Spanning koku protokols, ko dažreiz tikai dēvē par aptverošu koku, ir mūsdienu Ethernet tīklu Waze vai MapQuest, virzot satiksmi pa visefektīvāko ceļu, pamatojoties uz reālā laika apstākļiem.
Balstoties uz algoritmu, kuru izveidoja amerikāņu datorzinātniece Radia Perlman, kamēr viņa 1985. gadā strādāja Digital Equipment Corporation (DEC), galvenais mērķis ir novērst liekas saites un sakaru ceļu veidošanu sarežģītās tīkla konfigurācijās. Kā sekundāra funkcija, kas spuldzē var novirzīt paketes ap nepatikšanas vietām, lai nodrošinātu, ka komunikācija spēj vaistīt tīklus, kas varētu piedzīvot traucējumus.
Koku topoloģija pret gredzenu topoloģiju
Kad organizācijas tikai sāka veidot savus datorus 1980. gados, viena no populārākajām konfigurācijām bija gredzenu tīkls. Piemēram, IBM 1985. gadā ieviesa savu patentēto marķiera gredzena tehnoloģiju.
Ring tīkla topoloģijā katrs mezgls savienojas ar diviem citiem, kas atrodas priekšā tam uz gredzena, un aiz tā ir novietots. Signāli pārvietojas tikai ap gredzenu vienā virzienā, un katrs mezgls pa ceļam nodod visas un visas paketes, kas apiet ap gredzenu.
Kaut arī vienkārši gredzenu tīkli darbojas labi, ja ir tikai nedaudz datoru, gredzeni kļūst neefektīvi, ja tīklam pievieno simtiem vai tūkstošiem ierīču. Datoram, iespējams, būs jānosūta paketes caur simtiem mezglu, lai tikai dalītos ar informāciju ar vienu citu sistēmu blakus esošajā telpā. Joslas platums un caurlaidspēja arī kļūst par problēmu, ja satiksme var plūst tikai vienā virzienā, bez rezerves plāna, ja mezgls pa ceļam kļūst salauzts vai pārslogots.
90. gados, kad Ethernet kļuva ātrāks (100 mbit/sek. Ātrs Ethernet tika ieviests 1995. gadā), un Ethernet tīkla (tilti, slēdži, kabeļi) izmaksas kļuva ievērojami lētākas nekā žetonu gredzens, spaning koks uzvarēja LAN topoloģijas karos un marķieri Zvana ātri izbalēja.
Kā darbojas spuldzes koks
Spanning Tree ir datu pakešu pārsūtīšanas protokols. Tas ir vienas daļas trafika policists un viena daļa no tīkla lielceļu būvinženiera, pa kuru dati ceļo. Tas atrodas 2. slānī (datu saites slānis), tāpēc tas vienkārši attiecas uz pakešu pārvietošanu uz atbilstošo galamērķi, nevis kāda veida paketes tiek nosūtītas vai dati, kurus tās satur.
Spanning koks ir kļuvis tik visuresošs, ka tā izmantošana ir definētaIEEE 802.1D tīkla standartsApvidū Kā noteikts standartā, starp diviem parametriem vai stacijām var būt tikai viens aktīvs ceļš, lai tie darbotos pareizi.
Spanning koks ir paredzēts, lai novērstu iespēju, ka datu nodošana starp tīkla segmentiem iestrēgst cilpā. Kopumā cilpas sajauc tīkla ierīcēs instalēto pārsūtīšanas algoritmu, padarot to tā, ka ierīce vairs nezina, kur nosūtīt paketes. Tas var izraisīt rāmju dublēšanu vai pakešu dublikātu pārsūtīšanu vairākos galamērķos. Ziņojumi var atkārtoties. Komunikācijas var atgriezties pie sūtītāja. Tas var pat avarēt tīklā, ja sāk rasties pārāk daudz cilpu, apēdot joslas platumu bez ievērojamiem ieguvumiem, vienlaikus bloķējot citu satiksmi, kas nav izvietota.
Spanning koka protokolsApstājas cilpas no veidošanāsAizverot visu iespējamo ceļu katrai datu paketei. Slēdzis tīkla izmantošanas koku, lai definētu sakņu ceļus un tiltu, kur dati var ceļot, un funkcionāli aizveriet dublikātu ceļus, padarot tos neaktīvus un nelietojamus, kamēr ir pieejams primārais ceļš.
Rezultāts ir tāds, ka tīkla sakari plūst nemanāmi neatkarīgi no tā, cik sarežģīts vai plašs tīkls kļūst. Savā ziņā, ka koks, ko koks rada vienus ceļus caur datu tīklu, lai ceļotu, izmantojot programmatūru tādā pašā veidā, kā tīkla inženieri, izmantojot aparatūru vecajos cilpu tīklos.
Papildu ieguvumi no koku
Galvenais iemesls, kas aptver koku, ir novērst iespēju maršrutēšanas cilpu iespējas tīklā. Bet ir arī citas priekšrocības.
Tā kā Spanning Tree pastāvīgi meklē un definē, kuri tīkla ceļi ir pieejami datu paketēm, kas ceļot cauri, tas var noteikt, vai ir atspējots mezgls, kas atrodas pa vienu no šiem primārajiem ceļiem. Tas var notikt dažādu iemeslu dēļ, sākot no aparatūras neveiksmes līdz jaunai tīkla konfigurācijai. Tā var būt pat īslaicīga situācija, kuras pamatā ir joslas platums vai citi faktori.
