It Spanning Tree Protocol, soms gewoan oantsjutten as Spanning Tree, is de Waze of MapQuest fan moderne Ethernet-netwurken, dy't ferkear rjochtsje lâns de meast effisjinte rûte basearre op real-time omstannichheden.
Op grûn fan in algoritme makke troch Amerikaanske kompjûterwittenskipper Radia Perlman wylst se wurke foar Digital Equipment Corporation (DEC) yn 1985, is it primêre doel fan Spanning Tree it foarkommen fan oerstallige keppelings en de looping fan kommunikaasjepaden yn komplekse netwurkkonfiguraasjes. As sekundêre funksje kin Spanning Tree pakketten rûnom problemen plakken om te soargjen dat kommunikaasje troch netwurken kin wikselje dy't miskien ûnderbrekkings kinne ûnderfine.
Spanning Tree topology vs Ring topology
Doe't organisaasjes krekt begûn te netwurkjen harren kompjûters yn de jierren 1980, ien fan de meast populêre konfiguraasjes wie it ring netwurk. Bygelyks, IBM yntrodusearre har proprietêre Token Ring-technology yn 1985.
Yn in ring netwurk topology, elk knooppunt ferbynt mei twa oaren, ien dy't sit foar it op 'e ring en ien dy't is gepositioneerd efter it. Sinjalen reizgje allinich om 'e ring yn ien rjochting, wêrby't elke knooppunt ûnderweis alle pakketten dy't om 'e ring rinne, ôfleverje.
Wylst ienfâldige ringnetwurken goed wurkje as d'r mar in hantsjefol kompjûters binne, wurde ringen net effisjint as hûnderten of tûzenen apparaten wurde tafoege oan in netwurk. In kompjûter moat miskien pakketten stjoere troch hûnderten knopen gewoan om ynformaasje te dielen mei ien oar systeem yn in neistlizzende keamer. Bânbreedte en trochstreaming wurde ek in probleem as it ferkear mar yn ien rjochting kin streame, sûnder reservekopyplan as in knooppunt ûnderweis brutsen of te drok wurdt.
Yn de jierren '90, as Ethernet waard flugger (100Mbit / sek. Fast Ethernet waard yntrodusearre yn 1995) en de kosten fan in Ethernet netwurk (brêgen, switches, bekabeling) wurden signifikant goedkeaper as Token Ring, Spanning Tree wûn de LAN topology oarloggen en Token Ring ferdwûn gau fuort.
Hoe Spanning Tree wurket
Spanning Tree is in trochstjoerprotokol foar gegevenspakketten. It is ien diel ferkearsman en ien diel sivile yngenieur foar de netwurksnelwegen dêr't gegevens troch reizgje. It sit op Laach 2 (Data Link Layer), dus it is gewoan dwaande mei it ferpleatsen fan pakketten nei har passende bestimming, net hokker soarte pakketten wurde ferstjoerd, of de gegevens dy't se befetsje.
Spanning Tree is wurden sa ubiquitous dat syn gebrûk wurdt definiearre yn deIEEE 802.1D netwurk standert. Lykas definiearre yn 'e standert, kin mar ien aktyf paad bestean tusken twa einpunten of stasjons om se goed te funksjonearjen.
Spanning Tree is ûntworpen om de mooglikheid te eliminearjen dat gegevens dy't oergeane tusken netwurksegminten yn in lus komme te sitten. Yn 't algemien betiizje loops it trochstjoeralgoritme ynstalleare yn netwurkapparaten, wêrtroch it sa makket dat it apparaat net mear wit wêr't it pakketten ferstjoere moat. Dit kin resultearje yn it duplikaasje fan frames of it trochstjoeren fan dûbele pakketten nei meardere bestimmingen. Berjochten kinne wurde werhelle. Kommunikaasje kin weromkeare nei in stjoerder. It kin sels in netwurk crashe as tefolle loops begjinne te foarkommen, bânbreedte optreedt sûnder oanmerklike winsten, wylst it blokkearjen fan oar net-loopd ferkear troch te kommen.
It Spanning Tree Protocolstopet loops fan it foarmjentroch alle mooglike paads útsein ien foar elk gegevenspakket ôf te sluten. Skeakels op in netwurk brûke Spanning Tree om rootpaden en brêgen te definiearjen wêr't gegevens kinne reizgje, en funksjoneel ôfslute dûbele paden, wêrtroch se ynaktyf en ûnbrûkber binne wylst in primêre paad beskikber is.
It resultaat is dat netwurkkommunikaasje naadloos streamt, nettsjinsteande hoe kompleks of grut in netwurk wurdt. Op in manier makket Spanning Tree inkele paden troch in netwurk foar gegevens om te reizgjen mei software op in protte deselde manier as netwurkingenieurs diene mei hardware op 'e âlde lusnetwurken.
Oanfoljende foardielen fan Spanning Tree
De primêre reden dat Spanning Tree wurdt brûkt is om de mooglikheid fan routing fan loops binnen in netwurk te eliminearjen. Mar d'r binne ek oare foardielen.
