Spanning Tree Protocol, რომელსაც ზოგჯერ უბრალოდ მოიხსენიებენ, როგორც Spanning Tree, არის თანამედროვე Ethernet ქსელების Waze ან MapQuest, რომელიც მართავს ტრაფიკს ყველაზე ეფექტურ მარშრუტზე რეალურ დროში პირობების საფუძველზე.
ამერიკელი კომპიუტერის მეცნიერის რადია პერლმანის მიერ 1985 წელს შექმნილ ალგორითმზე დაყრდნობით, როდესაც ის მუშაობდა Digital Equipment Corporation-ში (DEC) 1985 წელს, Spanning Tree-ის მთავარი დანიშნულებაა თავიდან აიცილოს ზედმეტი ბმულები და კომუნიკაციის გზები კომპლექსურ ქსელურ კონფიგურაციებში.როგორც მეორადი ფუნქცია, Spanning Tree-ს შეუძლია პაკეტების მარშრუტირება პრობლემური ადგილების გარშემო, რათა დარწმუნდეს, რომ კომუნიკაციებს შეუძლიათ გადაადგილება ქსელებში, რომლებიც შესაძლოა განიცდიან შეფერხებებს.
გაშლილი ხის ტოპოლოგია რგოლის ტოპოლოგიის წინააღმდეგ
როდესაც 1980-იან წლებში ორგანიზაციები იწყებდნენ თავიანთი კომპიუტერების ქსელურ ქსელს, ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული კონფიგურაცია იყო რგოლის ქსელი.მაგალითად, IBM-მა 1985 წელს წარადგინა თავისი საკუთრების Token Ring ტექნოლოგია.
რგოლის ქსელის ტოპოლოგიაში, თითოეული კვანძი აკავშირებს ორ სხვას, ერთი რომელიც ზის მის წინ რგოლზე და ერთი მის უკან.სიგნალები ტრიალებს რგოლის ირგვლივ მხოლოდ ერთი მიმართულებით, ყოველი კვანძი გზაზე გადასცემს ნებისმიერ პაკეტს რგოლის გარშემო.
მიუხედავად იმისა, რომ მარტივი რგოლის ქსელები კარგად მუშაობს, როდესაც მხოლოდ რამდენიმე კომპიუტერია, რგოლები არაეფექტური ხდება, როდესაც ასობით ან ათასობით მოწყობილობა ემატება ქსელს.კომპიუტერს შეიძლება დასჭირდეს პაკეტების გაგზავნა ასობით კვანძის მეშვეობით მხოლოდ იმისთვის, რომ ინფორმაცია გაუზიაროს სხვა სისტემას მიმდებარე ოთახში.გამტარუნარიანობა და გამტარუნარიანობა ასევე ხდება პრობლემა, როდესაც ტრაფიკი შეიძლება მხოლოდ ერთი მიმართულებით მიედინება, სარეზერვო გეგმის გარეშე, თუ გზაზე კვანძი გატეხილია ან ზედმეტად გადატვირთულია.
90-იან წლებში, როდესაც Ethernet უფრო დაჩქარდა (100 მბიტი/წმ. Fast Ethernet დაინერგა 1995 წელს) და Ethernet ქსელის ღირებულება (ხიდები, გადამრთველები, კაბელები) მნიშვნელოვნად იაფი გახდა, ვიდრე Token Ring, Spanning Tree-მ მოიგო LAN ტოპოლოგიის ომები და Token. ბეჭედი სწრაფად გაქრა.
როგორ მუშაობს გაშლილი ხე
Spanning Tree არის გადაგზავნის პროტოკოლი მონაცემთა პაკეტებისთვის.ეს არის ერთი ნაწილი საგზაო პოლიციელი და ერთი ნაწილი სამოქალაქო ინჟინერი ქსელის მაგისტრალებისთვის, რომლებშიც მონაცემები გადის.ის დგას ფენაში 2 (მონაცემთა ბმულის ფენა), ამიტომ ის უბრალოდ ეხება პაკეტების შესაბამის დანიშნულების ადგილზე გადატანას და არა იმას, თუ რა სახის პაკეტები იგზავნება, ან მათში შემავალი მონაცემები.
Spanning Tree იმდენად გავრცელებული გახდა, რომ მისი გამოყენება განსაზღვრულიაIEEE 802.1D ქსელის სტანდარტი.როგორც სტანდარტშია განსაზღვრული, მხოლოდ ერთი აქტიური გზა შეიძლება არსებობდეს ორ ბოლო წერტილს ან სადგურს შორის, რათა მათ სწორად იმუშაონ.
