Spanning Tree протоколы, кейде жай ғана Spanning Tree деп аталады, қазіргі заманғы Ethernet желілерінің Waze немесе MapQuest болып табылады, ол нақты уақыт жағдайларына негізделген трафикті ең тиімді маршрут бойынша бағыттайды.
Американдық компьютер ғалымы Радиа Перлман 1985 жылы Digital Equipment Corporation (DEC) компаниясында жұмыс істеген кезде жасаған алгоритмге негізделген, Spanning Tree бағдарламасының негізгі мақсаты күрделі желі конфигурацияларында артық сілтемелер мен байланыс жолдарының айналуын болдырмау болып табылады. Қосалқы функция ретінде Spanning Tree байланыстардың үзілістерге ұшырауы мүмкін желілер арқылы өтуін қамтамасыз ету үшін пакеттерді ақаулық жерлерге бағыттай алады.
Spanning Tree топологиясы және сақина топологиясы
1980 жылдары ұйымдар өз компьютерлерін желіге жаңадан енгізе бастаған кезде, ең танымал конфигурациялардың бірі сақиналы желі болды. Мысалы, IBM өзінің меншікті Token Ring технологиясын 1985 жылы енгізді.
Сақина желісінің топологиясында әрбір түйін екі басқасымен қосылады, біреуі сақинада оның алдында, екіншісі артында орналасқан. Сигналдар сақинаның айналасында тек бір бағытта қозғалады, жол бойындағы әрбір түйін сақинаның айналасында кез келген және барлық пакеттерді береді.
Қарапайым сақиналы желілер санаулы компьютерлер болғанда жақсы жұмыс істегенімен, желіге жүздеген немесе мыңдаған құрылғылар қосылғанда сақиналар тиімсіз болады. Көрші бөлмедегі басқа жүйемен ақпарат алмасу үшін компьютерге жүздеген түйіндер арқылы пакеттерді жіберу қажет болуы мүмкін. Өткізу қабілеті мен өткізу қабілеттілігі трафик тек бір бағытта ағып, жол бойындағы түйін бұзылса немесе шамадан тыс кептеліс болса, резервтік жоспарсыз өтуі мүмкін болғанда проблемаға айналады.
90-жылдары, Ethernet жылдамырақ болғандықтан (100 Мбит/сек. Fast Ethernet 1995 жылы енгізілген) және Ethernet желісінің құны (көпірлер, коммутаторлар, кабельдер) Token Ring-тен айтарлықтай арзандады, Spanning Tree LAN топологиясы соғыстары мен Token жеңді. Сақина тез жоғалып кетті.
Ағаш қалай жұмыс істейді
Spanning Tree – деректер пакеттері үшін қайта жіберу протоколы. Бұл деректер өтетін желілік магистральдардың бір бөлігі жол полициясы және бір бөлігі инженер-құрылысшы. Ол 2-деңгейде (деректерді байланыстыру деңгейі) орналасады, сондықтан ол пакеттердің қандай түрі немесе олардағы деректер жіберілетінін емес, оларды тиісті тағайындалған жерге жылжытуға қатысты.
Spanning Tree кең таралғаны соншалық, оның қолданылуы мынада анықталғанIEEE 802.1D желілік стандарты. Стандартта анықталғандай, дұрыс жұмыс істеуі үшін кез келген екі соңғы нүкте немесе станция арасында бір ғана белсенді жол болуы мүмкін.
Spanning Tree желі сегменттері арасында өтетін деректердің циклде тұрып қалу мүмкіндігін жоюға арналған. Жалпы, циклдар желілік құрылғыларда орнатылған қайта жіберу алгоритмін шатастырады, бұл құрылғы пакеттерді қайда жіберу керектігін білмейтін етіп жасайды. Бұл кадрлардың қайталануына немесе қайталанатын пакеттердің бірнеше тағайындалған жерлерге жіберілуіне әкелуі мүмкін. Хабарламалар қайталануы мүмкін. Байланыс жіберушіге қайта оралуы мүмкін. Тым көп ілмектер пайда бола бастаса, ол желіні бұзып жіберуі мүмкін, бұл басқа айналымсыз трафиктің өтуіне тосқауыл қоя отырып, өткізу қабілеттілігін айтарлықтай пайдасыз азайтады.
Spanning Tree протоколыілмектердің пайда болуын тоқтатадыәрбір деректер пакеті үшін бір мүмкін жолдан басқа барлығын жабу арқылы. Желідегі қосқыштар деректер қозғалатын түбірлік жолдар мен көпірлерді анықтау үшін Spanning Tree пайдаланады және қайталанатын жолдарды функционалды түрде жауып, негізгі жол қолжетімді болған кезде оларды белсенді емес және жарамсыз етеді.
Нәтиже - желі қаншалықты күрделі немесе ауқымды болғанына қарамастан, желілік коммуникациялар үздіксіз жүреді. Белгілі бір түрде, Spanning Tree желі инженерлері ескі цикл желілеріндегі аппараттық құралдарды пайдаланғандай бағдарламалық жасақтаманы пайдаланып деректерді тасымалдау үшін желі арқылы жалғыз жолдарды жасайды.
Ағаштың қосымша артықшылықтары
Spanning Tree пайдаланылуының негізгі себебі желідегі циклдарды бағыттау мүмкіндігін жою болып табылады. Бірақ басқа да артықшылықтар бар.
