Protokol Spanning Tree, kadang-kadang hanya disebut sebagai spanning tree, adalah Waze atau MapQuest dari jaringan Ethernet modern, mengarahkan lalu lintas di sepanjang rute yang paling efisien berdasarkan kondisi real-time.
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 yang berlebihan dan perulangan jalur komunikasi dalam konfigurasi jaringan yang kompleks. Sebagai fungsi sekunder, Spanning Tree dapat merutekan paket di sekitar tempat -tempat yang sulit untuk memastikan bahwa komunikasi dapat melingkari jaringan yang mungkin mengalami gangguan.
Spanning Tree Topology vs. Ring Topology
Ketika organisasi baru mulai jaringan komputer mereka di tahun 1980 -an, salah satu konfigurasi paling populer adalah jaringan Ring. Sebagai contoh, IBM memperkenalkan teknologi cincin token miliknya pada tahun 1985.
Dalam topologi jaringan cincin, setiap node terhubung dengan dua lainnya, satu yang duduk di depannya di atas ring dan satu yang diposisikan di belakangnya. Sinyal hanya melakukan perjalanan di sekitar cincin dalam satu arah, dengan setiap node di sepanjang jalan menyerahkan setiap dan semua paket yang berputar di sekitar cincin.
Sementara jaringan cincin sederhana berfungsi dengan baik ketika hanya ada beberapa komputer, cincin menjadi tidak efisien ketika ratusan atau ribuan perangkat ditambahkan ke jaringan. Komputer mungkin perlu mengirim paket melalui ratusan node hanya untuk berbagi informasi dengan satu sistem lain di ruang yang berdekatan. Bandwidth dan throughput juga menjadi masalah ketika lalu lintas hanya dapat mengalir dalam satu arah, tanpa rencana cadangan jika sebuah simpul di sepanjang jalan menjadi rusak atau terlalu padat.
Di tahun 90 -an, karena Ethernet semakin cepat (100mbit/detik. Ethernet cepat diperkenalkan pada tahun 1995) dan biaya jaringan Ethernet (jembatan, sakelar, pemasangan kabel) menjadi lebih murah secara signifikan daripada cincin token, spanning tree memenangkan perang topologi LAN dan token Berdering dengan cepat memudar.
Bagaimana Spanning Tree Bekerja
Spanning Tree adalah protokol penerusan untuk paket data. Ini adalah satu bagian polisi lalu lintas dan satu bagian insinyur sipil untuk jalan raya jaringan yang dilalui data. Itu duduk di lapisan 2 (lapisan tautan data), sehingga hanya berkaitan dengan paket yang bergerak ke tujuan yang sesuai, bukan jenis paket apa yang sedang dikirim, atau data yang dikandungnya.
Spanning Tree telah menjadi sangat ada di mana -mana sehingga penggunaannya didefinisikan dalamStandar Jaringan IEEE 802.1D. Sebagaimana didefinisikan dalam standar, hanya satu jalur aktif yang dapat ada antara dua titik akhir atau stasiun agar mereka dapat berfungsi dengan baik.
Spanning Tree dirancang untuk menghilangkan kemungkinan bahwa data yang lewat antara segmen jaringan akan macet dalam satu lingkaran. Secara umum, loop membingungkan algoritma penerusan yang diinstal di perangkat jaringan, membuatnya sehingga perangkat tidak lagi tahu ke mana harus mengirim paket. Ini dapat menghasilkan duplikasi frame atau penerusan paket duplikat ke banyak tujuan. Pesan bisa diulang. Komunikasi dapat bangkit kembali ke pengirim. Bahkan dapat merusak jaringan jika terlalu banyak loop mulai terjadi, memakan bandwidth tanpa keuntungan yang cukup besar sambil memblokir lalu lintas non-loop lainnya agar tidak berhasil.
Protokol Spanning Treemenghentikan loop dari pembentukanDengan menutup semua kecuali satu jalur yang mungkin untuk setiap paket data. Switch pada jaringan menggunakan spanning tree untuk mendefinisikan jalur akar dan jembatan di mana data dapat bepergian, dan secara fungsional menutup jalur duplikat, menjadikannya tidak aktif dan tidak dapat digunakan saat jalur utama tersedia.
Hasilnya adalah bahwa komunikasi jaringan mengalir dengan mulus terlepas dari seberapa kompleks atau luas jaringan. Di satu sisi, Spanning Tree membuat jalur tunggal melalui jaringan untuk data untuk bepergian menggunakan perangkat lunak dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh insinyur jaringan menggunakan perangkat keras di jaringan loop lama.
Manfaat tambahan dari spanning tree
Alasan utama spanning tree digunakan adalah untuk menghilangkan kemungkinan routing loop dalam jaringan. Tetapi ada keunggulan lain juga.
Karena Spanning Tree terus mencari dan mendefinisikan jalur jaringan mana yang tersedia untuk paket data untuk dilalui, itu dapat mendeteksi apakah sebuah simpul yang duduk di sepanjang salah satu jalur utama telah dinonaktifkan. Ini dapat terjadi karena berbagai alasan mulai dari kegagalan perangkat keras hingga konfigurasi jaringan baru. Ini bahkan bisa menjadi situasi sementara berdasarkan bandwidth atau faktor lainnya.
