Spanning Tree -protokolla, jota joskus kutsutaan vain ulottuvaksi puiksi, on nykyaikaisten Ethernet-verkkojen Waze tai Mapquest, joka ohjaa liikennettä tehokkaimmalla reitillä reaaliaikaisten olosuhteiden perusteella.
Amerikkalaisen tietotekniikan Radia Perlmanin luoman algoritmin perusteella Digital Equipment Corporation -yrityksen (DEC) vuonna 1985 toimiessaan puun päätarkoitus on estää redundantit linkit ja viestintäreittien silmukointi monimutkaisissa verkkokokoonpanoissa. Toissijaisena tehtävänä Spanning Tree voi reitittää paketteja ongelmakohtien ympärille varmistaakseen, että viestintä pystyy tuulettamaan verkkojen kautta, joilla voi olla häiriöitä.
Spanning Tree Topology vs. rengastopologia
Kun organisaatiot olivat vasta alkamassa verkostoitua tietokoneitaan 1980 -luvulla, yksi suosituimmista kokoonpanoista oli rengasverkko. Esimerkiksi IBM esitteli oman tunnusmerkkisormiteknologian vuonna 1985.
Rengasverkkotopologiassa jokainen solmu muodostaa yhteyden kahteen muuhun, joka istuu sen edessä renkaassa ja toinen, joka on sijoitettu sen takana. Signaalit kulkevat renkaan ympäri vain yhteen suuntaan, jokainen solmu matkan varrella luovuttaen kaikki paketit renkaan ympärillä.
Vaikka yksinkertaiset rengasverkot toimivat hyvin, kun tietokoneita on vain kourallinen, renkaat muuttuvat tehottomaksi, kun verkkoon lisätään satoja tai tuhansia laitteita. Tietokoneen on ehkä lähetettävä paketteja satojen solmujen kautta vain jakaakseen tietoja yhden muun viereisessä huoneessa. Kaistanleveydestä ja läpimenoaikaista tulee myös ongelma, kun liikenne voi virtaa vain yhteen suuntaan ilman varmuuskopiosuunnitelmaa, jos solmu matkan varrella rikkoutuu tai liian ruuhkainen.
90 -luvulla, kun Ethernet sai nopeamman (100mbit/s. Fast Ethernet otettiin käyttöön vuonna 1995) ja Ethernet -verkon kustannukset (sillat, kytkimet, kaapelointi) muuttui huomattavasti halvemmaksi kuin merkkirengas. Ring haalistui nopeasti.
Kuinka kattava puu toimii
Spanning Tree on tietopakettien edelleenlähetysprotokolla. Se on yhden osan liikenteen poliisi ja yhden osan rakennusinsinööri verkkotieltä, jonka tiedot kulkevat läpi. Se sijaitsee kerroksessa 2 (data -linkkikerros), joten se koskee vain pakettien siirtämistä asianmukaiseen määränpäähänsä, ei millaisia paketteja lähetetään tai niiden sisältämät tiedot.
Spanning Tree on tullut niin kaikkialla, että sen käyttö on määriteltyIEEE 802.1D -verkoston standardi. Kuten standardissa on määritelty, vain yksi aktiivinen polku voi esiintyä minkä tahansa kahden päätepisteen tai aseman välillä, jotta ne toimivat oikein.
Spanning Tree on suunniteltu poistamaan mahdollisuus, että verkkosegmenttien välillä kulkevat tiedot juuttuvat silmukkaan. Yleensä silmukot sekoittavat verkkolaitteisiin asennetun edelleenlähetysalgoritmin tekemällä siitä niin, että laite ei enää tiedä mihin paketteja lähettää. Tämä voi johtaa kehysten päällekkäisyyteen tai kaksoispakettien välittämiseen useisiin kohteisiin. Viestit voivat toistaa. Viestintä voi palautua lähettäjälle. Se voi jopa kaataa verkon, jos liian monta silmukkaa alkaa tapahtua kaistanleveyden syöminen ilman huomattavia voittoja estäen muut ei-silmukan liikenteen pääsyn.
Spanning Tree -protokollaPysäyttää silmukot muodostumastaSulkemalla kaikki mahdolliset reitit jokaiselle datapaketille. Kytkee verkon käyttöä ulottuvan puun määrittelemiseksi juuripolkujen ja siltojen määrittelemiseksi, missä tiedot voivat kulkea, ja suljetaan toiminnallisesti kaksoispolkut, mikä tekee niistä passiivisia ja käyttökelvottomia, kun ensisijainen polku on käytettävissä.
Tuloksena on, että verkkoviestinnän virtaus saumattomasti riippumatta siitä, kuinka monimutkaisesta tai valtavasta verkosta tulee. Tavallaan puun ulottuva puu luo yhden polun tietoverkon kautta, jotta voit matkustaa ohjelmistolla samalla tavalla kuin verkkoinsinöörit käyttivät laitteistoja vanhoissa silmukkaverkoissa.
Lisäpuun lisäetuja
Ensisijainen syy puun kattamiseen on eliminoida mahdollisuus reitityssilmukoihin verkossa. Mutta on myös muita etuja.
