Spanning Tree Protocol, ba'zan shunchaki Spanning Tree deb nomlanadi, bu zamonaviy chekilgan tarmoqlarining Waze yoki MapQuest-i bo'lib, real vaqt sharoitlari asosida trafikni eng samarali marshrut bo'ylab boshqaradi.
Amerikalik kompyuter olimi Radia Perlman tomonidan 1985 yilda Digital Equipment Corporation (DEC) da ishlagan vaqtida yaratilgan algoritmga asoslanib, Spanning Tree-ning asosiy maqsadi murakkab tarmoq konfiguratsiyalarida ortiqcha havolalar va aloqa yo'llarining aylanishini oldini olishdir. Ikkilamchi funktsiya sifatida Spanning Tree paketlarni muammoli joylar bo'ylab yo'naltirishi mumkin, bu aloqa uzilishlarga duchor bo'lishi mumkin bo'lgan tarmoqlar orqali o'tishi mumkin.
Spanning Tree topologiyasi va Ring topologiyasi
Tashkilotlar 1980-yillarda o'z kompyuterlarini endigina tarmoq qila boshlaganlarida, eng mashhur konfiguratsiyalardan biri ring tarmog'i edi. Misol uchun, IBM o'zining xususiy Token Ring texnologiyasini 1985 yilda taqdim etdi.
Halqali tarmoq topologiyasida har bir tugun yana ikkitasi bilan bog'lanadi, biri uzukda o'zidan oldinda, ikkinchisi esa uning orqasida joylashgan. Signallar halqa bo'ylab faqat bitta yo'nalishda harakatlanadi, yo'lda har bir tugun halqa atrofida har qanday va barcha paketlarni uzatadi.
Oddiy halqali tarmoqlar bir nechta kompyuterlar mavjud bo'lganda yaxshi ishlasa-da, tarmoqqa yuzlab yoki minglab qurilmalar qo'shilsa, uzuklar samarasiz bo'ladi. Qo'shni xonadagi boshqa tizim bilan ma'lumot almashish uchun kompyuter yuzlab tugunlar orqali paketlarni yuborishi kerak bo'lishi mumkin. Trafik faqat bitta yo'nalishda oqishi mumkin bo'lsa, yo'l bo'ylab tugun buzilgan yoki haddan tashqari tiqilib qolsa, zaxira rejasi yo'q bo'lsa, tarmoqli kengligi va o'tkazuvchanligi ham muammoga aylanadi.
90-yillarda Ethernet tezlashgani (100Mbit/sek. Fast Ethernet 1995-yilda joriy etilgan) va chekilgan tarmog‘ining narxi (ko‘priklar, kalitlar, kabellar) Token Ring-dan sezilarli darajada arzonlashgani sababli, Spanning Tree LAN topologiyasi urushlarida g‘alaba qozondi va Token Ring tezda o'chib ketdi.
Spanning Tree qanday ishlaydi
Spanning Tree - bu ma'lumotlar paketlari uchun uzatish protokoli. Bu ma'lumotlar o'tadigan tarmoq magistrallarining bir qismi yo'l harakati politsiyasi va bir qismi qurilish muhandisi. U 2-qavatda (ma'lumotlar havolasi qatlami) o'tiradi, shuning uchun u qanday paketlar yuborilayotgani yoki ulardagi ma'lumotlar emas, balki paketlarni tegishli manzilga ko'chirish bilan bog'liq.
Spanning Tree shu qadar keng tarqaldiki, uning qo'llanilishi 2010 yilda aniqlanganIEEE 802.1D tarmoq standarti. Standartda belgilanganidek, har qanday ikkita so'nggi nuqta yoki stantsiyalar to'g'ri ishlashi uchun faqat bitta faol yo'l mavjud bo'lishi mumkin.