Ketika spanning pohon mendeteksi bahwa jalur utama tidak lagi aktif, ia dapat dengan cepat membuka jalur lain yang sebelumnya telah ditutup. Ini kemudian dapat mengirim data di sekitar titik masalah, akhirnya menunjuk jalan memutar sebagai jalur utama yang baru, atau mengirim paket kembali ke jembatan asli jika tersedia lagi.
Sementara spanning tree asli relatif cepat dalam membuat koneksi baru sesuai kebutuhan, pada tahun 2001 IEEE memperkenalkan Protokol Pohon Spanning Rapid (RSTP). Juga disebut sebagai versi 802.1W dari protokol, RSTP dirancang untuk memberikan pemulihan yang lebih cepat secara signifikan dalam menanggapi perubahan jaringan, pemadaman sementara atau kegagalan komponen secara langsung.
Dan sementara RSTP memperkenalkan perilaku konvergensi jalur baru dan menjembatani peran pelabuhan untuk mempercepat proses, itu juga dirancang untuk sepenuhnya kompatibel dengan pohon spanning asli. Jadi dimungkinkan untuk perangkat dengan kedua versi protokol untuk beroperasi bersama di jaringan yang sama.
Kekurangan spanning tree
Sementara Spanning Tree telah menjadi ada di mana -mana selama bertahun -tahun setelah perkenalannya, ada orang -orang yang berpendapat bahwa ituWaktu telah tiba. Kesalahan terbesar dari spanning tree adalah bahwa ia menutup loop potensial dalam jaringan dengan mematikan jalur potensial di mana data dapat bepergian. Dalam jaringan apa pun yang diberikan menggunakan spanning tree, sekitar 40% dari jalur jaringan potensial ditutup untuk data.
Di lingkungan jaringan yang sangat kompleks, seperti yang ditemukan di dalam pusat data, kemampuan untuk meningkatkan dengan cepat untuk memenuhi permintaan sangat penting. Tanpa batasan yang dikenakan oleh Spanning Tree, pusat data dapat membuka lebih banyak bandwidth tanpa perlu perangkat keras jaringan tambahan. Ini semacam situasi yang ironis, karena lingkungan jaringan yang kompleks adalah mengapa spanning tree dibuat. Dan sekarang perlindungan yang diberikan oleh protokol terhadap perulangan, dengan cara tertentu, menahan lingkungan itu dari potensi penuh mereka.
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 loop terbentuk. Tetapi bahkan dengan MSTP, beberapa jalur data potensial tetap ditutup pada jaringan apa pun yang menggunakan protokol.
Ada banyak upaya independen yang tidak standar dan independen untuk meningkatkan pembatasan bandwidth spanning tree selama bertahun-tahun. Sementara para desainer dari beberapa dari mereka telah mengklaim keberhasilan dalam upaya mereka, sebagian besar tidak sepenuhnya kompatibel dengan protokol inti, yang berarti organisasi perlu menggunakan perubahan yang tidak standar pada semua perangkat mereka atau menemukan beberapa cara untuk memungkinkan mereka untuk eksis dengan mereka untuk eksis dengan mereka untuk eksis dengan mereka untuk eksis sakelar menjalankan pohon spanning standar. Dalam kebanyakan kasus, biaya mempertahankan dan mendukung berbagai rasa spanning tree tidak sepadan dengan usaha.
Akankah Spanning Tree berlanjut di masa depan?
Selain dari keterbatasan bandwidth karena spanning tree penutupan jalur jaringan, tidak ada banyak pemikiran atau upaya yang dilakukan untuk mengganti protokol. Meskipun IEEE sesekali melepaskan pembaruan untuk mencoba dan membuatnya lebih efisien, mereka selalu kompatibel dengan versi protokol yang ada.
Dalam arti tertentu, Spanning Tree mengikuti aturan "jika tidak rusak, jangan perbaiki." Spanning Tree berjalan secara independen di latar belakang sebagian besar jaringan untuk menjaga lalu lintas tetap mengalir, mencegah loop yang menyebabkan kerusakan terbentuk, dan merutekan lalu lintas di sekitar tempat-tempat yang sulit sehingga pengguna akhir bahkan tidak pernah tahu apakah pengalaman jaringan mereka untuk sementara waktu mengganggu sebagai bagian dari sehari-hari- Operasi hari. Sementara itu, di backend, administrator dapat menambahkan perangkat baru ke jaringan mereka tanpa terlalu banyak berpikir apakah mereka akan dapat berkomunikasi dengan seluruh jaringan atau dunia luar.
Karena semua itu, kemungkinan spanning pohon akan tetap digunakan selama bertahun -tahun yang akan datang. Mungkin ada beberapa pembaruan kecil dari waktu ke waktu, tetapi protokol inti spanning tree dan semua fitur kritis yang dilakukannya mungkin ada di sini untuk tetap.
Waktu posting: Nov-07-2023
