Protokolom preklenujúcich stromov, niekedy práve označovaný ako pokrývajúci strom, je Waze alebo MapQuest moderných sietí Ethernet, ktorý smeruje prenos pozdĺž najúčinnejšej trasy založenej na podmienkach v reálnom čase.
Na základe algoritmu vytvoreného americkým počítačom Radia Perlmanom, keď pracovala pre spoločnosť Digital Equipment Corporation (DEC) v roku 1985, hlavným účelom poklesu stromov je zabrániť redundantným prepojeniam a opakovaniu komunikačných dráh v zložitých konfiguráciách siete. Ako sekundárna funkcia môže strom preklenuť smerovať pakety okolo problémových miest, aby sa zabezpečilo, že komunikácia je schopná prevíjať sa cez siete, ktoré by mohli mať narušenia.
Topológia topológie stromu vs. topológia prsteňa
Keď organizácie v 80. rokoch začali prepojiť svoje počítače, jednou z najpopulárnejších konfigurácií bola Ring Network. Napríklad spoločnosť IBM predstavila v roku 1985 svoju technológiu proprietárneho tokenového kruhu.
V topológii Ring Network sa každý uzol spája s dvoma ďalšími, jeden, ktorý sedí pred ním na kruhu a ten, ktorý je za ním umiestnený. Signály cestujú iba okolo krúžku jedným smerom, pričom každý uzol po ceste odovzdáva všetky a všetky pakety, ktoré sa opakujú okolo krúžku.
Zatiaľ čo jednoduché siete Ring fungujú dobre, keď existuje iba niekoľko počítačov, krúžky sa stávajú neefektívnymi, keď sa do siete pridajú stovky alebo tisíce zariadení. Počítač bude možno potrebné odosielať pakety cez stovky uzlov, aby zdieľali informácie s jedným ďalším systémom v susednej miestnosti. Šírka pásma a priepustnosť sa tiež stávajú problémom, keď premávka môže prúdiť iba jedným smerom, bez plánu zálohovania, ak sa uzol po ceste rozbije alebo príliš preťažený.
V 90. rokoch 20. storočia, keď sa Ethernet dostal rýchlejšie (100 MBIT/SEC. Fast Ethernet bol zavedený v roku 1995) a náklady na ethernetovú sieť (mosty, prepínačy, kabeláž) sa stali výrazne lacnejšími ako tokenový kruh, preklenujúci strom vyhral topologické vojny LAN a tokeny Token. Prsteň rýchlo zmizol.
Ako funguje strom preklenutia
Spanning Tree je protokol presmerovania pre dátové pakety. Je to jeden z častých dopravných policajtov a jedným z častí stavebného inžiniera pre sieťové diaľnice, cez ktoré dáva dáta. Sedí na vrstve 2 (vrstva dátového odkazu), takže sa jednoducho týka presunu paketov do ich príslušného cieľa, nie akýkoľvek druh paketov alebo údaje, ktoré obsahujú.
Špinavý strom sa stal tak všadeprítomný, že jeho použitie je definované vIEEE 802.1D Networking Standard. Ako je definované v štandarde, medzi akýmikoľvek dvoma koncovými bodmi alebo stanicami môže existovať iba jedna aktívna cesta, aby mohli správne fungovať.
Spanning Tree je navrhnutý tak, aby eliminoval možnosť, že údaje prechádzajúce medzi sieťovými segmentmi uviaznu v slučke. Všeobecne platí, že slučky zamieňajú algoritmus presmerovania nainštalovaného v sieťových zariadeniach, vďaka čomu je zariadenie tak, aby už viac nevedelo, kde odosielať pakety. To môže mať za následok duplikáciu snímok alebo presmerovanie duplicitných paketov do viacerých destinácií. Správy sa môžu opakovať. Komunikácia sa môže odraziť späť odosielateľovi. Môže dokonca zrútiť sieť, ak sa začne vyskytovať príliš veľa slučiek, jesť šírku pásma bez výrazných ziskov, pričom blokuje ďalšie prenosy, ktoré nie sú k dispozícii.
Protokol o priepustnom stromovom protokoleZastaví slučky pred formovanímUzatvorením všetkej možnej dráhy pre každý dátový paket. Prepína na sieti, ktorý používa strom preklenutia na definovanie koreňových ciest a mostov, kde sa dáta môžu cestovať, a funkčne zatváraním duplicitných ciest, čím ich vykresľujú neaktívne a nepoužiteľné, zatiaľ čo je k dispozícii primárna cesta.
Výsledkom je, že sieťová komunikácia plynulo prúdia bez ohľadu na to, ako zložitá alebo veľká sieť sa stáva sieťou. Svojím spôsobom, Spanning Tree vytvára jednotlivé cesty cez sieť, aby sa údaje mohli cestovať pomocou softvéru rovnakým spôsobom, aký robil sieťové inžinieri pomocou hardvéru v starých slučkových sieťach.
Ďalšie výhody priesečného stromu
Primárnym dôvodom, prečo sa strom preklenuje, je odstránenie možnosti smerovania slučiek v sieti. Existujú však aj ďalšie výhody.