Spanning Tree tarmoq segmentlari o'rtasida o'tadigan ma'lumotlar halqaga yopishib qolish ehtimolini yo'q qilish uchun mo'ljallangan. Umuman olganda, halqalar tarmoq qurilmalarida o'rnatilgan yo'naltirish algoritmini chalkashtirib yuboradi, bu esa qurilma endi paketlarni qaerga yuborishni bilmasligiga olib keladi. Bu freymlarning takrorlanishiga yoki ikki nusxadagi paketlarning bir nechta manzillarga yo'naltirilishiga olib kelishi mumkin. Xabarlar takrorlanishi mumkin. Muloqot jo'natuvchiga qaytishi mumkin. Agar juda ko'p aylanishlar paydo bo'la boshlasa, u tarmoqni ishdan chiqarishi mumkin, bu esa o'tkazish qobiliyatini sezilarli daromadlarsiz iste'mol qilishi va boshqa aylana bo'lmagan trafikning o'tishiga to'sqinlik qilishi mumkin.
Spanning Tree Protocolhalqalarning hosil bo'lishini to'xtatadihar bir ma'lumot paketi uchun mumkin bo'lgan barcha yo'llarni yopish orqali. Tarmoqdagi kalitlar ma'lumotlar harakatlanishi mumkin bo'lgan ildiz yo'llari va ko'priklarni aniqlash uchun Spanning Tree-dan foydalanadi va takroriy yo'llarni funktsional ravishda yopadi, bu esa asosiy yo'l mavjud bo'lganda ularni nofaol va yaroqsiz holga keltiradi.
Natijada, tarmoq qanchalik murakkab yoki keng bo'lishidan qat'i nazar, tarmoq aloqalari uzluksiz oqadi. Qaysidir ma'noda, Spanning Tree tarmoq muhandislari eski halqa tarmoqlarida apparat vositalaridan foydalangani kabi dasturiy ta'minot yordamida ma'lumotlarning harakatlanishi uchun tarmoq orqali yagona yo'llarni yaratadi.
Yomg'irli daraxtning qo'shimcha afzalliklari
Spanning Tree-dan foydalanishning asosiy sababi tarmoq ichidagi halqalarni yo'naltirish imkoniyatini yo'q qilishdir. Ammo boshqa afzalliklar ham bor.
Spanning Tree doimiy ravishda ma'lumotlar paketlari bo'ylab harakatlanishi mumkin bo'lgan tarmoq yo'llarini qidiradi va aniqlaydi, bu asosiy yo'llardan birida joylashgan tugun o'chirilganligini aniqlay oladi. Bu apparatdagi nosozlikdan tortib yangi tarmoq konfiguratsiyasigacha bo'lgan turli sabablarga ko'ra sodir bo'lishi mumkin. Bu hatto tarmoqli kengligi yoki boshqa omillarga asoslangan vaqtinchalik vaziyat bo'lishi mumkin.
Spanning Tree asosiy yo'l faol emasligini aniqlasa, u avval yopilgan boshqa yo'lni tezda ochishi mumkin. Keyin u muammoli joy atrofida ma'lumotlarni yuborishi, oxir-oqibat aylanma yo'lni yangi asosiy yo'l sifatida belgilashi yoki agar u yana mavjud bo'lsa, paketlarni asl ko'prikka qaytarib yuborishi mumkin.
Asl Spanning Tree bu yangi ulanishlarni kerak bo'lganda nisbatan tez amalga oshirgan bo'lsa-da, 2001 yilda IEEE Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) ni taqdim etdi. Protokolning 802.1w versiyasi deb ham ataladigan RSTP tarmoq o'zgarishlariga, vaqtinchalik uzilishlarga yoki komponentlarning to'g'ridan-to'g'ri ishdan chiqishiga javoban sezilarli darajada tezroq tiklanishni ta'minlash uchun mo'ljallangan.
Va RSTP jarayonni tezlashtirish uchun yangi yo'l konvergentsiyasi xatti-harakatlari va ko'prik port rollarini taqdim etgan bo'lsa-da, u asl Spanning Tree bilan to'liq orqaga qarab mos keladigan tarzda ishlab chiqilgan. Shunday qilib, protokolning ikkala versiyasiga ega qurilmalar bitta tarmoqda birgalikda ishlashi mumkin.
Yashil daraxtning kamchiliklari
Spanning Tree paydo bo'lganidan keyin ko'p yillar davomida hamma joyda paydo bo'lgan bo'lsa-da, bu daraxt ekanligini ta'kidlaydiganlar ham bor.vaqt keldi. Spanning Tree-ning eng katta xatosi shundaki, u tarmoq ichidagi potentsial halqalarni yopadi va ma'lumotlarning harakatlanishi mumkin bo'lgan potentsial yo'llarni o'chiradi. Spanning Tree-dan foydalanadigan har qanday tarmoqda potentsial tarmoq yo'llarining taxminan 40% ma'lumotlar uchun yopiq.