Koska Spanning Tree etsii jatkuvasti ja määrittelee, mitkä verkkopolkut ovat saatavana tietopakettien kulkemiseksi läpi, se voi havaita, onko yhden näiden ensisijaisten polkujen varrella istuva solmu käytöstä. Tämä voi tapahtua monista syistä, jotka vaihtelevat laitteiston epäonnistumisesta uuteen verkkokokoonpanoon. Se voi olla jopa väliaikainen tilanne, joka perustuu kaistanleveyteen tai muihin tekijöihin.
Kun ulottuva puu havaitsee, että ensisijainen polku ei ole enää aktiivinen, se voi nopeasti avata toisen aiemmin suljettujen polun. Se voi sitten lähettää tietoja ongelmapaikan ympärille, nimetä lopulta kiertotie uudeksi pääpolkuksi tai lähettää paketteja takaisin alkuperäiseen siltaan, jos se tulee jälleen saataville.
Vaikka alkuperäinen ulottuva puu oli suhteellisen nopeaa näiden uusien yhteyksien tekemisessä tarpeen mukaan, IEEE esitteli vuonna 2001 nopean ulottuvan puuprotokollan (RSTP). Protokollan 802.1 W
Ja vaikka RSTP otti käyttöön uuden polun lähentymiskäyttäytymisen ja silta -satamaroolit prosessin nopeuttamiseksi, se oli myös suunniteltu täysin taaksepäin yhteensopivaksi alkuperäisen ulottuvan puun kanssa. Joten on mahdollista, että laitteet, joissa on molemmat versiot protokolla, toimivat yhdessä samassa verkossa.
Spannan puun puutteet
Vaikka puusta on tullut kaikkialla sen johdannon jälkeen monien vuosien ajan, on niitä, jotka väittävät, että se onAika on tullut. Suurin vika ulottuvan puun on se, että se sulkee verkon potentiaaliset silmukot sulkemalla potentiaaliset reitit, joilla tiedot voivat kulkea. Jokaisessa ulottuvan puun avulla käytettävässä verkossa noin 40% potentiaalisista verkkopolkuista on suljettu tietoihin.
Erittäin monimutkaisissa verkkoympäristöissä, kuten tietokeskuksissa löydetyt, kyky skaalata nopeasti kysynnän tyydyttämiseksi on kriittistä. Ilman Spanning Tree -yrityksen asettamia rajoituksia tietokeskukset voivat avata paljon enemmän kaistanleveyttä ilman lisäverkkolaitteistoa. Tämä on eräänlainen ironinen tilanne, koska monimutkaiset verkottumisympäristöt ovat syynä puun luomiseen. Ja nyt protokollan silmukointia vastaan tarjoama suoja on tavallaan, joka pitää nämä ympäristöt takaisin niiden kaikista potentiaalista.
Protokollan hienostunut versio, nimeltään Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP), kehitettiin käyttämään virtuaalisia lähiverkkoja ja mahdollistamaan lisää verkkopolkuja olla avoimia samanaikaisesti estäen silti silmukoiden muodostumisen. Mutta jopa MSTP: llä, melko harvat potentiaaliset tietoreitit ovat suljettuja jokaisessa verkossa, joka käyttää protokollaa.
Standardisoimattomia, riippumattomia yrityksiä parantaa kaistanleveysrajoituksia ulottuvan puun vuosien varrella. Vaikka joidenkin heistä suunnittelijat ovat väittäneet menestystä ponnisteluissaan, useimmat eivät ole täysin yhteensopivia ydinprotokollan kanssa, eli organisaatioiden on joko käytettävä standardisoimattomia muutoksia kaikissa laitteissaan tai löydettävä jonkinlainen tapa antaa heidän olla olemassa olevien kanssa Kytkimet, jotka kulkevat standardipuu. Useimmissa tapauksissa useiden ulottuvien puun makujen ylläpidon ja tukemisen kustannukset eivät ole vaivan arvoisia.
Jatkuuko kattava puu tulevaisuudessa?
Kaistanleveyden rajoitusten lisäksi puun sulkemisverkkopolkujen kattavien kattavien polkujen vuoksi protokollan korvaamiseen ei ole tehty paljon ajattelua tai vaivaa. Vaikka IEEE julkaisee toisinaan päivityksiä yrittääkseen tehdä siitä tehokkaamman, ne ovat aina taaksepäin yhteensopivia protokollan olemassa olevien versioiden kanssa.
Tietyssä mielessä Spanning Tree noudattaa sääntöä "Jos se ei ole rikki, älä korjaa sitä". Puu puuhun kulkee itsenäisesti useimpien verkkojen taustalla liikenteen virtaamiseksi, estämään kaatumista aiheuttavia silmukoita muodostumasta ja liikenteen reitittämiseksi ongelmapisteiden ympärille, jotta loppukäyttäjät eivät koskaan edes tiedä, onko heidän verkkokokemuksensa väliaikaisesti häiriöitä osana päiväpäivää Päivätoiminnot. Samaan aikaan taustalla järjestelmänvalvojat voivat lisätä uusia laitteita verkkoonsa ilman liikaa ajatuksia siitä, pystyykö he kommunikoimaan muun verkon tai ulkomaailman kanssa.
Kaiken tämän vuoksi on todennäköistä, että ulottuva puu pysyy käytössä monien vuosien ajan. Ajoittain saattaa tapahtua pieniä päivityksiä, mutta ydinpöytäprotokolla ja kaikki sen suorittamat kriittiset piirteet ovat todennäköisesti täällä pysyäkseen.
Viestin aika: Nov-07-2023
