Il-Protokoll Spanning Tree, xi kultant imsejjaħ biss bħala Spanning Tree, huwa l-Waze jew MapQuest ta 'netwerks Ethernet moderni, li jidderieġi t-traffiku tul l-aktar rotta effiċjenti bbażata fuq kundizzjonijiet f'ħin reali.
Ibbażat fuq algoritmu maħluq mix-xjenzat tal-kompjuter Amerikan Radia Perlman waqt li kienet taħdem għal Digital Equipment Corporation (DEC) fl-1985, l-iskop primarju ta 'Spanning Tree huwa li jipprevjeni konnessjonijiet żejda u l-looping ta' mogħdijiet ta 'komunikazzjoni f'konfigurazzjonijiet kumplessi tan-netwerk. Bħala funzjoni sekondarja, Spanning Tree jista 'jrotta pakketti madwar postijiet ta' inkwiet biex jiżgura li l-komunikazzjonijiet ikunu jistgħu jduru minn netwerks li jistgħu jkunu qed jesperjenzaw tfixkil.
Spanning Tree topoloġija vs. Ring topoloġija
Meta l-organizzazzjonijiet kienu għadhom qed jibdew jagħmlu netwerk tal-kompjuters tagħhom fis-snin tmenin, waħda mill-aktar konfigurazzjonijiet popolari kienet in-netwerk taċ-ċirku. Pereżempju, IBM introduċiet it-teknoloġija proprjetarja tagħha Token Ring fl-1985.
F'topoloġija ta 'netwerk taċ-ċirku, kull nodu jgħaqqad ma' tnejn oħra, wieħed li joqgħod quddiemu fuq iċ-ċirku u wieħed li jkun pożizzjonat warajh. Is-sinjali jivvjaġġaw biss madwar iċ-ċirku f'direzzjoni waħda, b'kull nodu tul it-triq iwassal kull pakkett u kull ċirku madwar iċ-ċirku.
Filwaqt li n-netwerks taċ-ċirku sempliċi jaħdmu tajjeb meta jkun hemm biss ftit kompjuters, iċ-ċrieki jsiru ineffiċjenti meta jiżdiedu mijiet jew eluf ta 'apparati ma' netwerk. Kompjuter jista 'jkollu bżonn jibgħat pakketti permezz ta' mijiet ta 'nodi biss biex jaqsam l-informazzjoni ma' sistema waħda oħra f'kamra biswit. Bandwidth u throughput isiru wkoll problema meta t-traffiku jista 'jiċċirkola biss f'direzzjoni waħda, mingħajr l-ebda pjan ta' backup jekk node tul it-triq isir miksur jew iżżejjed.
Fis-snin 90, hekk kif Ethernet saret aktar mgħaġġla (100Mbit/sec. Fast Ethernet ġiet introdotta fl-1995) u l-ispiża ta 'netwerk Ethernet (pontijiet, swiċċijiet, kejbils) saret orħos b'mod sinifikanti minn Token Ring, Spanning Tree rebaħ il-gwerer tat-topoloġija LAN u Token. Ring malajr faded bogħod.
Kif Taħdem Spanning Tree
Spanning Tree huwa protokoll ta' twassil għall-pakketti tad-dejta. Huwa parti waħda COP tat-traffiku u parti waħda inġinier ċivili għall-awtostradi tan-netwerk li d-data jivvjaġġa minnu. Hija tiltaqa 'fil-Layer 2 (saff ta' rabta tad-dejta), għalhekk hija sempliċement ikkonċernata li ċaqlaq pakketti lejn id-destinazzjoni xierqa tagħhom, mhux x'tip ta 'pakketti qed jintbagħtu, jew id-data li jkun fihom.
Spanning Tree tant saret kullimkien li l-użu tagħha huwa definit fil-Standard tan-netwerking IEEE 802.1D. Kif definit fl-istandard, mogħdija attiva waħda biss tista' teżisti bejn kwalunkwe żewġ punti tat-tmiem jew stazzjonijiet sabiex dawn jaħdmu sew.
