Protokol pokok yang merangkumi, kadang-kadang hanya dirujuk sebagai pokok yang merangkumi, adalah Waze atau Mapquest rangkaian Ethernet moden, mengarahkan lalu lintas di sepanjang laluan yang paling berkesan berdasarkan keadaan masa nyata.
Berdasarkan algoritma yang dicipta oleh saintis komputer Amerika Radia Perlman semasa dia bekerja untuk Digital Equipment Corporation (DEC) pada tahun 1985, tujuan utama Spanning Tree adalah untuk mencegah hubungan berlebihan dan gelung laluan komunikasi dalam konfigurasi rangkaian yang kompleks. Sebagai fungsi sekunder, Spanning Tree boleh mengarahkan paket di sekitar tempat masalah untuk memastikan bahawa komunikasi dapat mengalir melalui rangkaian yang mungkin mengalami gangguan.
Merangkumi topologi pokok vs topologi cincin
Apabila organisasi baru mula rangkaian komputer mereka pada tahun 1980 -an, salah satu konfigurasi yang paling popular adalah rangkaian cincin. Sebagai contoh, IBM memperkenalkan teknologi cincin token proprietari pada tahun 1985.
Dalam topologi rangkaian cincin, setiap nod menghubungkan dengan dua orang lain, yang duduk di hadapannya di cincin dan satu yang berada di belakangnya. Isyarat hanya bergerak di sekitar cincin ke satu arah, dengan setiap nod di sepanjang jalan menyerahkan mana -mana dan semua paket gelung di sekitar cincin.
Walaupun rangkaian cincin mudah berfungsi dengan baik apabila terdapat hanya segelintir komputer, cincin menjadi tidak cekap apabila beratus -ratus atau ribuan peranti ditambah ke rangkaian. Komputer mungkin perlu menghantar paket melalui beratus -ratus nod hanya untuk berkongsi maklumat dengan satu sistem lain di bilik bersebelahan. Bandwidth dan throughput juga menjadi masalah apabila lalu lintas hanya boleh mengalir ke satu arah, tanpa rancangan sandaran jika nod di sepanjang jalan menjadi pecah atau terlalu padat.
Pada tahun 90 -an, apabila Ethernet semakin cepat (100mbit/saat Ethernet cepat diperkenalkan pada tahun 1995) dan kos rangkaian Ethernet (jambatan, suis, kabel) menjadi lebih murah daripada cincin token, merangkumi pokok memenangi perang topologi LAN dan token Cincin dengan cepat memudar.
Bagaimana Pokok Berfungsi Berfungsi
Spanning Tree adalah protokol pemajuan untuk paket data. Ia adalah satu bahagian polis trafik dan satu bahagian jurutera awam untuk lebuh raya rangkaian yang data bergerak melalui. Ia duduk di lapisan 2 (lapisan pautan data), jadi ia hanya prihatin dengan paket bergerak ke destinasi yang sesuai, bukan jenis paket yang dihantar, atau data yang mereka ada.
Pokok yang merangkumi telah menjadi begitu di mana -mana bahawa penggunaannya ditakrifkan diStandard rangkaian IEEE 802.1d. Seperti yang ditakrifkan dalam piawaian, hanya satu laluan aktif yang boleh wujud di antara mana -mana dua titik akhir atau stesen agar mereka berfungsi dengan baik.
Spanning Tree direka untuk menghapuskan kemungkinan bahawa data yang berlalu antara segmen rangkaian akan terjebak dalam gelung. Secara umum, gelung mengelirukan algoritma pemajuan yang dipasang dalam peranti rangkaian, menjadikannya supaya peranti tidak lagi tahu di mana untuk menghantar paket. Ini boleh menyebabkan pertindihan bingkai atau penghantaran paket pendua ke pelbagai destinasi. Mesej boleh diulang. Komunikasi boleh bangkit kembali ke penghantar. Ia juga boleh merosakkan rangkaian jika terlalu banyak gelung mula berlaku, memakan jalur lebar tanpa sebarang keuntungan yang cukup besar sambil menyekat lalu lintas yang tidak dilayari lain.
Protokol pokok yang merangkumimenghentikan gelung daripada membentukDengan menutup semua tetapi satu laluan yang mungkin untuk setiap paket data. Beralih pada penggunaan rangkaian yang merangkumi pokok untuk menentukan laluan akar dan jambatan di mana data boleh bergerak, dan secara fungsional menutup laluan pendua, menjadikannya tidak aktif dan tidak dapat digunakan semasa laluan utama tersedia.
Hasilnya ialah aliran komunikasi rangkaian dengan lancar tanpa mengira betapa rumit atau luas rangkaian menjadi. Dengan cara ini, Spanning Tree mencipta laluan tunggal melalui rangkaian untuk data untuk bergerak menggunakan perisian dengan cara yang sama yang jurutera rangkaian menggunakan perkakasan pada rangkaian gelung lama.
Faedah tambahan pokok yang merangkumi
Alasan utama yang merangkumi pokok digunakan adalah untuk menghapuskan kemungkinan gelung penghalaan dalam rangkaian. Tetapi ada kelebihan lain juga.
Kerana Spanning Tree sentiasa mencari dan menentukan laluan rangkaian mana yang tersedia untuk paket data untuk perjalanan, ia dapat mengesan jika nod yang duduk di sepanjang salah satu laluan utama telah dilumpuhkan. Ini boleh berlaku untuk pelbagai sebab dari kegagalan perkakasan ke konfigurasi rangkaian baru. Ia juga boleh menjadi situasi sementara berdasarkan lebar jalur atau faktor lain.
