Протоколот за опкружување на дрво, понекогаш само што се нарекува дрво, е Waze или MapQuest на современите мрежи на Етернет, насочувајќи го сообраќајот по најефикасниот пат заснован на услови во реално време.
Врз основа на алгоритмот создаден од американскиот компјутерски научник Радија Перлман додека работеше за корпорација за дигитална опрема (ДЕЦ) во 1985 година, примарната цел на дрвото е да спречи вишок врски и јамка на комуникациските патеки во сложените мрежни конфигурации. Како секундарна функција, дрвото што се шири може да ги насочува пакетите околу местата за проблеми за да се обезбеди дека комуникациите се во можност да ветеруваат преку мрежи што може да доживеат нарушувања.
Опфаќа топологија на дрво наспроти прстен топологија
Кога организациите штотуку почнаа да ги мрежат своите компјутери во 1980 -тите, една од најпопуларните конфигурации беше мрежата на рингот. На пример, IBM ја воведе својата комерцијална технологија за прстен во 1985 година.
Во топологијата на прстенеста мрежа, секој јазол се поврзува со двајца други, оној што седи пред него на рингот и оној што е позициониран зад неа. Сигналите патуваат само околу прстенот во една насока, со секој јазол на патот да ги предава сите и сите пакети што се вртат околу прстенот.
Додека едноставните мрежни прстенести мрежи работат добро кога има само неколку компјутери, прстените стануваат неефикасни кога стотици или илјадници уреди се додаваат на мрежа. Компјутерот можеби ќе треба да испраќа пакети преку стотици јазли само за да сподели информации со еден друг систем во соседната просторија. Широчината на опсегот и протокот исто така стануваат проблем кога сообраќајот може да тече само во една насока, без план за резервна копија ако јазол на патот станува скршен или претерано зафатен.
Во 90 -тите години, како што Етернет се побрзо (100Mbit/Sec. Брз Етернет беше воведен во 1995 година) и цената на мрежата на Етернет (мостови, прекинувачи, каблирање) стана значително поевтино од токенот, што се протега на дрвото победи на војните за топологија на ЛАН и топените војни и ток Ringвонот брзо избледе.
Како работи дрвото што се шири
Дрвото што се шири е протокол за пренасочување за пакетите со податоци. Тоа е еден дел од сообраќајниот полицаец и еден дел градежен инженер за мрежните автопати низ кои патуваат податоците. Седи на слој 2 (слој на врска со податоци), така што едноставно се занимава со движење на пакетите до нивната соодветна дестинација, а не каков вид на пакети се испраќаат или податоците што ги содржат.
Дрвото што се шири стана толку сеприсутно што неговата употреба е дефинирана воIEEE 802.1D стандард за мрежно поврзување. Како што е дефинирано во стандардот, може да постои само една активна патека помеѓу сите две крајни точки или станици со цел тие да функционираат правилно.
Списаното дрво е дизајнирано да ја елиминира можноста податоците што минуваат помеѓу мрежните сегменти ќе се заглават во јамка. Во принцип, јамките го мешаат алгоритмот за пренасочување инсталиран во мрежни уреди, што го прави така што уредот повеќе не знае каде да испраќа пакети. Ова може да резултира во удвојување на рамки или пренасочување на дупликат пакети на повеќе дестинации. Пораките можат да се повторат. Комуникациите можат да отскокнат на испраќачот. Може дури и да сруши мрежа ако почнуваат да се појавуваат премногу јамки, јадејќи широкопојасен опсег без никакви значителни придобивки, додека блокираат другиот сообраќај што не се пробива.
Протоколот за дрвозапира да се формираат јамкисо затворање на сите, освен една можна патека за секој пакет со податоци. Вклучувања на мрежно користење на дрво за да ги дефинираат коренските патеки и мостовите каде што податоците можат да патуваат, и функционално да ги затворат дупликатните патеки, што ги прави неактивни и неупотребливи додека е достапна примарна патека.
Резултатот е дека мрежните комуникации проток беспрекорно без оглед на тоа колку е сложена или огромна мрежа. На некој начин, Spanning Tree создава единечни патеки преку мрежа за податоци за да патуваат користејќи софтвер на ист начин како што мрежните инженери користеле хардвер на старите мрежи.
Дополнителни придобивки од дрвото што се шири
Примарната причина што се користи дрвото што се користи е да се елиминира можноста за рутирање на јамки во рамките на мрежата. Но, постојат и други предности.