O'ta murakkab tarmoq muhitlarida, masalan, ma'lumotlar markazlarida joylashgan muhitda, talabni qondirish uchun tezlikni kengaytirish qobiliyati juda muhimdir. Spanning Tree tomonidan qo'yilgan cheklovlarsiz, ma'lumotlar markazlari qo'shimcha tarmoq uskunasiga ehtiyoj sezmasdan ko'proq o'tkazish qobiliyatini ochishi mumkin. Bu qandaydir istehzoli holat, chunki murakkab tarmoq muhitlari nima uchun Spanning Tree yaratilgan. Va endi protokol tomonidan taqdim etilgan aylanishdan himoyalanish, qaysidir ma'noda, bu muhitlarni to'liq potentsialidan ushlab turadi.
Virtual LANlardan foydalanish va bir vaqtning o'zida ko'proq tarmoq yo'llarini ochish va halqalarning shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun Protokolning Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) deb nomlangan takomillashtirilgan versiyasi ishlab chiqilgan. Ammo MSTP bilan ham, protokoldan foydalanadigan har qanday tarmoqda bir nechta potentsial ma'lumotlar yo'llari yopiq qoladi.
Yillar davomida Spanning Tree-ning tarmoqli kengligi cheklovlarini yaxshilash uchun ko'plab standartlashtirilmagan, mustaqil urinishlar bo'lgan. Ulardan ba'zilarining dizaynerlari o'z sa'y-harakatlarida muvaffaqiyat qozonishganini da'vo qilishsa-da, aksariyati asosiy protokolga to'liq mos kelmaydi, ya'ni tashkilotlar o'zlarining barcha qurilmalarida standartlashtirilmagan o'zgarishlarni qo'llashlari yoki ularning mavjud bo'lishiga imkon berishning qandaydir yo'llarini topishlari kerak. standart Spanning Tree bilan ishlaydigan kalitlar. Ko'pgina hollarda, Spanning Tree-ning bir nechta lazzatlarini saqlash va qo'llab-quvvatlash xarajatlari kuchga arzimaydi.
Yopuvchi daraxt kelajakda davom etadimi?
Spanning Tree tarmoq yo‘llarini yopib qo‘yganligi sababli o‘tkazish qobiliyatidagi cheklovlardan tashqari, protokolni almashtirish uchun ko‘p o‘ylash yoki kuch sarflanmaydi. IEEE uni yanada samaraliroq qilish uchun vaqti-vaqti bilan yangilanishlarni chiqarsa-da, ular har doim protokolning mavjud versiyalari bilan orqaga qarab mos keladi.
Qaysidir ma'noda, Spanning Tree "Agar u buzilmagan bo'lsa, uni tuzatma" qoidasiga amal qiladi. Spanning Tree ko'pgina tarmoqlar fonida mustaqil ravishda ishlaydi, trafik oqimini ushlab turish, avariyalarni keltirib chiqaradigan halqalar paydo bo'lishining oldini olish va trafikni muammoli joylar bo'ylab yo'naltirish, shuning uchun oxirgi foydalanuvchilar o'z tarmog'ining kundalik faoliyatining bir qismi sifatida vaqtinchalik uzilishlarga duchor bo'lganligini hech qachon bilmaydilar. kunlik operatsiyalar. Shu bilan birga, ma'murlar tarmoqning qolgan qismi yoki tashqi dunyo bilan aloqa qila oladimi yoki yo'qmi, deb o'ylamasdan o'z tarmoqlariga yangi qurilmalar qo'shishlari mumkin.
Bularning barchasi tufayli, Spanning Tree ko'p yillar davomida foydalanishda qolishi mumkin. Vaqti-vaqti bilan ba'zi kichik yangilanishlar bo'lishi mumkin, ammo asosiy Spanning Tree Protocol va u bajaradigan barcha muhim xususiyatlar shu erda qoladi.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 07-noyabr