Spanning Tree შექმნილია იმისათვის, რომ აღმოფხვრას შესაძლებლობა, რომ ქსელის სეგმენტებს შორის გადასული მონაცემები ციკლში მოხვდეს.ზოგადად, მარყუჟები აბნევს ქსელურ მოწყობილობებში დაყენებულ გადაგზავნის ალგორითმს, რის გამოც მოწყობილობამ აღარ იცის სად გაგზავნოს პაკეტები.ამან შეიძლება გამოიწვიოს ფრეიმების დუბლირება ან დუბლიკატი პაკეტების გადაგზავნა რამდენიმე მიმართულებით.შეტყობინებები შეიძლება განმეორდეს.კომუნიკაციები შეიძლება დაუბრუნდეს გამგზავნს.მას შეუძლია ქსელის დაშლაც კი, თუ ძალიან ბევრი მარყუჟი დაიწყება, რაც ჭამს სიჩქარეს რაიმე შესამჩნევი მოგების გარეშე, ხოლო ბლოკავს სხვა არა-მარყუჟის ტრაფიკს.
Spanning Tree Protocolაჩერებს მარყუჟების ფორმირებასმონაცემთა თითოეული პაკეტისთვის ერთის გარდა ყველა შესაძლო გზის დახურვით.ქსელში ჩამრთველები იყენებენ Spanning Tree-ს, რათა განსაზღვრონ ძირეული ბილიკები და ხიდები, სადაც მონაცემები შეიძლება გადაადგილდეს, და ფუნქციურად დახუროს დუბლიკატი ბილიკები, რაც მათ უმოქმედო და გამოუსადეგარი აქცევს, სანამ ძირითადი ბილიკი ხელმისაწვდომია.
შედეგი არის ის, რომ ქსელური კომუნიკაციები შეუფერხებლად მიედინება, მიუხედავად იმისა, თუ რამდენად რთული ან ფართო გახდება ქსელი.გარკვეულწილად, Spanning Tree ქმნის ცალკეულ ბილიკებს ქსელში მონაცემთა გადასაადგილებლად პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, ისევე, როგორც ქსელის ინჟინრები აკეთებდნენ ტექნიკის გამოყენებით ძველ მარყუჟის ქსელებში.
გაშლილი ხის დამატებითი უპირატესობები
Spanning Tree-ის გამოყენების ძირითადი მიზეზი არის ქსელში მარშრუტების მარშრუტიზაციის შესაძლებლობის აღმოფხვრა.მაგრამ არის სხვა უპირატესობებიც.
იმის გამო, რომ Spanning Tree მუდმივად ეძებს და განსაზღვრავს, თუ რომელი ქსელის ბილიკებია ხელმისაწვდომი მონაცემთა პაკეტებისთვის გადასაადგილებლად, მას შეუძლია აღმოაჩინოს, გამორთულია თუ არა კვანძი, რომელიც მდებარეობს ერთ-ერთ ძირითად გზაზე.ეს შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა მიზეზის გამო, დაწყებული ტექნიკის უკმარისობით დაწყებული ქსელის ახალ კონფიგურაციამდე.ეს შეიძლება იყოს დროებითი სიტუაციაც კი, რომელიც დაფუძნებულია გამტარუნარიანობაზე ან სხვა ფაქტორებზე.
როდესაც Spanning Tree აღმოაჩენს, რომ ძირითადი გზა აღარ არის აქტიური, მას შეუძლია სწრაფად გახსნას სხვა გზა, რომელიც ადრე დახურული იყო.შემდეგ მას შეუძლია გაგზავნოს მონაცემები პრობლემური ადგილის გარშემო, საბოლოოდ განსაზღვროს შემოვლითი გზა, როგორც ახალი ძირითადი გზა, ან გაგზავნოს პაკეტები თავდაპირველ ხიდზე, თუ ის ხელახლა გახდება ხელმისაწვდომი.
მიუხედავად იმისა, რომ თავდაპირველი Spanning Tree შედარებით სწრაფად ახორციელებდა ახალ კავშირებს საჭიროებისამებრ, 2001 წელს IEEE-მ შემოიტანა Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP).ასევე მოხსენიებული, როგორც პროტოკოლის 802.1w ვერსია, RSTP შეიქმნა იმისათვის, რომ უზრუნველყოს მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფი აღდგენა ქსელის ცვლილებების, დროებითი გათიშვის ან კომპონენტების აშკარა უკმარისობის საპასუხოდ.
და მიუხედავად იმისა, რომ RSTP-მ შემოიტანა ახალი ბილიკის კონვერგენციის ქცევები და ხიდის პორტის როლები პროცესის დასაჩქარებლად, იგი ასევე შეიქმნა ისე, რომ სრულად შეესაბამებოდეს ორიგინალურ Spanning Tree-ს.ამრიგად, პროტოკოლის ორივე ვერსიის მქონე მოწყობილობებმა შეიძლება ერთად იმუშაონ იმავე ქსელში.
