Протокол Спаннинг Трее, који се понекад назива само Спаннинг Трее, је Вазе или МапКуест модерних Етхернет мрежа, усмеравајући саобраћај дуж најефикасније руте засноване на условима у реалном времену.
Засновано на алгоритму који је креирала америчка информатичарка Радиа Перлман док је радила за Дигитал Екуипмент Цорпоратион (ДЕЦ) 1985. године, примарна сврха Спаннинг Трее је да спречи редундантне везе и петљу комуникационих путева у сложеним мрежним конфигурацијама. Као секундарна функција, Спаннинг Трее може усмеравати пакете око проблематичних тачака како би се осигурало да комуникација може да се одвија кроз мреже које би могле да доживе сметње.
Топологија Спаннинг Трее у односу на топологију прстена
Када су организације тек почињале да умрежавају своје рачунаре 1980-их, једна од најпопуларнијих конфигурација била је прстенаста мрежа. На пример, ИБМ је 1985. године представио своју власничку технологију Токен Ринг.
У топологији прстенасте мреже, сваки чвор се повезује са два друга, једним који се налази испред њега на прстену и једним који је позициониран иза њега. Сигнали путују око прстена само у једном правцу, при чему сваки чвор на путу предаје било који или све пакете који се врте око прстена.
Док једноставне прстенасте мреже добро функционишу када постоји само неколико рачунара, прстенови постају неефикасни када се у мрежу додају стотине или хиљаде уређаја. Рачунар ће можда морати да шаље пакете кроз стотине чворова само да би поделио информације са једним другим системом у суседној просторији. Пропусни опсег и пропусност такође постају проблем када саобраћај може да тече само у једном правцу, без резервног плана ако чвор на том путу постане покварен или превише загушен.
Током 90-их, како је Етернет постао бржи (100Мбит/сец. Брзи Етернет је уведен 1995.) и цена Етернет мреже (мостови, прекидачи, каблови) постала знатно јефтинија од Токен Ринг-а, Спаннинг Трее је победило у ЛАН тополошким ратовима и Токенима Прстен је брзо нестао.
Како функционише Спаннинг Трее
Спаннинг Трее је протокол за прослеђивање пакета података. То је једним делом саобраћајни полицајац и једним делом грађевински инжењер за мрежу аутопутева кроз које се преносе подаци. Налази се на слоју 2 (слој везе података), тако да се једноставно бави премештањем пакета до одговарајућег одредишта, а не врсте пакета који се шаљу или података које садрже.
Спаннинг Трее је постало толико свеприсутно да је његова употреба дефинисана уИЕЕЕ 802.1Д мрежни стандард. Као што је дефинисано у стандарду, само једна активна путања може постојати између било које две крајње тачке или станице како би оне правилно функционисале.
Спаннинг Трее је дизајнирано да елиминише могућност да се подаци који пролазе између сегмената мреже заглаве у петљи. У принципу, петље збуњују алгоритам прослеђивања инсталиран на мрежним уређајима, чинећи га тако да уређај више не зна где да шаље пакете. Ово може резултирати умножавањем оквира или прослеђивањем дупликата пакета на више одредишта. Поруке се могу понављати. Комуникација се може вратити до пошиљаоца. Може чак и да сруши мрежу ако почне да се јавља превише петљи, што једе пропусни опсег без икаквих значајних добитака, док блокира други саобраћај без петље да прође.
Протокол разапињућег стаблазауставља формирање петљизатварањем свих могућих путања осим једног за сваки пакет података. Прекидачи на мрежи користе Спаннинг Трее да дефинишу коренске путање и мостове где подаци могу да путују и функционално затварају дупле путање, чинећи их неактивним и неупотребљивим док је примарна путања доступна.
Резултат је да мрежне комуникације теку беспрекорно без обзира на то колико мрежа постаје сложена или огромна. На неки начин, Спаннинг Трее креира појединачне путање кроз мрежу за пренос података користећи софтвер на исти начин на који су мрежни инжењери радили користећи хардвер на старим мрежама петље.
Додатне предности Спаннинг Трее
Главни разлог због којег се користи Спаннинг Трее је да се елиминише могућност рутирања петљи унутар мреже. Али постоје и друге предности.
