La protokola arbo-protokolo, foje nur nomata Spanning Tree, estas la Waze aŭ Mapquest de modernaj Ethernet-retoj, direktante trafikon laŭ la plej efika itinero bazita sur realtempaj kondiĉoj.
Surbaze de algoritmo kreita de usona komputila sciencisto Radia Perlman dum ŝi laboris por Cifereca Ekipaĵa Korporacio (DEC) en 1985, la ĉefa celo de ampleksa arbo estas malebligi redundajn ligojn kaj la buklon de komunikaj vojoj en kompleksaj retaj agordoj. Kiel malĉefa funkcio, ĉirkaŭi arbon povas direkti pakaĵojn ĉirkaŭ problemaj makuloj por certigi, ke konektoj kapablas ventumi tra retoj, kiuj eble spertos interrompojn.
Spanning Tree Topology vs Ring Topology
Kiam organizoj ĵus komencis retumi siajn komputilojn en la 1980 -aj jaroj, unu el la plej popularaj agordoj estis la ringa reto. Ekzemple, IBM enkondukis sian proprietan token -ringan teknologion en 1985.
En topologio de ringa reto, ĉiu nodo konektas kun du aliaj, unu kiu sidas antaŭ ĝi sur la ringo kaj unu poziciigita malantaŭ ĝi. Signaloj nur vojaĝas ĉirkaŭ la ringo en ununura direkto, kun ĉiu nodo laŭ la vojo transdonante iujn ajn kaj ĉiujn pakaĵojn buklantajn ĉirkaŭ la ringo.
Dum simplaj ringaj retoj funkcias bone kiam estas nur manpleno da komputiloj, ringoj fariĝas neefikaj kiam centoj aŭ miloj da aparatoj estas aldonitaj al reto. Komputilo eble bezonos sendi pakaĵojn tra centoj da nodoj nur por dividi informojn kun unu alia sistemo en apuda ĉambro. Bandwidth and traput ankaŭ fariĝas problemo kiam trafiko povas flui nur en unu direkto, sen rezerva plano se nodo laŭ la vojo fariĝas rompita aŭ tro kongestita.
En la 90 -aj jaroj, ĉar Ethernet fariĝis pli rapida (100Mbit/Sec. Rapida Ethernet estis enkondukita en 1995) kaj la kosto de Ethernet -reto (pontoj, ŝaltiloj, kablado) fariĝis signife pli malmultekosta ol token -ringo, ĉirkaŭ la arbo gajnis la LAN -topologian militon kaj token Ringo rapide forvelkis.
Kiel Funkcias Arbo
Spanning Tree estas plusenda protokolo por datumpakaĵoj. Ĝi estas unu parta trafika policisto kaj unu parta civila inĝeniero por la retaj ŝoseoj, kiujn datumoj vojaĝas. Ĝi sidas ĉe Tavolo 2 (Datuma Ligilo -Tavolo), do ĝi simple zorgas pri movado de pakaĵoj al ilia taŭga celloko, ne kiaj pakaĵoj estas senditaj, aŭ la datumojn, kiujn ili enhavas.
Spanning -arbo fariĝis tiel ĉiopova, ke ĝia uzo estas difinita en laIEEE 802.1D Reta Normo. Kiel difinita en la normo, nur unu aktiva vojo povas ekzisti inter iuj du finpunktoj aŭ stacioj por ke ili funkciu ĝuste.
Spanning Tree estas desegnita por forigi la eblecon, ke datumoj pasantaj inter retaj segmentoj restos en buklo. Ĝenerale, Loops konfuzas la plusendan algoritmon instalitan en retaj aparatoj, tiel ke la aparato ne plu scias kien sendi pakaĵojn. Ĉi tio povas rezultigi la duobligon de kadroj aŭ plusendado de duplikataj pakaĵoj al multoblaj cellokoj. Mesaĝoj povas ripetiĝi. Komunikadoj povas resalti al sendanto. Ĝi eĉ povas frakasi reton se tro multaj bukloj komenciĝas, manĝante larĝan bandon sen iuj estimindaj gajnoj dum blokado de aliaj ne-buklaj trafikoj.
La Spanning Tree Protocolĉesigas buklojn formiĝifermante ĉiujn krom unu ebla vojo por ĉiu datumpakaĵo. Ŝaltas retan uzadon de arbo por difini radikajn vojojn kaj pontojn, kie datumoj povas vojaĝi, kaj funkcie fermi duplikatajn vojojn, igante ilin neaktivaj kaj neuzeblaj dum primara vojo haveblas.
La rezulto estas, ke retaj komunikadoj fluas perfekte sendepende de kiom kompleksa aŭ vasta reto fariĝas. En iu maniero, Spanning Tree kreas unuopajn vojojn tra reto por datumoj vojaĝi per programaro samkiel kiel retaj inĝenieroj faris uzadon de aparataro en la malnovaj buklaj retoj.
Pliaj avantaĝoj de ampleksa arbo
La primara kialo, kiu ampleksas arbon, estas forigi la eblon de enrutigado de bukloj ene de reto. Sed estas ankaŭ aliaj avantaĝoj.
