Ang spanning tree protocol, kung minsan ay tinutukoy lamang bilang spanning tree, ay ang waze o mapquest ng mga modernong network ng Ethernet, na nagdidirekta ng trapiko kasama ang pinaka mahusay na ruta batay sa mga kondisyon ng real-time.
Batay sa isang algorithm na nilikha ng American computer scientist na si Radia Perlman habang siya ay nagtatrabaho para sa Digital Equipment Corporation (DEC) noong 1985, ang pangunahing layunin ng spanning tree ay upang maiwasan ang kalabisan na mga link at ang pag -loop ng mga landas ng komunikasyon sa mga kumplikadong pagsasaayos ng network. Bilang pangalawang pag -andar, ang mga spanning tree ay maaaring mag -ruta ng mga packet sa paligid ng mga problema sa mga problema upang matiyak na ang mga komunikasyon ay magagawang i -wind sa pamamagitan ng mga network na maaaring nakakaranas ng mga pagkagambala.
Spanning Tree Topology kumpara sa Ring Topology
Kapag ang mga organisasyon ay nagsisimula lamang upang mai -network ang kanilang mga computer noong 1980s, ang isa sa mga pinakatanyag na pagsasaayos ay ang Ring Network. Halimbawa, ipinakilala ng IBM ang teknolohiya ng proprietary token singsing noong 1985.
Sa isang topology ng network ng singsing, ang bawat node ay kumokonekta sa dalawang iba pa, ang isa na nakaupo sa unahan nito sa singsing at isa na nakaposisyon sa likuran nito. Ang mga signal ay naglalakbay lamang sa paligid ng singsing sa isang solong direksyon, kasama ang bawat node kasama ang paraan ng paghahatid ng anuman at lahat ng mga packet na umaalis sa paligid ng singsing.
Habang ang mga simpleng network ng singsing ay gumagana nang maayos kapag mayroon lamang ilang mga computer, ang mga singsing ay nagiging hindi epektibo kapag daan -daang o libu -libong mga aparato ang idinagdag sa isang network. Maaaring kailanganin ng isang computer na magpadala ng mga packet sa pamamagitan ng daan -daang mga node para lamang ibahagi ang impormasyon sa isa pang system sa isang katabing silid. Ang bandwidth at throughput ay nagiging isang problema din kapag ang trapiko ay maaari lamang dumaloy sa isang direksyon, na walang backup na plano kung ang isang node sa kahabaan ng paraan ay nasira o labis na kinakabahan.
Noong 90s, dahil mas mabilis ang nakuha ng Ethernet (100mbit/sec. Mabilis na ipinakilala ang Ethernet noong 1995) at ang gastos ng isang network ng Ethernet (Bridges, Switch, Cabling) ay naging mas mura kaysa sa Token Ring, ang Spanning Tree ay nanalo sa LAN Topology Wars at Token Mabilis na kumupas ang singsing.
Paano gumagana ang spanning tree
Ang Spanning Tree ay isang pasulong na protocol para sa mga packet ng data. Ito ay isang bahagi ng cop ng trapiko at isang bahagi ng sibilyang inhinyero para sa mga daanan ng network na naglalakbay ang data. Nakaupo ito sa Layer 2 (layer ng link ng data), kaya nababahala lamang ito sa paglipat ng mga packet sa kanilang naaangkop na patutunguhan, hindi kung anong uri ng mga packet ang ipinadala, o ang data na naglalaman nito.
Ang spanning tree ay naging napakarami na ang paggamit nito ay tinukoy saIEEE 802.1D Pamantayan sa Networking. Tulad ng tinukoy sa pamantayan, isang aktibong landas lamang ang maaaring umiiral sa pagitan ng anumang dalawang mga endpoints o istasyon upang sila ay gumana nang maayos.