Om't Spanning Tree hieltyd op syk is nei en definiearret hokker netwurkpaden beskikber binne foar gegevenspakketten om troch te reizgjen, kin it ûntdekke as in knooppunt dat lâns ien fan dy primêre paden sit is útskeakele. Dit kin barre foar in ferskaat oan redenen, fariearjend fan in hardwarefout oant in nije netwurkkonfiguraasje. It kin sels in tydlike situaasje wêze basearre op bânbreedte of oare faktoaren.
As Spanning Tree detektearret dat in primêr paad net langer aktyf is, kin it gau in oar paad iepenje dat earder sletten wie. It kin dan gegevens om it probleemplak stjoere, de omlieding úteinlik oanwize as it nije primêre paad, of pakketten werom stjoere nei de orizjinele brêge mocht it wer beskikber wurde.
Wylst de orizjinele Spanning Tree relatyf fluch wie yn it meitsjen fan dy nije ferbiningen as nedich, yn 2001 yntrodusearre de IEEE it Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP). Ek oantsjutten as de 802.1w-ferzje fan it protokol, RSTP waard ûntworpen om signifikant rapper herstel te leverjen yn reaksje op netwurkferoarings, tydlike ûnderbrekkingen of it direkte mislearjen fan komponinten.
En wylst RSTP nije paadkonverginsjegedrach en brêgehavenrollen yntrodusearre om it proses te fersnellen, waard it ek ûntworpen om folslein efterút kompatibel te wêzen mei de orizjinele Spanning Tree. Sa is it mooglik foar apparaten mei beide ferzjes fan it protokol om tegearre op itselde netwurk te operearjen.
Tekoartkommingen fan Spanning Tree
Wylst Spanning Tree yn 'e rin fan' e jierren nei de yntroduksje oeral is wurden, binne d'r dejingen dy't beweare dat ittiid is kommen. De grutste flater fan Spanning Tree is dat it potinsjele loops binnen in netwurk slút troch potinsjele paden ôf te sluten wêr't gegevens kinne reizgje. Yn elk opjûn netwurk dat Spanning Tree brûkt, binne sawat 40% fan 'e potinsjele netwurkpaden sletten foar gegevens.
Yn ekstreem komplekse netwurkomjouwings, lykas dy fûn yn datasintra, is de mooglikheid om fluch op te skaaljen om oan de fraach te foldwaan kritysk. Sûnder de beheiningen oplein troch Spanning Tree, kinne datasintra folle mear bânbreedte iepenje sûnder de needsaak foar ekstra netwurkhardware. Dit is in soarte fan iroanyske situaasje, om't komplekse netwurkomjouwings binne wêrom Spanning Tree is makke. En no hâldt de beskerming fan it protokol tsjin looping, op in manier, dy omjouwings werom fan har folsleine potensjeel.
In ferfine ferzje fan it protokol neamd Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) waard ûntwikkele om firtuele LAN's te brûken en mear netwurkpaden tagelyk iepen te meitsjen, wylst se noch altyd foarkomme dat loops foarmje. Mar sels mei MSTP bliuwe nochal wat potensjele gegevenspaden sletten op elk opjûn netwurk dat it protokol brûkt.
D'r binne in protte net-standerdisearre, ûnôfhinklike besykjen west om de bânbreedtebeperkingen fan Spanning Tree oer de jierren te ferbetterjen. Wylst de ûntwerpers fan guon fan har súkses hawwe opeaske yn har ynspanningen, binne de measten net folslein kompatibel mei it kearnprotokol, wat betsjuttet dat organisaasjes de net-standerdisearre wizigingen op al har apparaten moatte brûke of in manier fine om se te bestean mei skakelaars running standert Spanning Tree. Yn 'e measte gefallen binne de kosten foar it behâld en stypjen fan meardere smaken fan Spanning Tree de muoite net wurdich.
Sil Spanning Tree yn 'e takomst trochgean?
Njonken de beheiningen yn bânbreedte troch Spanning Tree dy't netwurkpaden slute, wurdt d'r net in protte gedachte of muoite dien om it protokol te ferfangen. Hoewol IEEE sa no en dan updates frijlitte om te besykjen it effisjinter te meitsjen, binne se altyd efterút kompatibel mei besteande ferzjes fan it protokol.
Yn in sin folget Spanning Tree de regel fan "As it net brutsen is, reparearje it net." Spanning Tree rint selsstannich op 'e eftergrûn fan' e measte netwurken om ferkear streamend te hâlden, foar te kommen dat crash-inducerende loops foarmje, en it routearjen fan ferkear om probleemplakken, sadat ein brûkers noait sels witte oft har netwurk tydlike fersteuringen ûnderfynt as ûnderdiel fan har deistich-to- day operaasjes. Underwilens, op 'e efterkant, kinne behearders nije apparaten tafoegje oan har netwurken sûnder al te folle gedachte oer oft se al of net kinne kommunisearje mei de rest fan it netwurk of de bûtenwrâld.
Fanwegen dat alles is it wierskynlik dat Spanning Tree in protte jierren yn gebrûk bliuwt. D'r kinne fan tiid ta tiid wat lytse updates wêze, mar it kearnprotokol fan Spanning Tree en alle krityske funksjes dy't it útfiert binne wierskynlik hjir om te bliuwen.
Post tiid: Nov-07-2023
