Protokol stabla, koji se ponekad naziva i Spanning stablo, je Waze ili Mapquest modernih Ethernet mreža, usmjeravajući promet duž najučinkovitije rute na temelju uvjeta u stvarnom vremenu.
Na temelju algoritma koji je stvorio američki računalni znanstvenik Radia Perlman dok je 1985. radila za Digital Equipment Corporation (DEC), glavna svrha SPANING stabla je spriječiti suvišne veze i petlju komunikacijskih putova u složenim mrežnim konfiguracijama. Kao sekundarna funkcija, Spanning Tree može usmjeriti pakete oko nevolja kako bi se osiguralo da komunikacije mogu vijugavati kroz mreže koje bi mogle doživjeti poremećaje.
Topologija stabla u odnosu na topologiju prstena
Kad su organizacije tek počele umrežavati svoja računala 1980 -ih, jedna od najpopularnijih konfiguracija bila je mreža prstena. Na primjer, IBM je 1985. predstavio svoju vlasničku tehnologiju Token Ring.
U topologiji prstena, svaki se čvor povezuje s dvije druge, onim koji sjedi ispred njega na prstenu i onom koji je postavljen iza njega. Signali putuju samo oko prstena u jednom smjeru, pri čemu svaki čvor na putu predaje bilo koji paketi koji se petljaju oko prstena.
Iako jednostavne mreže prstena djeluju u redu kada postoji samo nekoliko računala, prstenovi postaju neučinkoviti kada se u mrežu dodaju stotine ili tisuće uređaja. Računalo će možda trebati slati pakete kroz stotine čvorova samo kako bi podijelilo informacije s jednim drugim sustavom u susjednoj sobi. Propusnost i propusnost također postaju problem kada promet može teći samo u jednom smjeru, bez rezervnog plana ako čvor na putu postane slomljen ili pretjerano zagušen.
U 90 -ima, kako je Ethernet postao brži (100mbit/sek. Brzi Ethernet uveden je 1995.), a troškovi mreže Ethernet (mostovi, prekidači, kabliranje) postali su znatno jeftiniji od tokenskog prstena, a Spanning Tree je osvojio topološke ratove i token LAN Prsten je brzo izblijedio.
Kako funkcionira Spanning Tree
Stablo Spanning je protokol prosljeđivanja za pakete podataka. To je jedan dio prometne policajce i jedan dio građevinskog inženjera za mrežne autoceste kroz koje podaci putuju. Sjedi na sloju 2 (sloj podataka podataka), tako da se jednostavno bavi premještanjem paketa na odgovarajuće odredište, a ne kakve se pakete šalju ili podacima koje sadrže.
Stablo spanning postalo je toliko sveprisutno da je njegova upotreba definirana uIEEE 802.1d Networking Standard. Kao što je definirano u standardu, može postojati samo jedan aktivni put između bilo koje dvije krajnje točke ili stanice kako bi oni pravilno funkcionirali.
Stablo Spanning dizajniran je tako da eliminira mogućnost da će se podaci koji prelaze između mrežnih segmenata zaglaviti u petlji. Općenito, petlje zbunjuju algoritam prosljeđivanja instaliranog u mrežnim uređajima, čineći ga tako da uređaj više ne zna gdje poslati pakete. To može rezultirati umnožavanjem okvira ili prosljeđivanjem duplikata paketa na više odredišta. Poruke se mogu ponoviti. Komunikacije se mogu vratiti pošiljatelju. Čak može srušiti mrežu ako se previše petlja počne pojaviti, jedući propusnost bez propusnosti bez ikakvih značajnih dobitaka dok blokira drugi promet bez propusta.
Protokol raspona drvećasprečava formiranje petljezatvaranjem svih, osim jednog mogućeg puta za svaki paket podataka. Uključuje se na stablo mreže za definiranje korijenskih staza i mostova gdje podaci mogu putovati i funkcionalno zatvoriti duplicirane staze, čineći ih neaktivnim i neupotrebljivim dok je dostupan primarni put.
Rezultat toga je da mrežna komunikacija neprimjetno teče bez obzira na to koliko složena ili ogromna mreža postaje. Na neki način, Spanning Tree stvara pojedinačne staze putem mreže za podatke za putovanje koristeći softver na isti način kao što su mrežni inženjeri radili koristeći hardver na starim mrežama.
Dodatne prednosti raspona stabla
Primarni razlog raspona stabla koristi se uklanjanje mogućnosti usmjeravanja petlji unutar mreže. Ali postoje i druge prednosti.
