Bazen sadece yayılan ağaç olarak adlandırılan yayılan ağaç protokolü, modern Ethernet ağlarının waze veya mapquest'idir ve trafiği gerçek zamanlı koşullara dayalı en verimli rota boyunca yönlendirir.
1985 yılında Digital Equipment Corporation (DEC) için çalışırken Amerikan bilgisayar bilimcisi Radia Perlman tarafından oluşturulan bir algoritmaya dayanarak, ağacı yaymanın birincil amacı, karmaşık ağ konfigürasyonlarındaki gereksiz bağlantıları ve iletişim yollarının döngüsünü önlemektir. İkincil bir işlev olarak, yayılan ağaç, iletişimin kesintiler yaşayabilecek ağlar aracılığıyla rüzgar yapabilmesini sağlamak için paketleri sorunlu noktaların etrafında yönlendirebilir.
Yaygın ağaç topolojisi ve halka topolojisi
Kuruluşlar 1980'lerde bilgisayarlarını ağlamaya başladığında, en popüler yapılandırmalardan biri halka ağıydı. Örneğin, IBM 1985 yılında tescilli token halka teknolojisini tanıttı.
Bir halka ağı topolojisinde, her düğüm, biri halka üzerinde ve diğeri arkasına yerleştirilmiş iki kişiye bağlanır. Sinyaller sadece halka etrafında tek bir yönde hareket eder, yol boyunca her bir düğüm, tüm paketleri halka etrafında döndürür.
Basit halka ağları sadece bir avuç bilgisayar olduğunda iyi çalışırken, bir ağa yüzlerce veya binlerce cihaz eklendiğinde halkalar verimsiz hale gelir. Bir bilgisayarın, bitişik bir odada başka bir sistemle bilgi paylaşmak için yüzlerce düğümden paket göndermesi gerekebilir. Bant genişliği ve verim, trafik sadece bir yönde akabildiğinde, yol boyunca bir düğüm kırılırsa veya aşırı tıkanırsa yedekleme planı olmadan bir sorun haline gelir.
90'larda, Ethernet daha hızlı (100mbit/sn. 1995 yılında hızlı Ethernet tanıtıldı) ve bir Ethernet ağının maliyeti (köprüler, anahtarlar, kablolama) belirteç halkasından önemli ölçüde daha ucuz hale geldi, yayma ağaç LAN topoloji savaşlarını ve jetonunu kazandı Yüzük hızla kayboldu.
Yayılan ağaç nasıl çalışıyor
Yaygın ağaç, veri paketleri için bir yönlendirme protokolüdür. Bir kısmen trafik polisi ve verilerin üzerinden geçen ağ otoyolları için bir kısmen inşaat mühendisidir. Katman 2'de (veri bağlantısı katmanı) oturur, bu nedenle paketleri ne tür paketler gönderildiği veya içerdikleri verilerle değil, uygun hedeflerine taşımayla ilgilidir.
Yaygın ağaç o kadar yaygın hale geldi ki, kullanımıIEEE 802.1D Ağ Standardı. Standartta tanımlandığı gibi, düzgün çalışabilmeleri için iki uç nokta veya istasyon arasında yalnızca bir aktif yol olabilir.
Yaygın ağaç, ağ segmentleri arasında geçen verilerin bir döngüde sıkışıp kalma olasılığını ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır. Genel olarak, döngüler ağ cihazlarına yüklenen yönlendirme algoritmasını karıştırarak cihazın artık paketleri nereye göndereceğini bilmemesi için bunu yapar. Bu, çerçevelerin çoğaltılmasına veya yinelenen paketlerin birden fazla hedefe yönlendirilmesine neden olabilir. Mesajlar tekrarlanabilir. İletişim bir gönderene geri dönebilir. Çok fazla döngü meydana gelmeye başlarsa bir ağı bile çarpabilir, diğer döngüsel olmayan trafiğin geçmesini engellerken kayda değer bir kazanç olmadan bant genişliği yutur.
Yayılan ağaç protokolüDöngüleri şekillendirmesini durdururHer veri paketi için olası bir yol hariç tümü kapatarak. Bir ağdaki anahtarlar, verilerin hareket edebileceği kök yolları ve köprüleri tanımlamak için yayılan ağacı kullanır ve yinelenen yolları işlevsel olarak kapatır, birincil yol mevcutken onları aktif olmayan ve kullanılamaz hale getirir.
Sonuç olarak, ağ iletişimi bir ağın ne kadar karmaşık veya geniş olduğuna bakılmaksızın sorunsuz bir şekilde akmasıdır. Bir bakıma, yayılan ağaç, ağ mühendislerinin eski döngü ağlarında donanım kullandıkları gibi yazılımı kullanarak verilerin seyahat etmesi için bir ağ aracılığıyla tek yollar oluşturur.
Yayılan ağacın ek avantajları
Ağacın yayılmasının birincil nedeni, bir ağdaki döngüleri yönlendirme olasılığını ortadan kaldırmaktır. Ama başka avantajlar da var.
Kapsamlı ağaç, veri paketlerinin seyahat etmesi için hangi ağ yollarının mevcut olduğunu sürekli aradığından ve tanımladığından, bu birincil yollardan biri boyunca oturan bir düğümün devre dışı bırakılıp devre dışı bırakılıp devredilmediğini tespit edebilir. Bu, bir donanım arızasından yeni bir ağ yapılandırmasına kadar çeşitli nedenlerle gerçekleşebilir. Bant genişliğine veya diğer faktörlere dayanan geçici bir durum bile olabilir.
