Spanning Tree Protocol, terkadang hanya disebut sebagai Spanning Tree, adalah Waze atau MapQuest dari jaringan Ethernet modern, yang mengarahkan lalu lintas ke sepanjang rute paling efisien berdasarkan kondisi waktu nyata.
Berdasarkan algoritma yang dibuat oleh ilmuwan komputer Amerika Radia Perlman ketika dia bekerja untuk Digital Equipment Corporation (DEC) pada tahun 1985, tujuan utama Spanning Tree adalah untuk mencegah tautan berlebihan dan perulangan jalur komunikasi dalam konfigurasi jaringan yang kompleks. Sebagai fungsi sekunder, Spanning Tree dapat merutekan paket di sekitar titik masalah untuk memastikan bahwa komunikasi dapat melewati jaringan yang mungkin mengalami gangguan.
Topologi Spanning Tree vs Topologi Ring
Ketika organisasi baru mulai membuat jaringan komputer mereka pada tahun 1980an, salah satu konfigurasi yang paling populer adalah jaringan cincin. Misalnya, IBM memperkenalkan teknologi Token Ring miliknya pada tahun 1985.
Dalam topologi jaringan ring, setiap node terhubung dengan dua node lainnya, satu node berada di depan ring dan satu lagi berada di belakangnya. Sinyal hanya bergerak mengelilingi ring dalam satu arah, dengan setiap node di sepanjang jalur tersebut menyerahkan semua paket yang berputar di sekitar ring.
Meskipun jaringan dering sederhana berfungsi dengan baik ketika hanya ada segelintir komputer, cincin menjadi tidak efisien ketika ratusan atau ribuan perangkat ditambahkan ke jaringan. Sebuah komputer mungkin perlu mengirim paket melalui ratusan node hanya untuk berbagi informasi dengan satu sistem lain di ruangan yang berdekatan. Bandwidth dan throughput juga menjadi masalah ketika lalu lintas hanya dapat mengalir dalam satu arah, tanpa rencana cadangan jika node di sepanjang jalur tersebut rusak atau terlalu padat.
Pada tahun 90an, ketika Ethernet menjadi lebih cepat (100Mbit/detik. Fast Ethernet diperkenalkan pada tahun 1995) dan biaya jaringan Ethernet (bridge, switch, kabel) menjadi jauh lebih murah dibandingkan Token Ring, Spanning Tree memenangkan perang topologi LAN dan Token. Dering dengan cepat memudar.
Cara Kerja Spanning Tree
Spanning Tree adalah protokol penerusan paket data. Ini adalah satu bagian polisi lalu lintas dan satu bagian insinyur sipil untuk jaringan jalan raya yang dilalui data. Ia berada di Lapisan 2 (lapisan data link), sehingga hanya berkaitan dengan pemindahan paket ke tujuan yang sesuai, bukan jenis paket yang dikirim, atau data yang dikandungnya.
Spanning Tree telah tersebar luas sehingga penggunaannya didefinisikan dalamStandar jaringan IEEE 802.1D. Sebagaimana didefinisikan dalam standar, hanya ada satu jalur aktif antara dua titik akhir atau stasiun agar keduanya dapat berfungsi dengan baik.
Spanning Tree dirancang untuk menghilangkan kemungkinan data yang lewat antar segmen jaringan akan terjebak dalam satu lingkaran. Secara umum, loop mengacaukan algoritme penerusan yang dipasang di perangkat jaringan, sehingga perangkat tersebut tidak lagi mengetahui ke mana harus mengirim paket. Hal ini dapat mengakibatkan duplikasi frame atau penerusan paket duplikat ke beberapa tujuan. Pesan bisa terulang kembali. Komunikasi dapat dipantulkan kembali ke pengirim. Ia bahkan dapat membuat jaringan crash jika terlalu banyak loop yang mulai terjadi, memakan bandwidth tanpa keuntungan yang berarti dan memblokir lalu lintas non-loop lainnya agar tidak dapat melewatinya.
Protokol Spanning Treemenghentikan pembentukan loopdengan menutup semua kecuali satu jalur yang mungkin untuk setiap paket data. Switch pada jaringan menggunakan Spanning Tree untuk menentukan jalur akar dan jembatan di mana data dapat berjalan, dan secara fungsional menutup jalur duplikat, menjadikannya tidak aktif dan tidak dapat digunakan saat jalur utama tersedia.
Hasilnya adalah komunikasi jaringan mengalir dengan mulus terlepas dari seberapa kompleks atau luasnya suatu jaringan. Di satu sisi, Spanning Tree menciptakan jalur tunggal melalui jaringan agar data dapat berjalan menggunakan perangkat lunak dengan cara yang hampir sama seperti yang dilakukan para insinyur jaringan saat menggunakan perangkat keras pada jaringan loop lama.
Manfaat Tambahan Spanning Tree
Alasan utama digunakannya Spanning Tree adalah untuk menghilangkan kemungkinan routing loop dalam suatu jaringan. Namun ada juga kelebihan lainnya.