Ĉar Spanning Tree konstante serĉas kaj difinas, kiujn retajn vojojn estas disponeblaj por datumpakaĵoj por trairi, ĝi povas detekti ĉu nodo sidanta laŭ unu el tiuj primaraj vojoj estis malebligita. Ĉi tio povas okazi pro diversaj kialoj, kiuj iras de aparataro -malsukceso al nova reto -agordo. Ĝi eĉ povas esti provizora situacio bazita sur larĝa de bando aŭ aliaj faktoroj.
Kiam ĉirkaŭ la arbo detektas, ke primara vojo ne plu aktivas, ĝi povas rapide malfermi alian vojon, kiu antaŭe estis fermita. Ĝi tiam povas sendi datumojn ĉirkaŭ la problemo, eventuale nomumante la deturnon kiel la novan primaran vojon, aŭ sendante pakaĵojn reen al la originala ponto se ĝi denove fariĝos havebla.
Dum la originala interspaca arbo estis relative rapida por fari tiujn novajn ligojn laŭ bezono, en 2001 la IEEE enkondukis la Rapidan Spanning Tree Protocol (RSTP). Ankaŭ nomata la 802.1W -versio de la protokolo, RSTP estis desegnita por provizi signife pli rapidan reakiron en respondo al retaj ŝanĝoj, provizoraj ĉesigoj aŭ la rekta fiasko de komponentoj.
Kaj dum RSTP enkondukis novajn vojajn konverĝajn kondutojn kaj pontajn havenajn rolojn por akceli la procezon, ĝi ankaŭ estis desegnita por esti plene malantaŭen kongrua kun la originala interspaca arbo. Do eblas ke aparatoj kun ambaŭ versioj de la protokolo funkciu kune en la sama reto.
Mankoj de Spanning Tree
Dum la arbo fariĝis ĉiopova dum la multaj jaroj post ĝia enkonduko, estas tiuj, kiuj argumentas, ke ĝi estasVenis tempo. La plej granda kulpo de spanning -arbo estas, ke ĝi fermas eblajn buklojn ene de reto per fermado de eblaj vojoj, kie datumoj povus vojaĝi. En iu donita reto uzanta Spanning -arbon, ĉirkaŭ 40% de la eblaj retaj vojoj estas fermitaj al datumoj.
En ekstreme kompleksaj retaj medioj, kiel tiuj trovitaj en datumcentroj, la kapablo skali rapide por plenumi postulon estas kritika. Sen la limigoj truditaj de Spanning Tree, datumcentroj povus malfermi multe pli larĝan bandon sen la bezono de aldona reta aparataro. Ĉi tio estas ia ironia situacio, ĉar kompleksaj retaj medioj estas kial Spanning Tree estis kreita. Kaj nun la protekto donita de la protokolo kontraŭ buklo estas, iel, teni tiujn mediojn reen de sia plena potencialo.
Rafinita versio de la protokolo nomata mult-instanca interspaca arbo (MSTP) estis evoluigita por uzi virtualajn LANojn kaj ebligi pli da retaj vojoj esti malfermitaj samtempe, samtempe malebligante formi buklojn. Sed eĉ kun MSTP, tre malmultaj eblaj datumaj vojoj restas fermitaj en iu donita reto uzanta la protokolon.
Ekzistis multaj ne-normaj, sendependaj provoj plibonigi la larĝajn larĝajn limigojn de ampleksa arbo tra la jaroj. Dum la projektistoj de iuj el ili asertis sukceson en siaj klopodoj, plej multaj ne estas tute kongruaj kun la kerna protokolo, tio signifas, ke organizoj devas aŭ uzi la ne-normajn ŝanĝojn sur ĉiuj iliaj aparatoj aŭ trovi ian manieron permesi ilin ekzisti kun Ŝaltiloj kurantaj norma interspaca arbo. Plejofte, la kostoj de konservado kaj subtenado de multnombraj gustoj de spanning -arbo ne valoras la penon.
Ĉu Spanning Tree daŭros en la estonteco?
Krom la limigoj en larĝa de bando pro ampleksado de arbo -fermaj retaj vojoj, ne estas multe da penso aŭ penado anstataŭigi la protokolon. Kvankam IEEE foje liberigas ĝisdatigojn por provi fari ĝin pli efika, ili ĉiam estas malantaŭen kongruaj kun ekzistantaj versioj de la protokolo.
En iu senso, Spanning Tree sekvas la regulon de "se ĝi ne rompiĝas, ne riparu ĝin." Spanning Tree funkcias sendepende en la fono de plej multaj retoj por konservi trafikon flui, malhelpi kraŝ-induktajn buklojn formiĝi, kaj enrutante trafikon ĉirkaŭ problemaj makuloj tiel ke finaj uzantoj neniam eĉ scias ĉu iliaj retaj spertoj provizore interrompoj kiel parto de sia tago al- tagaj operacioj. Dume, ĉe la backend, administrantoj povas aldoni novajn aparatojn al siaj retoj sen tro da penso pri tio, ĉu ili povos komuniki kun la resto de la reto aŭ la ekstera mondo.
Pro ĉio, estas probable, ke Spanning -arbo restos uzata dum multaj jaroj. Eble estas iuj etaj ĝisdatigoj de tempo al tempo, sed la kerno ampleksanta arbo -protokolon kaj ĉiujn kritikajn funkciojn, kiujn ĝi plenumas, estas probable ĉi tie por resti.
Afiŝotempo: Nov-07-2023
