Protokol Spening Tree, ki ga včasih imenujejo Spanning Tree, je WAZE ali MAPQUEST sodobnih omrežij Ethernet, ki usmerja promet po najučinkovitejši poti, ki temelji na pogojih v realnem času.
Na podlagi algoritma, ki ga je leta 1985 delala ameriška računalniška znanstvenica Radia Perlman, medtem ko je delala za korporacijo Digital Equipment Corporation (DEC), je glavni namen razporejenega drevesa preprečiti odvečne povezave in zanko komunikacijskih poti v zapletenih omrežnih konfiguracijah. Kot sekundarna funkcija lahko Spaning Tree usmeri pakete okoli težavnih točk, da se zagotovi, da se komunikacija lahko vijuga po omrežjih, ki bi lahko doživele motnje.
Spening Tree Topologija proti topologiji obroča
Ko so organizacije šele začele povezovati svoje računalnike v osemdesetih letih, je bila ena najbolj priljubljenih konfiguracij omrežje zvonjenja. IBM je na primer leta 1985 predstavil svojo lastniško tehnologijo za ženen.
V topologiji obročev se vsako vozlišče poveže z dvema drugima, ki sedi pred njo na obroču in eno, ki je nameščena za njim. Signali potujejo le po obroču v eni smeri, pri čemer vsako vozlišče ob poti izroči vse in vse pakete, ki se zaskočijo okoli obroča.
Medtem ko preprosta obročna omrežja delujejo v redu, kadar obstaja le nekaj računalnikov, prstani postanejo neučinkovite, ko v omrežje doda na stotine ali tisoče naprav. Računalnik bo morda moral pošiljati pakete prek sto vozlišč samo zato, da bi v sosednji sobi delil informacije z enim drugim sistemom. Pasovna širina in prepustnost postaneta tudi težava, ko promet lahko teče le v eno smer, brez varnostnega načrta, če vozlišče po poti postane pokvarjeno ali pretirano preobremenjeno.
V 90. letih, ko je Ethernet postal hitreje (100MBIT/SEC. Hitri Ethernet je bil uveden leta 1995), stroški Ethernetnega omrežja (mostovi, stikali, kabling) pa so postali bistveno cenejši od žeton Ring je hitro zbledel.
Kako deluje SPONNING TRES
Drevo Spanning je protokol za posredovanje za pakete podatkov. To je en delni prometni policaj in en del gradbeni inženir za omrežne avtoceste, skozi katere se potujejo podatki. Sedi na plasti 2 (podatkovna povezava s podatki), zato se preprosto ukvarja s premikanjem paketov na njihov ustrezen cilj, ne pa kakšne pakete se pošiljajo ali podatki, ki jih vsebujejo.
Drevo Spaning je postalo tako vseprisotno, da je njegova uporaba opredeljena vIEEE 802.1d Network Standard. Kot je opredeljeno v standardu, lahko med dvema končnimi točkami ali postajami obstaja samo ena aktivna pot, da bi lahko pravilno delovali.
Spanning Tree je zasnovan tako, da odpravi možnost, da se bodo podatki, ki prenašajo med omrežnimi segmenti, zataknili v zanko. Na splošno zanke zmedejo algoritem za posredovanje, nameščen v omrežnih napravah, zaradi česar naprava ne ve več, kam poslati pakete. To lahko povzroči podvajanje okvirjev ali posredovanje podvojenih paketov na več destinacij. Sporočila se lahko ponovijo. Komunikacije lahko odskočijo pošiljatelju. Lahko celo zruši omrežje, če se začne pojavljati preveč zank, pojedo pasovno širino, ne da bi opazili dobiček, hkrati pa blokirali drugi neobremenjeni promet.
Protokol Spening Treeustavi zankeZ zapiranjem vse, razen ene možne poti za vsak podatkovni paket. Vklopi na omrežje, ki uporablja drevo, da določi koreninske poti in mostove, kamor lahko potujejo podatki, in funkcionalno zaprejo podvojene poti, zaradi česar so neaktivne in neuporabne, medtem ko je na voljo primarna pot.
Rezultat tega je, da omrežne komunikacije nemoteno tečejo, ne glede na to, kako zapleteno ali ogromno postane omrežje. Na nek način Spanning Tree ustvari enojne poti skozi omrežje, da podatki potujejo s programsko opremo na enak način, kot so omrežni inženirji uporabljali strojno opremo v starih omrežjih zanke.
Dodatne prednosti drevesa
Glavni razlog, ki se uporablja, se uporablja za odpravo možnosti usmerjanja zank v omrežju. Toda obstajajo tudi druge prednosti.