Apabila merangkumi pokok mengesan bahawa laluan utama tidak lagi aktif, ia dapat dengan cepat membuka jalan lain yang telah ditutup sebelum ini. Ia kemudiannya boleh menghantar data di sekitar tempat masalah, akhirnya menetapkan jalan memutar sebagai laluan utama baru, atau menghantar paket kembali ke jambatan asal sekiranya ia menjadi tersedia.
Walaupun pokok spanning yang asal agak cepat dalam membuat sambungan baru seperti yang diperlukan, pada tahun 2001 IEEE memperkenalkan Protokol Pohon Rapid Spanning (RSTP). Juga disebut sebagai versi 802.1W protokol, RSTP direka untuk memberikan pemulihan yang lebih cepat sebagai tindak balas kepada perubahan rangkaian, gangguan sementara atau kegagalan komponen secara terang -terangan.
Dan sementara RSTP memperkenalkan tingkah laku penumpuan jalan baru dan peranan pelabuhan jambatan untuk mempercepatkan proses, ia juga direka untuk menjadi serasi sepenuhnya dengan pokok spanning asal. Oleh itu, mungkin untuk peranti dengan kedua -dua versi protokol untuk beroperasi bersama -sama pada rangkaian yang sama.
Kekurangan pokok yang merangkumi
Walaupun pokok yang merangkumi telah menjadi di mana -mana selama bertahun -tahun berikutan pengenalannya, ada orang yang berpendapat bahawa ia adalahmasa telah tiba. Kesalahan terbesar pokok spanning adalah bahawa ia menutup gelung yang berpotensi dalam rangkaian dengan menutup laluan yang berpotensi di mana data dapat bergerak. Dalam mana -mana rangkaian yang diberikan menggunakan pokok yang merangkumi, kira -kira 40% daripada laluan rangkaian yang berpotensi ditutup kepada data.
Dalam persekitaran rangkaian yang sangat kompleks, seperti yang terdapat di dalam pusat data, keupayaan untuk meningkatkan dengan cepat untuk memenuhi permintaan adalah kritikal. Tanpa batasan yang dikenakan oleh Pokok Merangkumi, pusat data boleh membuka lebih banyak jalur lebar tanpa memerlukan perkakasan rangkaian tambahan. Ini adalah keadaan yang ironis, kerana persekitaran rangkaian yang kompleks adalah mengapa pokok spanning dicipta. Dan sekarang perlindungan yang disediakan oleh protokol terhadap gelung adalah, dengan cara yang memegang persekitaran mereka kembali dari potensi penuh mereka.
Versi protokol yang disempurnakan yang dipanggil Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) telah dibangunkan untuk menggunakan LAN maya dan membolehkan lebih banyak laluan rangkaian dibuka pada masa yang sama, sementara masih menghalang gelung daripada membentuk. Tetapi walaupun dengan MSTP, beberapa laluan data yang berpotensi tetap ditutup pada mana -mana rangkaian tertentu yang menggunakan protokol.
Terdapat banyak percubaan yang tidak standard, bebas untuk meningkatkan sekatan jalur lebar yang merangkumi pokok selama bertahun-tahun. Walaupun pereka sesetengah daripada mereka telah mendakwa kejayaan dalam usaha mereka, kebanyakannya tidak sepenuhnya serasi dengan protokol teras, yang bermaksud organisasi perlu sama ada menggunakan perubahan yang tidak standard pada semua peranti mereka atau mencari beberapa cara untuk membolehkan mereka wujud dengan suis yang menjalankan pokok spanning standard. Dalam kebanyakan kes, kos mengekalkan dan menyokong pelbagai perisa pokok yang merangkumi tidak bernilai usaha.
Adakah Pokok Menghidupkan Terus Di Masa Depan?
Selain daripada batasan lebar jalur kerana merangkumi laluan rangkaian penutup pokok, tidak banyak pemikiran atau usaha yang diganti untuk menggantikan protokol. Walaupun IEEE kadang -kadang mengeluarkan kemas kini untuk mencuba dan menjadikannya lebih cekap, mereka sentiasa bersesuaian dengan versi protokol sedia ada.
Dalam ertikata, Spanning Tree mengikuti peraturan "jika ia tidak pecah, jangan memperbaikinya." Spanning Tree berjalan secara bebas di latar belakang kebanyakan rangkaian untuk memastikan lalu lintas mengalir, mencegah gelung yang mendorong kemalangan daripada membentuk, dan mengarahkan lalu lintas di sekitar tempat masalah sehingga pengguna akhir tidak pernah tahu jika rangkaian mereka mengalami gangguan sementara sebagai sebahagian daripada hari ke- Operasi hari. Sementara itu, di belakang, pentadbir boleh menambah peranti baru ke rangkaian mereka tanpa terlalu banyak berfikir sama ada mereka akan dapat berkomunikasi dengan seluruh rangkaian atau dunia luar.
Kerana semua itu, kemungkinan pokok yang merangkumi akan terus digunakan selama bertahun -tahun yang akan datang. Mungkin terdapat beberapa kemas kini kecil dari semasa ke semasa, tetapi protokol pokok yang merangkumi teras dan semua ciri kritikal yang dilakukannya mungkin di sini untuk kekal.
Masa Post: Nov-07-2023