Karena Spanning Tree terus-menerus mencari dan menentukan jalur jaringan mana yang tersedia untuk dilalui paket data, Spanning Tree dapat mendeteksi apakah node yang berada di salah satu jalur utama tersebut telah dinonaktifkan. Hal ini dapat terjadi karena berbagai alasan mulai dari kegagalan perangkat keras hingga konfigurasi jaringan baru. Bahkan bisa menjadi situasi sementara berdasarkan bandwidth atau faktor lainnya.
Ketika Spanning Tree mendeteksi bahwa jalur utama tidak lagi aktif, maka dengan cepat dapat membuka jalur lain yang telah ditutup sebelumnya. Ia kemudian dapat mengirim data ke sekitar titik masalah, yang pada akhirnya menetapkan jalan memutar tersebut sebagai jalur utama baru, atau mengirim paket kembali ke jembatan asli jika jalur tersebut kembali tersedia.
Meskipun Spanning Tree asli relatif cepat dalam membuat koneksi baru sesuai kebutuhan, pada tahun 2001 IEEE memperkenalkan Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP). Juga disebut sebagai protokol versi 802.1w, RSTP dirancang untuk memberikan pemulihan yang jauh lebih cepat sebagai respons terhadap perubahan jaringan, pemadaman sementara, atau kegagalan komponen secara langsung.
Dan meskipun RSTP memperkenalkan perilaku konvergensi jalur baru dan peran port jembatan untuk mempercepat proses, RSTP juga dirancang agar sepenuhnya kompatibel dengan Spanning Tree asli. Jadi perangkat dengan kedua versi protokol dapat beroperasi bersama di jaringan yang sama.
Kekurangan Spanning Tree
Meskipun Spanning Tree telah ada di mana-mana selama bertahun-tahun setelah diperkenalkan, ada orang-orang yang berpendapat bahwa itu adalahwaktunya telah tiba. Kesalahan terbesar Spanning Tree adalah ia menutup loop potensial dalam jaringan dengan menutup jalur potensial yang dilalui data. Di jaringan mana pun yang menggunakan Spanning Tree, sekitar 40% jalur jaringan potensial tertutup bagi data.
Dalam lingkungan jaringan yang sangat kompleks, seperti yang terdapat dalam pusat data, kemampuan untuk meningkatkan skala dengan cepat guna memenuhi permintaan sangatlah penting. Tanpa batasan yang diberlakukan oleh Spanning Tree, pusat data dapat membuka lebih banyak bandwidth tanpa memerlukan perangkat keras jaringan tambahan. Ini adalah situasi yang ironis, karena lingkungan jaringan yang kompleks adalah alasan mengapa Spanning Tree diciptakan. Dan sekarang perlindungan yang diberikan oleh protokol terhadap perulangan, dengan cara tertentu, menghambat lingkungan tersebut untuk mencapai potensi penuhnya.
Versi protokol yang disempurnakan yang disebut Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) dikembangkan untuk menggunakan LAN virtual dan memungkinkan lebih banyak jalur jaringan terbuka pada saat yang sama, sambil tetap mencegah pembentukan loop. Namun bahkan dengan MSTP, beberapa jalur data potensial tetap tertutup pada jaringan tertentu yang menggunakan protokol tersebut.
Ada banyak upaya independen dan non-standar untuk meningkatkan pembatasan bandwidth Spanning Tree selama bertahun-tahun. Meskipun para perancang dari beberapa protokol tersebut telah mengklaim keberhasilan dalam upaya mereka, sebagian besar tidak sepenuhnya kompatibel dengan protokol inti, yang berarti organisasi perlu menerapkan perubahan non-standar pada semua perangkat mereka atau mencari cara agar protokol tersebut dapat bertahan dengan baik. switch yang menjalankan Spanning Tree standar. Dalam kebanyakan kasus, biaya pemeliharaan dan dukungan berbagai varian Spanning Tree tidak sebanding dengan usaha yang dikeluarkan.
Akankah Spanning Tree Berlanjut di Masa Depan?
Selain keterbatasan bandwidth karena penutupan jalur jaringan Spanning Tree, tidak banyak pemikiran atau upaya yang dilakukan untuk mengganti protokol. Meskipun IEEE terkadang merilis pembaruan untuk mencoba dan membuatnya lebih efisien, pembaruan tersebut selalu kompatibel dengan versi protokol yang ada.
Dalam arti tertentu, Spanning Tree mengikuti aturan “Jika tidak rusak, jangan diperbaiki.” Spanning Tree berjalan secara independen di latar belakang sebagian besar jaringan untuk menjaga lalu lintas tetap mengalir, mencegah terbentuknya loop yang menyebabkan crash, dan mengarahkan lalu lintas di sekitar titik-titik masalah sehingga pengguna akhir tidak pernah tahu apakah jaringan mereka mengalami gangguan sementara sebagai bagian dari aktivitas sehari-hari. operasi sehari-hari. Sementara itu, di backend, administrator dapat menambahkan perangkat baru ke jaringannya tanpa terlalu memikirkan apakah mereka dapat berkomunikasi dengan seluruh jaringan atau dunia luar atau tidak.
Karena itu semua, kemungkinan besar Spanning Tree akan tetap digunakan hingga bertahun-tahun mendatang. Mungkin ada beberapa pembaruan kecil dari waktu ke waktu, tetapi inti Spanning Tree Protocol dan semua fitur penting yang dijalankannya mungkin akan tetap ada.
Waktu posting: 07 November 2023