Ang spanning tree ay idinisenyo upang maalis ang posibilidad na ang data na pumasa sa pagitan ng mga segment ng network ay maiipit sa isang loop. Sa pangkalahatan, ang mga loop ay malito ang pasulong na algorithm na naka -install sa mga aparato ng network, ginagawa ito upang hindi na alam ng aparato kung saan magpapadala ng mga packet. Maaari itong magresulta sa pagdoble ng mga frame o pagpapasa ng mga dobleng packet sa maraming mga patutunguhan. Maaaring maulit ang mga mensahe. Ang mga komunikasyon ay maaaring mag -bounce pabalik sa isang nagpadala. Maaari rin itong mag-crash ng isang network kung napakaraming mga loop na nagsisimula na naganap, kumakain ng bandwidth nang walang anumang kapansin-pansin na mga natamo habang hinaharangan ang iba pang trapiko na hindi nakakalipas.
Ang spanning tree protocolhumihinto sa mga loop mula sa pagbuosa pamamagitan ng pagsasara ng lahat maliban sa isang posibleng landas para sa bawat packet ng data. Lumipat sa isang network ng paggamit ng spanning tree upang tukuyin ang mga landas ng ugat at mga tulay kung saan maaaring maglakbay ang data, at functionally isara ang mga duplicate na mga landas, pag -render sa kanila ng hindi aktibo at hindi magagamit habang magagamit ang isang pangunahing landas.
Ang resulta ay ang mga komunikasyon sa network ay dumadaloy nang walang putol anuman ang kumplikado o malawak na isang network. Sa isang paraan, ang spanning tree ay lumilikha ng mga solong landas sa pamamagitan ng isang network para sa data upang maglakbay gamit ang software sa parehong paraan na ginawa ng mga inhinyero ng network gamit ang hardware sa mga lumang network ng loop.
Karagdagang mga benepisyo ng spanning tree
Ang pangunahing dahilan ng spanning tree ay ginagamit ay upang maalis ang posibilidad ng pag -ruta ng mga loop sa loob ng isang network. Ngunit may iba pang mga pakinabang din.
Dahil ang spanning tree ay patuloy na naghahanap at pagtukoy kung aling mga landas ng network ang magagamit para sa mga packet ng data upang maglakbay, maaari itong makita kung ang isang node na nakaupo kasama ang isa sa mga pangunahing landas ay hindi pinagana. Maaari itong mangyari para sa iba't ibang mga kadahilanan na nagmula sa isang pagkabigo sa hardware sa isang bagong pagsasaayos ng network. Maaari rin itong maging isang pansamantalang sitwasyon batay sa bandwidth o iba pang mga kadahilanan.
Kapag nakita ng spanning tree na ang isang pangunahing landas ay hindi na aktibo, maaari itong mabilis na magbukas ng isa pang landas na dati nang sarado. Maaari itong magpadala ng data sa paligid ng lugar ng problema, sa kalaunan ay idisenyo ang ruta bilang bagong pangunahing landas, o pagpapadala ng mga packet pabalik sa orihinal na tulay kung dapat itong magamit muli.
Habang ang orihinal na spanning tree ay medyo mabilis sa paggawa ng mga bagong koneksyon kung kinakailangan, noong 2001 ipinakilala ng IEEE ang Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP). Tinukoy din bilang 802.1W bersyon ng protocol, ang RSTP ay idinisenyo upang magbigay ng makabuluhang mas mabilis na pagbawi bilang tugon sa mga pagbabago sa network, pansamantalang mga outage o ang tahasang pagkabigo ng mga sangkap.
At habang ipinakilala ng RSTP ang mga bagong pag -uugali ng tagpo ng pag -uugnay at mga tungkulin sa port ng tulay upang mapabilis ang proseso, dinisenyo din ito upang maging ganap na katugma sa orihinal na puno ng spanning. Kaya posible para sa mga aparato na may parehong mga bersyon ng protocol upang gumana nang magkasama sa parehong network.