Бидејќи дрвото што се шири постојано бара и дефинира кои мрежни патеки се достапни за пакетите со податоци да патуваат, може да открие дали јазол што седи по една од тие основни патеки е оневозможен. Ова може да се случи од најразлични причини кои се движат од хардверски неуспех до нова мрежна конфигурација. Може дури и да биде привремена ситуација заснована на ширина на опсег или други фактори.
Кога дрвото се открива дека примарната патека веќе не е активна, може брзо да отвори друга патека што претходно беше затворена. Потоа може да испрати податоци околу местото на проблеми, на крајот назначување на заобиколување како нова примарна патека, или испраќање пакети назад до оригиналниот мост доколку повторно стане достапно.
Додека првичното дрво што се шири беше релативно брзо во правењето на тие нови врски по потреба, во 2001 година IEEE го воведе протоколот за брзо дрво (RSTP). Исто така, наведена како верзија 802.1W на протоколот, RSTP беше дизајниран да обезбеди значително побрзо закрепнување како одговор на мрежните промени, привремени испади или целосно неуспех на компонентите.
И додека RSTP воведе нови однесувања на конвергенција на патеката и улоги на мостови за забрзување на процесот, тој исто така беше дизајниран да биде целосно наназад компатибилен со оригиналното дрво што се протега. Значи, можно е уредите со двете верзии на протоколот да работат заедно на истата мрежа.
Недостатоци на дрво
Додека дрвото што се шири стана сеприсутно во текот на многу години по неговото воведување, има и такви што тврдат дека еДојде време. Најголемата вина на дрвото е тоа што ги затвора потенцијалните јамки во рамките на мрежата со исклучување на потенцијалните патеки каде што податоците би можеле да патуваат. Во секоја дадена мрежа користејќи дрво што се шири, околу 40% од потенцијалните мрежни патеки се затворени за податоци.
Во екстремно сложените мрежни околини, како што се оние што се наоѓаат во центрите за податоци, можноста за брзо зголемување на побарувачката е клучна. Без ограничувања наметнати со дрво, центрите за податоци може да отворат многу повеќе ширина на опсег без потреба од дополнителен хардвер за мрежно поврзување. Ова е еден вид иронична ситуација, затоа што сложените мрежни околини се причината зошто е создадено дрво. И сега заштитата обезбедена од протоколот против јамка е, на некој начин, да ги задржи овие околини назад од нивниот целосен потенцијал.
Рафинирана верзија на протоколот наречен повеќекратно дрво за опкружување (MSTP) беше развиена за да се користат виртуелни LAN и да се овозможи повеќе мрежни патеки да бидат отворени во исто време, истовремено спречувајќи да се формираат јамки. Но, дури и со MSTP, неколку потенцијални патеки за податоци остануваат затворени на која било дадена мрежа користејќи го протоколот.
Имаше многу нестандардизирани, независни обиди за подобрување на ограничувањата на опсегот на дрвото со текот на годините. Додека дизајнерите на некои од нив бараа успех во нивните напори, повеќето не се целосно компатибилни со основниот протокол, што значи дека организациите треба да ги користат или нестандардизираните промени на сите нивни уреди или да најдат некој начин да им овозможат да постојат со прекинувачи што работат стандардно дрво што се шири. Во повеќето случаи, трошоците за одржување и поддршка на повеќекратни вкусови на дрво што се протега не вреди да се потрудат.
Дали ќе продолжи дрвото на дрвото во иднина?
Настрана од ограничувањата во широчината на опсегот, како резултат на мрежните патеки за затворање на дрвјата, нема многу размислување или напор за замена на протоколот. Иако IEEE повремено објавува ажурирања за да се обиде да го направи поефикасен, тие секогаш се наназад компатибилни со постојните верзии на протоколот.
Во извесна смисла, дрвото што се наоѓа го следи правилото „ако не е скршено, не го поправајте“. Опсежното дрво работи независно во позадината на повеќето мрежи за да се одржи сообраќајот, да се спречи формирање на јамки што предизвикуваат несреќи и рутирање на сообраќајот околу местата за проблеми, така што крајните корисници никогаш не знаат дали нивната мрежа доживува привремено нарушувања како дел од неговите секојдневно-за- Дневни операции. Во меѓувреме, на заднината, администраторите можат да додадат нови уреди на своите мрежи без премногу размислување дали ќе можат да комуницираат со остатокот од мрежата или надворешниот свет.
Поради сето тоа, веројатно е дека дрвото за опкружување ќе остане во употреба за наредните години. Може да има некои мали ажурирања од време на време, но протоколот за дрво што се опфаќа и сите критични карактеристики што ги извршува се веројатно тука за да останат.
Време на објавување: ноември-07-2023