Kad spuldzē ko koks atklāj, ka primārais ceļš vairs nav aktīvs, tas var ātri atvērt citu ceļu, kas iepriekš bija aizvērts. Pēc tam tas var nosūtīt datus ap nepatikšanas vietu, galu galā apzīmējot apvedceļu par jauno primāro ceļu vai nosūtot paketes atpakaļ uz sākotnējo tiltu, ja tas atkal būs pieejams.
Kamēr sākotnējais aptverošais koks bija salīdzinoši ātrs, veidojot šos jaunos savienojumus pēc nepieciešamības, 2001. gadā IEEE ieviesa straujo spuldzēšanas koku protokolu (RSTP). RSTP tika dēvēta arī par protokola 802.1W versiju, un tā tika izstrādāta, lai nodrošinātu ievērojami ātrāku atkopšanu, reaģējot uz tīkla izmaiņām, pagaidu pārtraukumiem vai tiešo komponentu kļūmi.
Un, lai gan RSTP ieviesa jaunu ceļu konverģences uzvedību un tiltu ostas lomas, lai paātrinātu procesu, tā bija paredzēta arī tā, lai tā būtu pilnībā saderīga ar oriģinālo aptverošo koku. Tāpēc ierīcēm ar abām protokola versijām ir iespējams darboties kopā vienā tīklā.
SPĒKU Koku trūkumi
Kaut arī aptverošais koks ir kļuvis visuresošs daudzos gadus pēc tā ieviešanas, ir tādi, kas apgalvo, ka tas irir pienācis laiksApvidū Lielākā spuldzēšanas koka vaina ir tā, ka tā aizver iespējamās cilpas tīklā, izslēdzot potenciālos ceļus, kur dati varētu ceļot. Jebkurā noteiktā tīklā, kas izmanto spuldzes koku, apmēram 40% no potenciālajiem tīkla ceļiem ir slēgti datiem.
Īpaši sarežģītā tīkla vidē, piemēram, datu centros, kas atrodami, spēja ātri palielināties, lai apmierinātu pieprasījumu, ir kritiska. Bez ierobežojumiem, ko noteikusi koku, datu centri varētu atvērt daudz lielāku joslas platumu bez nepieciešamības pēc papildu tīkla aparatūras. Tā ir sava veida ironiska situācija, jo sarežģīta tīkla vide ir iemesls, kāpēc tika izveidota spuldzēšanas koks. Un tagad protokola nodrošinātā aizsardzība pret cilpošanu savā ziņā ir atturīga no visa potenciāla.
Tika izstrādāta rafinēta protokola versija, ko sauca par vairāku informāciju, kas aptver koku (MSTP), lai izmantotu virtuālos LAN un ļautu vienlaikus atvērt vairāk tīkla ceļu, vienlaikus joprojām novēršot cilpu veidošanos. Bet pat ar MSTP diezgan daudz potenciālo datu ceļu joprojām ir slēgts katrā noteiktā tīklā, izmantojot protokolu.
Gadu gaitā ir bijuši daudzi nestandarta, neatkarīgi mēģinājumi uzlabot joslas platuma ierobežojumus. Kaut arī dažu no viņiem dizaineri ir pieprasījuši panākumus savos centienos, vairums nav pilnībā saderīgi ar galveno protokolu, kas nozīmē, ka organizācijām ir jāizmanto nestandarta izmaiņas visās viņu ierīcēs vai jāatrod veids, kā ļaut tām pastāvēt slēdži, kas darbojas ar standarta spuldzes koku. Vairumā gadījumu izmaksas, kas saistītas ar vairāku koku garšu uzturēšanu un atbalstīšanu, nav pūļu vērts.
Vai nākotnē turpināsies koks?
Papildus joslas platuma ierobežojumiem, kas saistīti ar koku slēgšanas tīkla ceļiem, nav daudz domu vai pūļu, kas tiek pieliktas protokola aizstāšanai. Lai arī IEEE laiku pa laikam atbrīvo atjauninājumus, lai mēģinātu padarīt to efektīvāku, tie vienmēr ir savietojami ar esošajām protokola versijām.
Savā ziņā, kas aptver koku, ievēro noteikumu “ja tas nav salauzts, neierobežojiet to”. Spanning Tree darbojas patstāvīgi lielākajā daļā tīklu fonā, lai turpinātu plūst satiksmi, neļautu veidot avārijas izraisošas cilpas un novirzīt trafiku ap nepatikšanas vietām, lai gala lietotāji pat nezinātu, vai viņu tīkls īslaicīgi izjūt traucējumus kā daļu no tā dienas Dienas operācijas. Tikmēr aizmugurē administratori var pievienot jaunas ierīces saviem tīkliem, pārāk daudz nedomājot par to, vai viņi varēs sazināties ar pārējo tīklu vai ārpasauli.
Visa tā dēļ, iespējams, ka ko koks paliks daudzus gadus uz priekšu. Laiku pa laikam varētu būt daži nelieli atjauninājumi, taču, iespējams, šeit ir pamata koku protokols un visas kritiskās funkcijas, kuras tas veic.
Pasta laiks: novembris-07-2023