Spanning Tree hija mfassla biex telimina l-possibbiltà li d-dejta li tgħaddi bejn is-segmenti tan-netwerk jeħel f'linja. B'mod ġenerali, il-linji jħawdu l-algoritmu ta 'trażmissjoni installat f'apparat tan-netwerk, u b'hekk l-apparat ma jkunx jaf aktar fejn jibgħat pakketti. Dan jista 'jirriżulta fid-duplikazzjoni ta' frejms jew it-trażmissjoni ta 'pakketti duplikati għal destinazzjonijiet multipli. Il-messaġġi jistgħu jiġu ripetuti. Il-komunikazzjonijiet jistgħu jerġgħu lura lil min jibgħat. Jista 'saħansitra jikkraxxja netwerk jekk jibdew iseħħu wisq loops, jieklu bandwidth mingħajr ebda qligħ apprezzabbli filwaqt li jimblokka traffiku ieħor mhux looped milli jgħaddi.
Il-Protokoll Spanning Treeiwaqqaf loops milli jiffurmawbilli tagħlaq il-mogħdija kollha possibbli ħlief waħda għal kull pakkett tad-dejta. Swiċċijiet fuq netwerk jużaw Spanning Tree biex jiddefinixxu mogħdijiet ta 'għeruq u pontijiet fejn id-dejta tista' tivvjaġġa, u jagħlqu funzjonalment mogħdijiet duplikati, li jagħmluhom inattivi u ma jistgħux jintużaw waqt li mogħdija primarja tkun disponibbli.
Ir-riżultat huwa li l-komunikazzjonijiet tan-netwerk jimxu bla xkiel irrispettivament minn kemm isir kumpless jew vast netwerk. B'xi mod, Spanning Tree toħloq mogħdijiet uniċi permezz ta 'netwerk għad-data biex tivvjaġġa bl-użu ta' softwer bl-istess mod li għamlu l-inġiniera tan-netwerk bl-użu ta 'ħardwer fuq in-netwerks tal-loop qodma.
Benefiċċji Addizzjonali ta 'Spanning Tree
Ir-raġuni primarja li tintuża Spanning Tree hija biex tiġi eliminata l-possibbiltà ta 'routing loops fi ħdan netwerk. Iżda hemm vantaġġi oħra wkoll.
Minħabba li Spanning Tree qiegħed kontinwament ifittex u jiddefinixxi liema mogħdijiet tan-netwerk huma disponibbli għall-pakketti tad-dejta biex jivvjaġġaw minnu, jista 'jiskopri jekk node li qiegħed tul waħda minn dawk il-mogħdijiet primarji ġiex diżattivat. Dan jista 'jiġri għal varjetà ta' raġunijiet li jvarjaw minn falliment tal-hardware għal konfigurazzjoni ġdida tan-netwerk. Tista 'saħansitra tkun sitwazzjoni temporanja bbażata fuq bandwidth jew fatturi oħra.
Meta Spanning Tree jiskopri li mogħdija primarja m'għadhiex attiva, tista 'malajr tiftaħ mogħdija oħra li kienet magħluqa qabel. Imbagħad jista 'jibgħat data madwar il-post tal-inkwiet, eventwalment jinnomina d-dawra bħala l-mogħdija primarja l-ġdida, jew jibgħat pakketti lura lill-pont oriġinali jekk jerġa' jsir disponibbli.
Filwaqt li l-Spanning Tree oriġinali kienet relattivament malajr biex tagħmel dawk il-konnessjonijiet il-ġodda kif meħtieġ, fl-2001 l-IEEE introduċa r-Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP). Imsejjaħ ukoll il-verżjoni 802.1w tal-protokoll, RSTP kien iddisinjat biex jipprovdi rkupru b'mod sinifikanti aktar mgħaġġel b'reazzjoni għal bidliet fin-netwerk, qtugħ temporanju jew il-falliment dirett tal-komponenti.
U filwaqt li RSTP introduċa imgieba ġodda ta 'konverġenza tal-mogħdija u rwoli tal-port tal-pont biex jaċċellera l-proċess, kien iddisinjat ukoll biex ikun kompletament kompatibbli b'lura mas-Spanning Tree oriġinali. Għalhekk huwa possibbli li apparati biż-żewġ verżjonijiet tal-protokoll joperaw flimkien fuq l-istess netwerk.
Nuqqasijiet ta' Spanning Tree
Filwaqt li Spanning Tree saret kullimkien matul il-ħafna snin wara l-introduzzjoni tagħha, hemm min jargumenta li huwawasal iż-żmien. L-akbar tort ta 'Spanning Tree huwa li jagħlaq linji potenzjali fi ħdan netwerk billi jagħlaq mogħdijiet potenzjali fejn id-dejta tista' tivvjaġġa. Fi kwalunkwe netwerk partikolari li juża Spanning Tree, madwar 40% tal-mogħdijiet potenzjali tan-netwerk huma magħluqa għad-dejta.