Mga pagkukulang ng spanning tree
Habang ang spanning tree ay naging ubiquitous sa maraming taon kasunod ng pagpapakilala nito, may mga nagtaltalan na ito ayDumating na ang oras. Ang pinakamalaking kasalanan ng spanning tree ay ang pagsasara nito sa mga potensyal na mga loop sa loob ng isang network sa pamamagitan ng pag -shut down ng mga potensyal na landas kung saan maaaring maglakbay ang data. Sa anumang naibigay na network gamit ang spanning tree, halos 40% ng mga potensyal na landas ng network ay sarado sa data.
Sa sobrang kumplikadong mga kapaligiran sa networking, tulad ng mga natagpuan sa loob ng mga sentro ng data, ang kakayahang masukat nang mabilis upang matugunan ang demand ay kritikal. Kung wala ang mga limitasyon na ipinataw ng spanning tree, ang mga sentro ng data ay maaaring magbukas ng mas maraming bandwidth nang hindi nangangailangan ng karagdagang networking hardware. Ito ay uri ng isang ironic na sitwasyon, dahil ang mga kumplikadong kapaligiran sa networking ang dahilan kung bakit nilikha ang spanning tree. At ngayon ang proteksyon na ibinigay ng protocol laban sa pag -loop ay, sa isang paraan, na pinipigilan ang mga kapaligiran na iyon mula sa kanilang buong potensyal.
Ang isang pino na bersyon ng protocol na tinatawag na maramihang-instance spanning tree (MSTP) ay binuo upang gumamit ng virtual LANs at paganahin ang higit pang mga landas sa network na bukas nang sabay, habang pinipigilan pa rin ang mga loop na bumubuo. Ngunit kahit na sa MSTP, medyo ilang mga potensyal na landas ng data ay nananatiling sarado sa anumang naibigay na network na gumagamit ng protocol.
Maraming hindi pamantayan, independiyenteng pagtatangka upang mapagbuti ang mga paghihigpit ng bandwidth ng spanning tree sa mga nakaraang taon. Habang ang mga taga-disenyo ng ilan sa kanila ay umangkin ng tagumpay sa kanilang mga pagsisikap, ang karamihan ay hindi ganap na katugma sa pangunahing protocol, nangangahulugang ang mga organisasyon ay kailangang gumamit ng mga hindi pamantayan na pagbabago sa lahat ng kanilang mga aparato o makahanap ng ilang paraan upang payagan silang umiiral Lumilipat ang Standard Spanning Tree. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga gastos sa pagpapanatili at pagsuporta sa maraming mga lasa ng spanning tree ay hindi katumbas ng pagsisikap.
Magpapatuloy ba ang spanning tree sa hinaharap?
Bukod sa mga limitasyon sa bandwidth dahil sa pag -span ng mga landas ng pagsasara ng puno ng network, walang maraming pag -iisip o pagsisikap na mailagay sa pagpapalit ng protocol. Bagaman paminsan -minsan ay naglalabas ang IEEE ng mga update upang subukan at gawin itong mas mahusay, palaging sila ay paatras na katugma sa mga umiiral na bersyon ng protocol.
Sa isang kahulugan, ang spanning tree ay sumusunod sa panuntunan ng "Kung hindi ito masira, huwag ayusin ito." Ang spanning tree ay tumatakbo nang nakapag-iisa sa background ng karamihan sa mga network upang mapanatili ang pag-agos ng trapiko, maiwasan ang mga pag-crash na nakakaapekto sa mga loop mula sa pagbuo, at pagruta ng trapiko sa paligid ng Mga operasyon sa araw. Samantala, sa backend, ang mga administrador ay maaaring magdagdag ng mga bagong aparato sa kanilang mga network nang walang labis na pag -iisip kung makikipag -usap ba sila o hindi sila makikipag -usap sa natitirang bahagi ng network o sa labas ng mundo.
Dahil sa lahat, malamang na ang spanning tree ay mananatiling ginagamit sa maraming taon na darating. Maaaring may ilang mga menor de edad na pag -update mula sa oras -oras, ngunit ang core spanning tree protocol at lahat ng mga kritikal na tampok na ginagawa nito ay marahil dito upang manatili.
Oras ng Mag-post: Nov-07-2023
