BGP ou OSPF), et l'ECMP (Equal-Cost Multi-Path) répartit le trafic sur tous les spines, sans Spanning Tree ;
• Croissance simple : pour plus de serveurs, on ajoute des leafs ; pour plus de bande passante entre baies, on ajoute des spines.

Pour offrir quand même des VLAN étendus d'une baie à l'autre (machines virtuelles qui migrent), on transporte la couche 2 au-dessus de ce réseau routé : c'est l'overlay VXLAN, piloté par BGP EVPN (un lab du parcours).

5. Quelle architecture ?

Situation	Architecture
PME, un bâtiment	Cœur replié (deux couches)
Grand campus, plusieurs bâtiments	Trois couches
Datacenter, cloud privé, cluster Kubernetes	Spine-leaf routé, overlay VXLAN si besoin

6. Retenir

Notion	À retenir
Accès / distribution / cœur	Raccorder, agréger et router, transporter vite
Cœur replié	Distribution et cœur dans les mêmes switchs
Est-ouest	Le trafic entre serveurs, majoritaire en datacenter
Spine-leaf	Chaque leaf relié à chaque spine ; deux sauts ; ECMP ; pas de Spanning Tree