A átfogó fa protokoll, amelyet néha csak átfogó fának neveznek, a modern Ethernet hálózatok waze vagy mapquestje, amely a valós idejű körülmények alapján a leghatékonyabb út mentén irányítja a forgalmat.
Az amerikai számítógépes tudós, Radia Perlman által létrehozott algoritmus alapján, miközben 1985 -ben a Digital Equipment Corporationnél dolgozott (december), a Tána átfedésének elsődleges célja a redundáns linkek és a kommunikációs útvonalak hurkolásának megakadályozása a komplex hálózati konfigurációkban. Másodlagos funkcióként az átfogó fa a csomagokat a bajfoltok körül vezetheti, hogy a kommunikáció képes legyen olyan hálózatokon keresztül, amelyek zavarokat tapasztalhatnak.
Átfogó fa topológia vs. gyűrűs topológia
Amikor a szervezetek csak az 1980 -as években kezdték el a számítógépeik hálózatát, az egyik legnépszerűbb konfiguráció a Ring Network volt. Például az IBM 1985 -ben vezette be tulajdonosi tokengyűrű -technológiáját.
A gyűrűhálózati topológiában minden csomópont két másikhoz kapcsolódik, az egyik előtte ül a gyűrűn, és a másik mögött. A jelek csak egyetlen irányban haladnak a gyűrű körül, és minden csomópont az út mentén átadja a gyűrű körül hurkoló összes csomagot.
Míg az egyszerű gyűrűhálózatok jól működnek, ha csak maroknyi számítógép van, a gyűrűk nem hatékonyak, ha több száz vagy több ezer eszközt adnak hozzá a hálózathoz. Lehet, hogy egy számítógépnek több száz csomóponton keresztül kell küldenie csomagokat, csak hogy megosszák az információkat egy másik rendszerrel a szomszédos helyiségben. A sávszélesség és az átviteli sebesség akkor is problémává válik, ha a forgalom csak egy irányba áramolhat, anélkül, hogy az út mentén egy csomópont megszakad vagy túlságosan túlterhelt.
A 90 -es években, mivel az Ethernet gyorsabban (100mbit/sec. Fast Ethernet -et vezettek be 1995 -ben), és az Ethernet hálózat (hidak, kapcsolók, kábelezés) költségei jelentősen olcsóbbak lettek, mint A gyűrű gyorsan elhalványult.
Hogyan működik a fán átfogó
Az átfogó fa az adatcsomagok továbbítási protokollja. Ez egy részben a forgalmi rendőr és a hálózati autópályák egy részének építőmérnöke, amelyen az adatok átjutnak. A 2. rétegben (Data Link réteg) ül, tehát egyszerűen a csomagok megfelelő rendeltetési helyére történő áthelyezésével foglalkozik, nem pedig milyen csomagokat küldenek, vagy azokat az adatokat, amelyeket tartalmaznak.
A Tána fa annyira mindenütt jelenik meg, hogy annak használatát aIEEE 802.1D hálózati szabvány- A szabványban meghatározottak szerint csak egy aktív út létezhet bármelyik végpont vagy állomás között, hogy megfelelően működjenek.
Az átfogó fát úgy tervezték, hogy kiküszöbölje annak lehetőségét, hogy a hálózati szegmensek közötti adatok elakadjanak egy hurokba. Általánosságban elmondható, hogy a hurkok összekeverik a hálózati eszközökbe telepített továbbítási algoritmust, így az eszköz már nem tudja, hová kell küldeni a csomagokat. Ez a keretek megkettőzését vagy a másolatú csomagok több rendeltetési helyre történő továbbítását eredményezheti. Az üzenetek megismétlődhetnek. A kommunikáció visszapattanhat egy feladóhoz. Még egy hálózatot is összeomlik, ha túl sok hurok kezdődik, és a sávszélességet eszik, anélkül, hogy észrevehető nyereséget jelentene, miközben megakadályozza a többi nem hurkolt forgalmat.
A spankoló fa protokollMegállítja a hurkok kialakulásátaz egyes adatcsomagok kivételével az összes lehetséges út kivételével. A hálózat bekapcsolása az átfogó fát használja a gyökérútok és hidak meghatározására, ahol az adatok utazhatnak, és funkcionálisan bezárják a duplikált útvonalakat, inaktívvá és használhatatlanná teszik őket, miközben rendelkezésre állnak elsődleges út.
Ennek eredményeként a hálózati kommunikáció zökkenőmentesen áramlik, függetlenül attól, hogy mennyire bonyolult vagy hatalmas lesz a hálózat. Bizonyos értelemben az átfogó fa egyetlen útvonalat hoz létre egy hálózaton keresztül az adatokhoz, hogy a szoftver használatával ugyanúgy utazhassanak, mint a hálózati mérnökök a régi hurokhálózatok hardverét használják.
A fán átfutásának további előnyei
Az elsődleges okot a fára használják, hogy kiküszöböljük a hurkok hálózaton belüli útválasztásának lehetőségét. De vannak más előnyök is.