გაშლილი ხის ნაკლოვანებები
მიუხედავად იმისა, რომ Spanning Tree გახდა ყველგან გავრცელებული მისი დანერგვის შემდეგ მრავალი წლის განმავლობაში, არიან ისეთებიც, რომლებიც ამტკიცებენ, რომ ისდადგა დრო.Spanning Tree-ის ყველაზე დიდი ბრალია ის, რომ ის ხურავს პოტენციურ მარყუჟებს ქსელში პოტენციური გზების გამორთვით, სადაც მონაცემთა გადაადგილება შეიძლება.ნებისმიერ მოცემულ ქსელში, რომელიც იყენებს Spanning Tree-ს, პოტენციური ქსელის ბილიკების დაახლოებით 40% დახურულია მონაცემებისთვის.
უკიდურესად რთულ ქსელურ გარემოში, როგორიც არის მონაცემთა ცენტრებში, კრიტიკულია მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად სწრაფად გაზრდის შესაძლებლობა.Spanning Tree-ის მიერ დაწესებული შეზღუდვების გარეშე, მონაცემთა ცენტრებს შეეძლოთ გაცილებით მეტი გამტარუნარიანობის გახსნა დამატებითი ქსელის აპარატურის საჭიროების გარეშე.ეს ერთგვარი ირონიული სიტუაციაა, რადგან რთული ქსელური გარემო არის ის, რის გამოც შეიქმნა Spanning Tree.ახლა კი პროტოკოლით გათვალისწინებული დაცვა მარყუჟისგან, გარკვეულწილად, აკავებს ამ გარემოს მათი სრული პოტენციალისგან.
პროტოკოლის დახვეწილი ვერსია სახელწოდებით Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) შემუშავდა ვირტუალური LAN-ების გამოსაყენებლად და ერთდროულად მეტი ქსელის ბილიკის გახსნის საშუალებას, მარყუჟების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად.მაგრამ MSTP-ითაც კი, მონაცემთა საკმაოდ ბევრი პოტენციური ბილიკი დახურულია ნებისმიერ მოცემულ ქსელზე, რომელიც იყენებს პროტოკოლს.
მრავალი არასტანდარტიზებული, დამოუკიდებელი მცდელობა გაუმჯობესდა Spanning Tree-ის გამტარუნარიანობის შეზღუდვები წლების განმავლობაში.მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი მათგანის დიზაინერებმა წარმატებას მიაღწიეს თავიანთ მცდელობებში, უმეტესობა არ არის სრულად თავსებადი მთავარ პროტოკოლთან, რაც ნიშნავს, რომ ორგანიზაციებმა უნდა გამოიყენონ არასტანდარტული ცვლილებები ყველა მოწყობილობაზე, ან იპოვონ რაიმე გზა, რათა მათ არსებობა დაუშვან. გადამრთველები გაშვებული სტანდარტული Spanning Tree.უმეტეს შემთხვევაში, Spanning Tree-ის მრავალი არომატის შენარჩუნებისა და მხარდაჭერის ხარჯები არ ღირს ძალისხმევად.
გაგრძელდება თუ არა ხის დაფარვა მომავალში?
გარდა გამტარუნარიანობის შეზღუდვებისა, რაც დაკავშირებულია ქსელის ბილიკების დახურვის გამო Spanning Tree, პროტოკოლის შეცვლაზე დიდი ფიქრი ან ძალისხმევა არ არის საჭირო.მიუხედავად იმისა, რომ IEEE დროდადრო ავრცელებს განახლებებს, რათა ის უფრო ეფექტური გახდეს, ისინი ყოველთვის უკუთავსებადია პროტოკოლის არსებულ ვერსიებთან.
გარკვეული გაგებით, Spanning Tree მიჰყვება წესს "თუ ის არ გატეხილია, არ გაასწორო".Spanning Tree დამოუკიდებლად მუშაობს ქსელების უმეტესობის ფონზე, რათა შეინარჩუნოს ტრაფიკის ნაკადი, თავიდან აიცილოს ავარიის გამომწვევი მარყუჟების წარმოქმნა და ტრაფიკის მარშრუტირება პრობლემურ ადგილებზე ისე, რომ საბოლოო მომხმარებლებმა ვერც კი გაიგონ, განიცდის თუ არა მათ ქსელს დროებითი შეფერხებები, როგორც მისი ყოველდღიური ნაწილი. დღის ოპერაციები.იმავდროულად, უკანა პლანზე, ადმინისტრატორებს შეუძლიათ დაამატონ ახალი მოწყობილობები თავიანთ ქსელებში ზედმეტი ფიქრის გარეშე, შეძლებენ თუ არა კომუნიკაციას დანარჩენ ქსელთან ან გარე სამყაროსთან.
ყოველივე ამის გამო, სავარაუდოა, რომ Spanning Tree დარჩება გამოყენებაში მრავალი წლის განმავლობაში.შეიძლება დროდადრო იყოს მცირე განახლებები, მაგრამ ძირითადი Spanning Tree Protocol და მის მიერ შესრულებული ყველა კრიტიკული ფუნქცია, ალბათ, აქ დარჩება.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-07-2023