Yayılan ağaç, bir birincil yolun artık aktif olmadığını tespit ettiğinde, daha önce kapatılmış olan başka bir yolu hızla açabilir. Daha sonra sorun noktasının etrafına veri gönderebilir, sonunda dolambaçlı yeni birincil yol olarak belirleyebilir veya tekrar kullanılabilir hale gelmesi durumunda paketleri orijinal köprüye geri gönderebilir.
Orijinal yayılan ağaç bu yeni bağlantıları gerektiği gibi yaparken nispeten hızlıyken, 2001'de IEEE hızlı yayılan ağaç protokolünü (RSTP) tanıttı. Protokolün 802.1W sürümü olarak da adlandırılan RSTP, ağ değişikliklerine, geçici kesintilere veya bileşenlerin açık arızasına yanıt olarak önemli ölçüde daha hızlı iyileşme sağlamak üzere tasarlanmıştır.
RSTP, süreci hızlandırmak için yeni yol yakınsama davranışları ve köprü portu rolleri getirirken, orijinal yayılan ağaçla tam olarak uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle, protokolün her iki sürümüne sahip cihazların aynı ağda birlikte çalışması mümkündür.
Yayılan ağacın eksiklikleri
Yaymak, tanıtımını takip eden yıllar boyunca her yerde bulunurken, bunun olduğunu iddia edenler var.Zaman geldi. Ağacın yayılmasının en büyük hatası, verilerin seyahat edebileceği potansiyel yolları kapatarak bir ağdaki potansiyel döngüleri kapatmasıdır. Kapsamlı ağaç kullanan herhangi bir ağda, potansiyel ağ yollarının yaklaşık% 40'ı verilere kapalıdır.
Veri merkezlerinde bulunanlar gibi son derece karmaşık ağ ortamlarında, talebi karşılamak için hızlı bir şekilde ölçeklendirme yeteneği kritiktir. Ağacın yaydığı sınırlamalar olmadan, veri merkezleri ek ağ donanımına ihtiyaç duymadan çok daha fazla bant genişliği açabilir. Bu bir tür ironik bir durumdur, çünkü karmaşık ağ ortamları, ağaçların neden yaratıldığıdır. Ve şimdi protokolün döngülere karşı sağladığı koruma, bir bakıma, bu ortamları tam potansiyellerinden uzak tutmaktır.
Protokolün, sanal LAN'ları kullanmak ve daha fazla ağ yolunun aynı anda açık olmasını sağlamak için çoklu kurucu yayılma ağaç (MSTP) adı verilen rafine bir versiyonu geliştirildi ve yine de döngülerin oluşmasını önledi. Ancak MSTP ile bile, protokolü kullanan herhangi bir ağda birkaç potansiyel veri yolu kapalı kalır.
Yıllar boyunca yayılan ağacın bant genişliği kısıtlamalarını iyileştirmek için standart olmayan, bağımsız birçok girişim olmuştur. Bazılarının tasarımcıları çabalarında başarılı olduğunu iddia etmiş olsa da, çoğu çekirdek protokolle tamamen uyumlu değil, yani kuruluşların ya tüm cihazlarında standart olmayan değişiklikleri kullanmaları veya var olmasına izin verecek bir yol bulmaları gerekiyor Standart yayılan ağacı çalıştıran anahtarlar. Çoğu durumda, yayılan ağacın birden fazla lezzetini koruma ve destekleme maliyetleri çabaya değmez.
Kapsamlı ağaç gelecekte devam edecek mi?
Yayılan ağaç kapatma ağ yolları nedeniyle bant genişliğindeki sınırlamaların yanı sıra, protokolün değiştirilmesine çok fazla düşünce veya çaba yoktur. IEEE zaman zaman güncellemeleri daha verimli hale getirmek ve daha verimli hale getirmekle birlikte, protokolün mevcut sürümleriyle her zaman geriye dönük uyumludurlar.
Bir anlamda, yayılan ağaç “eğer kırılmazsa, düzeltmeyin” kuralını takip eder. Yayılan ağaç, trafiğin akmasını önlemek, çarpışmaya neden olan döngülerin oluşturulmasını önlemek ve trafiği sorun noktaları etrafında yönlendirmek için çoğu ağın arka planında bağımsız olarak çalışır, böylece son kullanıcılar ağ deneyimlerinin gün-gün-bir parçası olarak geçici olarak aksamalar olup olmadığını asla bilemezse Günlük operasyonlar. Bu arada, arka uçta yöneticiler, ağın geri kalanıyla veya dış dünyayla iletişim kurabilecekleri konusunda çok fazla düşünülmeden ağlarına yeni cihazlar ekleyebilirler.
Tüm bunlardan dolayı, yayılan ağacın uzun yıllar boyunca kullanımda kalması muhtemeldir. Zaman zaman bazı küçük güncellemeler olabilir, ancak çekirdek yayma ağaç protokolü ve gerçekleştirdiği tüm kritik özellikler muhtemelen burada kalmak içindir.
Gönderme Zamanı: Kasım-07-2023