Mivel a Spanning Tree folyamatosan keresi és meghatározza, hogy mely hálózati útvonalak állnak rendelkezésre az adatcsomagok átutazásához, felismerheti, hogy az egyik elsődleges útvonal mentén ülő csomópont le van tiltva. Ez különféle okokból történhet, kezdve a hardver kudarcától az új hálózati konfigurációig. Ez akár átmeneti helyzet lehet a sávszélesség vagy más tényezők alapján.
Ha a fa átfutása észleli, hogy az elsődleges út már nem aktív, akkor gyorsan megnyithat egy másik utat, amelyet korábban bezártak. Ezután adatokat küldhet a bajhely körül, végül a kitérőt az új elsődleges útvonalnak jelöli, vagy csomagokat küld az eredeti hídra, ha ismét elérhetővé válik.
Míg az eredeti átfogó fa viszonylag gyors volt az új kapcsolatok kialakításában, 2001 -ben az IEEE bemutatta a gyors átfogó fa protokollt (RSTP). A protokoll 802.1W verziójának nevezett RSTP -t úgy tervezték, hogy jelentősen gyorsabban gyógyuljon a hálózati változásokra, az ideiglenes kiesésekre vagy az alkatrészek egyenes meghibásodására.
Míg az RSTP új útkonvergencia -viselkedést és hídport szerepeket vezetett be a folyamat felgyorsítása érdekében, azt is úgy tervezték, hogy teljesen visszafelé kompatibilis legyen az eredeti átfogó fával. Tehát lehetséges, hogy a protokoll mindkét verziójával rendelkező eszközök ugyanabban a hálózaton működjenek együtt.
A átfogó fa hiányosságai
Noha a tán át a fa a bevezetést követő sok év során mindenütt jelenik meg, vannak olyanok, akik azt állítják, hogy azEljött az idő- A Spanning Tree legnagyobb hibája az, hogy bezárja a hálózaton belüli potenciális hurkokat azáltal, hogy leállítja a lehetséges útvonalakat, ahol az adatok utazhatnak. Bármely adott hálózatban, amely a Spanning Tree -t használja, a potenciális hálózati útvonalak kb. 40% -a zárva van az adatokhoz.
Rendkívül összetett hálózati környezetben, mint például az adatközpontokban találtak, kritikus fontosságú az a képesség, hogy gyorsan felgyorsítsák a keresletet. Az átfogó fa korlátozásai nélkül az adatközpontok sokkal több sávszélességet nyithatnak meg, anélkül, hogy további hálózati hardvereket igényelnének. Ez egyfajta ironikus helyzet, mert az összetett hálózati környezetek jöttek létre a Spanning Tree -re. És most a protokoll által nyújtott védelem a hurok elleni védelem bizonyos szempontból az, hogy ezeket a környezeteket visszatartja a teljes potenciáljuktól.
A protokoll finomított változatát, az úgynevezett MultipleTance Spanning Tree (MSTP) nevezték el, hogy virtuális LAN-ket alkalmazzanak, és lehetővé tegyék, hogy több hálózati útvonal egyidejűleg nyitva álljon, miközben megakadályozza a hurkok kialakulását. De még az MSTP -vel is, sok potenciális adatútvonal marad bezárva a protokollt alkalmazó hálózaton.
Számos nem szabványosított, független kísérlet történt az átfogó fa sávszélesség-korlátozásainak javítására az évek során. Míg néhányuk tervezői sikereket igényeltek erőfeszítéseikben, a legtöbb nem teljesen kompatibilis az alapvető protokolllal, azaz a szervezeteknek vagy a nem szabványosított változásokat minden eszközükön alkalmazniuk kell, vagy megtalálniuk kell valamilyen módon, hogy létezhessenek számukra. Kapcsolja a standard átfogó fa futtatását. A legtöbb esetben a Tána Ta több ízének fenntartásának és támogatásának költségei nem érik meg az erőfeszítést.
Folytatódik -e a Canning Tree a jövőben?
A sávszélesség korlátozásain kívül a fát záró hálózati útvonalak miatt, a protokoll cseréjére nincs sok gondolat vagy erőfeszítés. Bár az IEEE időnként frissítéseket bocsát ki, hogy megpróbálja hatékonyabbá tenni, mindig visszafelé kompatibilisek a protokoll meglévő verzióival.
Bizonyos értelemben a Canning Tree követi a „ha nem tört meg, ne javítsa meg” szabályt. Az átfogó fa önállóan fut a legtöbb hálózat hátterében, hogy megakadályozza a forgalom áramlását, megakadályozza, hogy az ütközés-indukáló hurkok kialakuljanak, és a forgalmat a bajfoltok köré irányítsák, hogy a végfelhasználók soha nem tudják, hogy hálózatuk átmenetileg zavarja-e a napi napját. napi műveletek. Eközben a háttérben az adminisztrátorok új eszközöket adhatnak hozzá hálózataikhoz anélkül, hogy túl sokat gondolkodnának arról, hogy képesek lesznek -e kommunikálni a hálózat többi részével vagy a külvilággal.
Mindezek miatt valószínű, hogy az átfogó fa sok éven át fog használni. Lehet, hogy időről időre vannak néhány kisebb frissítés, de a Core átfogó fa protokoll és az összes elvégzett kritikus tulajdonság valószínűleg itt marad.
A postai idő: november 07-2023