Spanning Tree деректер пакеттері арқылы өту үшін қол жетімді желі жолдарын үнемі іздеп, анықтайтындықтан, ол негізгі жолдардың бірінде орналасқан түйіннің өшірілгенін анықтай алады. Бұл аппараттық құралдың ақаулығынан жаңа желі конфигурациясына дейінгі әртүрлі себептерге байланысты болуы мүмкін. Бұл өткізу қабілеттілігіне немесе басқа факторларға негізделген уақытша жағдай болуы мүмкін.
Spanning Tree негізгі жолдың енді белсенді емес екенін анықтағанда, ол бұрын жабылған басқа жолды жылдам аша алады. Содан кейін ол ақаулық орынның айналасында деректерді жібере алады, сайып келгенде, айналма жолды жаңа негізгі жол ретінде белгілейді немесе ол қайтадан қолжетімді болған жағдайда пакеттерді бастапқы көпірге қайтара алады.
Түпнұсқа Spanning Tree қажет болған жағдайда жаңа қосылымдарды жасауда салыстырмалы түрде жылдам болғанымен, 2001 жылы IEEE Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) енгізді. Хаттаманың 802.1w нұсқасы деп те аталады, RSTP желідегі өзгерістерге, уақытша үзілістерге немесе құрамдастардың тікелей істен шығуына жауап ретінде айтарлықтай жылдам қалпына келтіруді қамтамасыз ету үшін жасалған.
RSTP процесті жеделдету үшін жаңа жол конвергенциясы әрекеттерін және көпір порт рөлдерін енгізгенімен, ол сонымен қатар бастапқы Spanning Tree-мен толығымен кері үйлесімді болу үшін жасалған. Осылайша, протоколдың екі нұсқасы бар құрылғылар бір желіде бірге жұмыс істей алады.
Ағаштың кемшіліктері
Spanning Tree оны енгізгеннен кейін көптеген жылдар бойы барлық жерде таралғанымен, бұл ағаш деп санайтындар бар.уақыт келді. Spanning Tree бағдарламасының ең үлкен қателігі - ол деректер қозғалатын ықтимал жолдарды жабу арқылы желідегі ықтимал циклдарды жабады. Spanning Tree пайдаланатын кез келген желіде ықтимал желі жолдарының шамамен 40%-ы деректерге жабық.
Деректер орталықтарында орналасқандар сияқты өте күрделі желілік орталарда сұранысты қанағаттандыру үшін жылдам масштабтау мүмкіндігі өте маңызды. Spanning Tree қойған шектеулерсіз деректер орталықтары қосымша желілік жабдықты қажет етпестен әлдеқайда көп өткізу қабілеттілігін аша алады. Бұл ирониялық жағдай, өйткені күрделі желілік орталар Spanning Tree құрылды. Ал енді хаттамамен қамтамасыз етілген циклден қорғау бұл орталарды толық әлеуетінен ұстап тұрады.
Виртуалды жергілікті желілерді қолдану және бір уақытта көп желілік жолдарды ашуға мүмкіндік беру үшін, сонымен бірге циклдардың пайда болуына жол бермеу үшін бірнеше даналық тармақты қамтитын ағаш (MSTP) деп аталатын протоколдың нақтыланған нұсқасы әзірленді. Бірақ тіпті MSTP көмегімен де протоколды пайдаланатын кез келген желіде бірнеше ықтимал деректер жолдары жабық күйінде қалады.
Көптеген жылдар бойы Spanning Tree өткізу қабілеті шектеулерін жақсартуға көптеген стандартталмаған, тәуелсіз әрекеттер жасалды. Олардың кейбіреулерінің дизайнерлері күш-жігерінде сәттілікке қол жеткізгенімен, көпшілігі негізгі хаттамамен толық үйлеспейді, яғни ұйымдар өздерінің барлық құрылғыларында стандартты емес өзгерістерді қолдануы керек немесе олардың бар болуына мүмкіндік берудің қандай да бір жолын табу керек. стандартты Spanning Tree жұмыс істейтін қосқыштар. Көп жағдайда Spanning Tree-нің бірнеше дәмін сақтау және қолдау шығындары күш салуға тұрарлық емес.
Болашақта ағаш жалғаса ма?
Spanning Tree желі жолдарын жабуға байланысты өткізу қабілеттілігіндегі шектеулерден басқа, хаттаманы ауыстыру үшін көп ойлану немесе күш жұмсалмайды. IEEE оны тиімдірек ету үшін жаңартуларды мезгіл-мезгіл шығарса да, олар әрқашан хаттаманың бар нұсқаларымен кері үйлесімді.
Бір мағынада Spanning Tree «Егер ол сынбаған болса, оны түзетпе» ережесін ұстанады. Spanning Tree көптеген желілердің фонында тәуелсіз жұмыс істейді, трафик ағынын сақтау, апатты тудыратын ілмектердің пайда болуын болдырмау және трафикті проблемалық нүктелердің айналасында бағыттайды, осылайша соңғы пайдаланушылар желісінің күнделікті жұмысының бір бөлігі ретінде уақытша үзілістерге ұшырайтынын ешқашан білмейді. күндізгі операциялар. Сонымен қатар, серверде әкімшілер желінің қалған бөлігімен немесе сыртқы әлеммен байланыса ала ма, жоқ па деп көп ойланбастан желілеріне жаңа құрылғыларды қоса алады.
Осының барлығына байланысты Spanning Tree көптеген жылдар бойы қолданыста болуы мүмкін. Кейде шағын жаңартулар болуы мүмкін, бірақ негізгі Spanning Tree Protocol және ол орындайтын барлық маңызды мүмкіндіктер осында қалуы мүмкін.
Жіберу уақыты: 07 қараша 2023 ж