Пошто Спаннинг Трее стално тражи и дефинише које су мрежне путање доступне за пакете података да путују кроз њих, може открити да ли је чвор који се налази дуж једне од тих примарних путања онемогућен. Ово се може догодити из разних разлога, од квара на хардверу до нове мрежне конфигурације. То чак може бити и привремена ситуација заснована на пропусности или другим факторима.
Када Спаннинг Трее открије да примарна путања више није активна, може брзо да отвори другу путању која је претходно била затворена. Затим може да шаље податке око проблематичне тачке, на крају одредивши обилазницу као нову примарну путању, или да шаље пакете назад на оригинални мост ако поново постане доступан.
Док је оригинално разапињуће стабло било релативно брзо у успостављању тих нових веза по потреби, ИЕЕЕ је 2001. године увео Рапид Спаннинг Трее Протоцол (РСТП). Такође познат и као 802.1в верзија протокола, РСТП је дизајниран да обезбеди знатно бржи опоравак као одговор на промене мреже, привремене прекиде рада или потпуни отказ компоненти.
И док је РСТП увео нова понашања конвергенције путања и улоге портова за премошћивање да би убрзао процес, такође је дизајниран да буде у потпуности компатибилан уназад са оригиналним Спаннинг Трее. Дакле, могуће је да уређаји са обе верзије протокола раде заједно на истој мрежи.
Недостаци Спаннинг Трее
Док је Спаннинг Трее постало свеприсутно током много година након његовог увођења, постоје они који тврде да једошло је време. Највећа грешка Спаннинг Трее-а је то што затвара потенцијалне петље унутар мреже затварањем потенцијалних путева којима би подаци могли да путују. У било којој мрежи која користи Спаннинг Трее, око 40% потенцијалних мрежних путања је затворено за податке.
У изузетно сложеним мрежним окружењима, као што су она која се налазе у центрима података, способност брзог повећања да би се задовољила потражња је критична. Без ограничења која намеће Спаннинг Трее, центри података би могли да отворе много више пропусног опсега без потребе за додатним мрежним хардвером. Ово је помало иронична ситуација, јер су комплексна мрежна окружења разлог зашто је створено Спаннинг Трее. А сада заштита коју пружа протокол од петље на неки начин спречава та окружења од њиховог пуног потенцијала.
Рафинирана верзија протокола под називом Мултипле-Инстанце Спаннинг Трее (МСТП) је развијена да користи виртуелне ЛАН мреже и омогући да више мрежних путања буде отворено у исто време, док се и даље спречава стварање петљи. Али чак и са МСТП-ом, доста потенцијалних путања података остаје затворено на било којој мрежи која користи тај протокол.
Било је много нестандардизованих, независних покушаја да се побољшају ограничења пропусног опсега Спаннинг Трее-а током година. Иако су дизајнери неких од њих тврдили да су успели у својим напорима, већина њих није у потпуности компатибилна са основним протоколом, што значи да организације морају или да примене нестандардизоване промене на свим својим уређајима или да пронађу неки начин да им омогуће постојање са прекидачи који раде на стандардном Спаннинг Трее. У већини случајева, трошкови одржавања и подршке вишеструких укуса Спаннинг Трее нису вредни труда.
Да ли ће се Спаннинг Трее наставити у будућности?
Осим ограничења у пропусном опсегу због Спаннинг Трее затварања мрежних путања, не улаже се много размишљања или напора у замену протокола. Иако ИЕЕЕ повремено објављује ажурирања како би покушала да буде ефикаснија, она су увек компатибилна са постојећим верзијама протокола.
У извесном смислу, Спаннинг Трее следи правило „Ако није покварено, не поправљајте га“. Спаннинг Трее ради независно у позадини већине мрежа како би одржао проток саобраћаја, спречио стварање петљи које изазивају пад и усмеравао саобраћај око проблематичних тачака, тако да крајњи корисници никада не знају да ли њихова мрежа доживљава привремене прекиде као део свакодневног рада. дневне операције. У међувремену, на бацкенд-у, администратори могу да додају нове уређаје у своје мреже без превише размишљања о томе да ли ће моћи или не да комуницирају са остатком мреже или спољним светом.
Због свега тога, вероватно је да ће Спаннинг Трее остати у употреби још много година. Можда ће с времена на време доћи до неких мањих ажурирања, али основни протокол Спаннинг Трее Протоцол и све критичне функције које он обавља вероватно остају ту.
Време поста: 07.11.2023