Ker Spanning Tree nenehno išče in definira, katere omrežne poti so na voljo za prehod podatkovnih paketov, lahko zazna, ali je vozlišče, ki sedi vzdolž ene od teh primarnih poti, onemogočeno. To se lahko zgodi iz različnih razlogov, od okvare strojne opreme do nove omrežne konfiguracije. To je lahko celo začasna situacija, ki temelji na pasovni širini ali drugih dejavnikih.
Ko drevesa razkrije, da primarna pot ni več aktivna, lahko hitro odpre drugo pot, ki je bila prej zaprta. Nato lahko pošlje podatke okoli mesta Trought, sčasoma pa označi obvoz kot novo primarno pot ali pošlje pakete nazaj na originalni most, če bo spet na voljo.
Medtem ko je bilo originalno drevo relativno hitro pri izdelavi teh novih povezav po potrebi, je IEEE leta 2001 uvedel protokol hitrega specing drevesa (RSTP). RSTP, ki se imenuje tudi različica protokola 802.1W, je bil zasnovan tako, da zagotavlja bistveno hitrejšo okrevanje kot odgovor na spremembe omrežja, začasne izpade ali dokončno okvaro komponent.
Medtem ko je RSTP uvedel nova vedenja konvergence poti in mostna vloga za pospešitev postopka, je bil zasnovan tudi tako, da je popolnoma združljiv z originalnim drevesom. Torej lahko naprave z obema različicama protokola delujejo skupaj v istem omrežju.
Pomanjkljivosti drevesa
Medtem ko je drevo Spening postalo vseprisotno v mnogih letih po uvedbi, obstajajo tisti, ki trdijo, da jePrišel je čas. Največja napaka pri Spening Tree je, da zapre potencialne zanke v omrežju z zatiranjem potencialnih poti, kamor bi lahko potovali podatki. V katerem koli omrežju, ki uporablja drevo, je približno 40% potencialnih omrežnih poti zaprtih za podatke.
V izjemno zapletenih omrežnih okoljih, kot so tista, ki jih najdemo v podatkovnih centrih, je sposobnost, da se hitro povečajo, da dosežejo povpraševanje, ključnega pomena. Brez omejitev, ki jih nalaga Spaning Tree, bi podatkovni centri lahko odprli veliko več pasovne širine, ne da bi potrebovali dodatno omrežno strojno opremo. To je nekakšna ironična situacija, saj so v kompleksnih mrežnih okoljih ustvarjeni drevo. In zdaj je zaščita, ki jo zagotavlja protokol proti zanki, na nek način ta okolja zadržuje od svojega polnega potenciala.
Za uporabo virtualnih LAN-ov je bila razvita rafinirana različica protokola, imenovana večkratna drevesa (MSTP) (MSTP) in omogočila, da se hkrati odprejo več omrežnih poti, hkrati pa še vedno preprečuje oblikovanje zanke. Toda tudi pri MSTP je v katerem koli omrežju, ki uporablja protokol, zaprtih kar nekaj potencialnih podatkovnih poti.
V preteklih letih je bilo veliko nestandardiziranih, neodvisnih poskusov izboljšanja omejitev pasovne širine. Medtem ko so oblikovalci nekaterih od njih zahtevali uspeh pri svojih prizadevanjih, večina ni popolnoma združljiva z osnovnim protokolom, kar pomeni, da morajo organizacije bodisi uporabiti nestandardizirane spremembe na vseh svojih napravah ali najti način, kako jim omogočiti obstoj stikala, ki vodi standardno drevo. V večini primerov stroški ohranjanja in podpore več okusov drevesa v razponu niso vredni truda.
Se bo v prihodnosti nadaljevalo Spaning Tree?
Poleg omejitev pasovne širine zaradi omrežnih poti za zapiranje dreves ni veliko razmišljanja ali truda v zamenjavo protokola. Čeprav IEEE občasno sprosti posodobitve, da bi jih poskusili in bolj učinkovito, so vedno nazaj združljivi z obstoječimi različicami protokola.
V nekem smislu Spanning Tree sledi pravilu: "Če se ne zlomi, ga ne popravite." Spaning Tree deluje neodvisno v ozadju večine omrežij, da se promet ne pretaka, prepreči oblikovanje zank, ki povzročajo strmoglavljenje, in usmerjajo promet okoli težavnih točk Dnevne operacije. Medtem pa lahko na zaledju skrbniki v svoje omrežja dodajo nove naprave, ne da bi preveč razmišljali o tem, ali bodo lahko komunicirali s preostalim omrežjem ali zunanjim svetom.
Zaradi vsega tega bo verjetno, da bo drevo za razpon ostalo v uporabi še vrsto let. Občasno je morda nekaj manjših posodobitev, toda jedro protokola dreves in vse kritične lastnosti, ki jih izvaja, so verjetno tu, da ostanejo.
Čas objave: november-07-2023