Budući da Spanning Tree neprestano traži i definira koji su mrežni stazi dostupni za pakete podataka kroz koje putuju, može otkriti je li čvor koji sjedi duž jednog od tih primarnih staza onemogućen. To se može dogoditi iz različitih razloga u rasponu od neuspjeha hardvera do nove mrežne konfiguracije. To čak može biti i privremena situacija koja se temelji na propusnoj širini ili drugim čimbenicima.
Kad stablo spajanja otkriva da primarni put više nije aktivan, brzo može otvoriti drugu stazu koja je prethodno bila zatvorena. Tada može poslati podatke oko problema s problemima, na kraju odrediti zaokret kao novi primarni put ili poslati pakete natrag na originalni most ako opet postanu dostupni.
Dok je originalno stablo raspona bilo relativno brzo uspostavljanje tih novih veza po potrebi, 2001. godine IEEE je uveo protokol stabla brzog raspona (RSTP). Također se naziva i verzija protokola 802.1W, RSTP je osmišljen tako da osigura značajno brži oporavak kao odgovor na mrežne promjene, privremene prekide ili izravni neuspjeh komponenti.
I dok je RSTP uveo nova ponašanja konvergencije staza i uloge mostova kako bi ubrzali postupak, također je dizajniran tako da bude potpuno unatrag kompatibilan s originalnim stablom raspona. Stoga je moguće da uređaji s obje verzije protokola rade zajedno na istoj mreži.
Nedostaci raspona stabla
Dok je Spanning Tree postao sveprisutan tijekom mnogih godina nakon njegovog uvoda, postoje oni koji tvrde da jedošlo je vrijeme. Najveća greška u Scanning Tree je što se zatvara potencijalne petlje unutar mreže isključivanjem potencijalnih putova na kojima bi podaci mogli putovati. U bilo kojoj mreži koja koristi Spanning stablo, oko 40% potencijalnih mrežnih staza je zatvoreno za podatke.
U izuzetno složenim umrežavajućim okruženjima, poput onih koji se nalaze u podatkovnim centrima, sposobnost brzog povećanja kako bi se zadovoljila potražnja je presudna. Bez ograničenja koje je nametnulo Spanning Tree, podatkovni centri mogli bi otvoriti puno više propusnosti bez potrebe za dodatnim umrežavajućim hardverom. Ovo je vrsta ironične situacije, jer je stvoreno složeno umrežavanje okruženja. A sada je zaštita pružena protokolom protiv petlje na neki način držanje tih okruženja od svog punog potencijala.
Rafinirana verzija protokola nazvanog višenamjensko stablo Spanning stablo (MSTP) razvijena je za upotrebu virtualnih LAN-ova i omogućavanje više mrežnih staza istovremeno, a istovremeno sprječavajući formiranje petlje. No, čak i kod MSTP -a, nekoliko potencijalnih staza podataka ostaje zatvoreno na bilo kojoj mreži koja koristi protokol.
Bilo je mnogo nestandardiziranih, neovisnih pokušaja poboljšanja ograničenja propusnosti u rasponu stabla tijekom godina. Dok su dizajneri nekih od njih tvrdili uspjeh u svojim naporima, većina nije u potpunosti kompatibilna s temeljnim protokolom, što znači da organizacije trebaju ili upotrijebiti nestandardizirane promjene na svim svojim uređajima ili pronaći neki način da im omoguće da postoje s njima Prekidači s standardnim stablom. U većini slučajeva troškovi održavanja i podržavanja više okusa stabla raspona ne vrijede truda.
Hoće li se Spanning Tree nastaviti u budućnosti?
Osim ograničenja propusnosti zbog mrežnih staza za zatvaranje stabala, nema puno razmišljanja ili napora u zamjenu protokola. Iako IEEE povremeno objavljuje ažuriranja kako bi ga pokušali učiniti učinkovitijim, oni su uvijek unatrag kompatibilni s postojećim verzijama protokola.
U određenom smislu, Spanning Tree slijedi pravilo "Ako se nije slomio, nemojte to popravljati." Stablo Spanning radi neovisno u pozadini većine mreža kako bi se promet tekao, spriječilo formiranje petlje koje izazivaju pad i usmjeravanje prometa oko problema s problemima, tako da krajnji korisnici nikad ne znaju li njihova mreža doživljava privremeno poremećaje kao dio svog dana do- dnevne operacije. U međuvremenu, administratori mogu dodati nove uređaje u svoje mreže bez previše razmišljanja hoće li oni moći komunicirati s ostatkom mreže ili vanjskog svijeta.
Zbog svega toga vjerojatno će Spanning Tree ostati u korištenju još mnogo godina. Povremeno bi mogle biti manjih ažuriranja, ali jezgra protokol stabala i sve kritične značajke koje izvodi vjerojatno su tu da ostanu.
Post Vrijeme: NOV-07-2023