F'ambjenti ta 'netwerking estremament kumplessi, bħal dawk misjuba fiċ-ċentri tad-dejta, il-kapaċità li tiżdied malajr biex tissodisfa d-domanda hija kritika. Mingħajr il-limitazzjonijiet imposti minn Spanning Tree, iċ-ċentri tad-dejta jistgħu jiftħu ħafna aktar bandwidth mingħajr il-ħtieġa ta 'hardware ta' netwerking addizzjonali. Din hija tip ta 'sitwazzjoni ironika, għaliex ambjenti ta' netwerking kumplessi huma għaliex inħoloq Spanning Tree. U issa l-protezzjoni pprovduta mill-protokoll kontra l-looping qed, b'xi mod, iżżomm dawk l-ambjenti lura mill-potenzjal sħiħ tagħhom.
Verżjoni raffinata tal-protokoll imsejjaħ Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) ġiet żviluppata biex timpjega LANs virtwali u tippermetti li jinfetħu aktar mogħdijiet tan-netwerk fl-istess ħin, filwaqt li xorta jipprevjenu loops milli jiffurmaw. Iżda anke bl-MSTP, pjuttost ftit mogħdijiet potenzjali tad-dejta jibqgħu magħluqa fuq kwalunkwe netwerk partikolari li juża l-protokoll.
Kien hemm ħafna tentattivi indipendenti u mhux standardizzati biex jittejbu r-restrizzjonijiet tal-bandwidth ta' Spanning Tree matul is-snin. Filwaqt li d-disinjaturi ta’ xi wħud minnhom iddikjaraw suċċess fl-isforzi tagħhom, il-biċċa l-kbira mhumiex kompletament kompatibbli mal-protokoll ewlieni, li jfisser li l-organizzazzjonijiet iridu jew jużaw il-bidliet mhux standardizzati fuq it-tagħmir kollu tagħhom jew isibu xi mod li jippermettulhom jeżistu swiċċijiet li jħaddmu Spanning Tree standard. F'ħafna każijiet, l-ispejjeż taż-żamma u l-appoġġ ta 'togħmiet multipli ta' Spanning Tree ma jiswewx l-isforz.
Spanning Tree se tkompli fil-futur?
Apparti l-limitazzjonijiet fil-bandwidth minħabba l-ispanning Tree li jagħlqu l-mogħdijiet tan-netwerk, ma hemmx ħafna ħsieb jew sforz li qed isir biex jissostitwixxi l-protokoll. Għalkemm l-IEEE kultant joħroġ aġġornamenti biex jipprova jagħmilha aktar effiċjenti, huma dejjem kompatibbli b'lura mal-verżjonijiet eżistenti tal-protokoll.
F’ċertu sens, Spanning Tree issegwi r-regola ta’ “Jekk ma tkisserx, isranġahiex.” Spanning Tree taħdem b'mod indipendenti fl-isfond tal-biċċa l-kbira tan-netwerks biex iżomm it-traffiku jiċċirkola, jipprevjeni milli jifformaw loops li jinduċu l-ħabtiet, u jqassam it-traffiku madwar l-inkwiet sabiex l-utenti finali qatt ma jkunu jafu jekk in-netwerk tagħhom jesperjenzax tfixkil temporanjament bħala parti mill-ġurnata tiegħu. operazzjonijiet ta’ jum. Sadanittant, fuq il-backend, l-amministraturi jistgħu jżidu apparati ġodda man-netwerks tagħhom mingħajr wisq ħsieb dwar jekk humiex se jkunu jistgħu jikkomunikaw mal-bqija tan-netwerk jew mad-dinja ta 'barra jew le.
Minħabba dan kollu, x'aktarx li Spanning Tree se tibqa' tintuża għal ħafna snin li ġejjin. Jista 'jkun hemm xi aġġornamenti minuri minn żmien għal żmien, iżda l-qalba Spanning Tree Protocol u l-karatteristiċi kritiċi kollha li twettaq huma probabbilment hawn biex jibqgħu.
Ħin tal-post: Nov-07-2023