Pretože Tree Tree neustále hľadá a definuje, ktoré sieťové cesty sú k dispozícii pre dátové pakety, cez ktoré sa majú cestovať, dokáže zistiť, či je uzol sediaci pozdĺž jednej z týchto primárnych ciest zakázaný. Môže sa to stať z rôznych dôvodov od zlyhania hardvéru po novú konfiguráciu siete. Môže to byť dokonca dočasná situácia založená na šírke pásma alebo iných faktoroch.
Keď strom preklenutia zistí, že primárna cesta už nie je aktívna, môže rýchlo otvoriť ďalšiu cestu, ktorá bola predtým uzavretá. Potom môže posielať údaje okolo problémového miesta, prípadne označuje obchádzku ako novú primárnu cestu alebo odosielanie paketov späť na pôvodný most, ak bude opäť k dispozícii.
Zatiaľ čo pôvodný pokrývajúci strom bol pomerne rýchly pri vytváraní týchto nových spojení podľa potreby, v roku 2001 IEEE predstavila protokol Rapid Tree Tree Protocol (RSTP). RSTP tiež označovaná ako verzia protokolu 802.1W, bola navrhnutá tak, aby poskytovala výrazne rýchlejšie obnovenie v reakcii na zmeny siete, dočasné výpadky alebo priame zlyhanie komponentov.
A zatiaľ čo RSTP zaviedla nové správanie konvergencie cesty a úlohy mostných portov na urýchlenie procesu, bol tiež navrhnutý tak, aby bol úplne spätne kompatibilný s pôvodným pokrývaným stromom. Preto je možné, aby zariadenia s oboma verziami protokolu spolupracovali v tej istej sieti.
Nedostatky siahajúceho stromu
Zatiaľ čo priepastný strom sa stal všadeprítomným v priebehu mnohých rokov po jeho zavedení, existujú tí, ktorí tvrdia, že je toPrišiel čas. Najväčšou vinou priestoru stromu je to, že uzatvára potenciálne slučky v sieti vypnutím potenciálnych ciest, kam by sa údaje mohli cestovať. V akejkoľvek danej sieti, ktorá používa strom, je asi 40% potenciálnych sieťových ciest uzavretých na údaje.
V extrémne zložitých sieťových prostrediach, ako sú napríklad tie, ktoré sa nachádzajú v dátových centrách, je schopnosť rýchlo sa rozšíriť, aby uspokojila dopyt. Bez obmedzení, ktoré ukladá stromový strom, by dátové centrá mohli otvoriť oveľa väčšiu šírku pásma bez potreby ďalšieho sieťového hardvéru. Je to druh ironickej situácie, pretože zložité sieťové prostredie sú dôvodom, prečo bol vytvorený trh s priepasťou. A teraz ochrana poskytnutá protokolom proti slučku, svojím spôsobom, držať tieto prostredie späť od ich plného potenciálu.
Rafinovaná verzia protokolu nazývaného strom s viacerými inštanciami (MSTP) bola vyvinutá, aby využila virtuálne LAN a umožnila otvorenie viacerých sieťových ciest súčasne, pričom sa stále bránilo formovaniu slučiek. Ale aj pri MSTP zostáva pomerne málo potenciálnych dátových ciest v ktorejkoľvek danej sieti, ktorá využíva protokol.
V priebehu rokov bolo veľa neštandardných nezávislých pokusov o zlepšenie obmedzení šírky pásma. Zatiaľ čo dizajnéri niektorých z nich si vo svojom úsilí uplatňovali úspech, väčšina z nich nie je úplne kompatibilná s hlavným protokolom, čo znamená, že organizácie musia buď použiť neštandardizované zmeny na všetkých svojich zariadeniach, alebo nájsť nejaký spôsob, ako im umožniť existovať Spínače bežiace štandardný strom preklenutia. Vo väčšine prípadov náklady na udržiavanie a podporu viacerých príchutí stromu s priemerom nestojí za námahu.
Bude priepasný strom pokračovať v budúcnosti?
Okrem obmedzení v šírke pásma v dôsledku priepustných ciest na zatváraní stromov, nie je veľa premýšľania alebo úsilia vynaložené na výmenu protokolu. Aj keď IEEE občas uvoľňuje aktualizácie, aby sa pokúsil zefektívniť, sú vždy spätne kompatibilné s existujúcimi verziami protokolu.
V istom zmysle, preklenujúci strom sleduje pravidlo „Ak sa to nezlomí, neopravujte ho.“ Spanning Tree beží nezávisle na pozadí väčšiny sietí, aby udržal prenos prenosu, zabránil formovaniu slučiek vyvolaných nehodami a smerovanie prenosu okolo problémových spotov, aby koncoví používatelia nikdy nevedeli, či ich sieťové prežívajú dočasne prerušenia v rámci svojej každodennej denné operácie. Medzitým môžu administrátori do svojich sietí pridať nové zariadenia do svojich sietí bez toho, aby príliš premýšľali o tom, či budú schopní komunikovať so zvyškom siete alebo vonkajším svetom.
Z dôvodu toho všetkého je pravdepodobné, že krupínsky strom zostane v nasledujúcich rokoch v používaní. Z času na čas môžu byť niektoré menšie aktualizácie, ale protokol o stromu v jadre a všetky kritické funkcie, ktoré vykonáva, sú pravdepodobne tu, aby zostali.
Čas príspevku: november-07-2023
