Itifaki ya Spanning Tree, ambayo wakati mwingine inajulikana tu kama Spanning Tree, ni Waze au MapQuest ya mitandao ya kisasa ya Ethaneti, inayoelekeza trafiki kwenye njia bora zaidi kulingana na hali ya wakati halisi.
Kulingana na algoriti iliyoundwa na mwanasayansi wa kompyuta wa Marekani Radia Perlman alipokuwa akifanya kazi katika Shirika la Vifaa vya Dijitali (DEC) mwaka wa 1985, madhumuni ya msingi ya Spanning Tree ni kuzuia viungo visivyohitajika na kupenyeza kwa njia za mawasiliano katika usanidi changamano wa mtandao. Kama chaguo la pili, Spanning Tree inaweza kuelekeza pakiti karibu na maeneo ya matatizo ili kuhakikisha kwamba mawasiliano yanaweza kupitia mitandao ambayo inaweza kuwa na usumbufu.
Topolojia ya Miti dhidi ya topolojia ya pete
Wakati mashirika yalikuwa yanaanza kuunganisha kompyuta zao katika miaka ya 1980, mojawapo ya usanidi maarufu zaidi ulikuwa mtandao wa pete. Kwa mfano, IBM ilianzisha teknolojia yake ya Pete ya Token mnamo 1985.
Katika topolojia ya mtandao wa pete, kila nodi inaunganishwa na zingine mbili, moja ambayo inakaa mbele yake kwenye pete na moja ambayo imewekwa nyuma yake. Mawimbi husafiri kuzunguka pete katika mwelekeo mmoja pekee, huku kila nodi njiani ikikabidhi pakiti zozote zinazozunguka pete.
Ingawa mitandao rahisi ya pete hufanya kazi vizuri wakati kuna kompyuta chache tu, pete hazifanyi kazi wakati mamia au maelfu ya vifaa vinaongezwa kwenye mtandao. Kompyuta inaweza kuhitaji kutuma pakiti kupitia mamia ya nodi ili tu kushiriki habari na mfumo mwingine mmoja katika chumba kilicho karibu. Kipimo cha data na upitishaji pia huwa tatizo wakati trafiki inaweza tu kutiririka kuelekea upande mmoja, bila mpango wa chelezo ikiwa nodi iliyo njiani itavunjika au ina msongamano kupita kiasi.
Katika miaka ya 90, Ethernet ilipopata kasi zaidi (100Mbit/sec. Fast Ethernet ilianzishwa mwaka 1995) na gharama ya mtandao wa Ethernet (madaraja, swichi, kebo) ikawa nafuu zaidi kuliko Token Ring, Spanning Tree ilishinda vita vya topolojia vya LAN na Token. Pete ilizimika haraka.
Jinsi Mti Unaoenea Hufanya Kazi
Spanning Tree ni itifaki ya usambazaji wa pakiti za data. Ni sehemu moja ya askari wa trafiki na mhandisi wa kiraia wa sehemu moja wa barabara kuu za mtandao ambazo data hupitia. Inakaa katika Tabaka la 2 (safu ya kiungo cha data), kwa hivyo inahusika tu na kuhamisha pakiti hadi mahali zinapofaa, sio ni aina gani ya pakiti zinazotumwa, au data iliyomo.
Spanning Tree imekuwa kila mahali kwamba matumizi yake yamefafanuliwa katikaKiwango cha mtandao cha IEEE 802.1D. Kama inavyofafanuliwa katika kiwango, ni njia moja tu inayotumika inaweza kuwepo kati ya vituo au vituo vyovyote viwili ili vifanye kazi vizuri.
Spanning Tree imeundwa ili kuondoa uwezekano kwamba data inayopita kati ya sehemu za mtandao itakwama kwenye kitanzi. Kwa ujumla, vitanzi vinachanganya algorithm ya usambazaji iliyowekwa kwenye vifaa vya mtandao, na kuifanya kifaa kisijue tena wapi pa kutuma pakiti. Hii inaweza kusababisha kurudiwa kwa fremu au usambazaji wa pakiti rudufu kwenye maeneo mengi. Ujumbe unaweza kurudiwa. Mawasiliano yanaweza kurudi kwa mtumaji. Inaweza hata kuvuruga mtandao ikiwa vitanzi vingi sana vitaanza kutokea, kula kipimo data bila faida yoyote ya kuridhisha huku ikizuia trafiki nyingine isiyo na kitanzi kupita.
Itifaki ya Mti Unaorukahuzuia vitanzi kuundakwa kufunga njia zote isipokuwa moja inayowezekana kwa kila pakiti ya data. Swichi kwenye mtandao hutumia Spanning Tree kufafanua njia za mizizi na madaraja ambapo data inaweza kusafiri, na kufunga njia zilizorudiwa kiutendaji, na kuzifanya kuwa zisizotumika na zisizoweza kutumika wakati njia ya msingi inapatikana.
Matokeo yake ni kwamba mawasiliano ya mtandao hutiririka bila mshono bila kujali jinsi mtandao unavyokuwa tata au mkubwa. Kwa njia fulani, Spanning Tree huunda njia moja kupitia mtandao kwa data kusafiri kwa kutumia programu kwa njia sawa na wahandisi wa mtandao walifanya kwa kutumia maunzi kwenye mitandao ya kitanzi ya zamani.
Faida za Ziada za Kuruka kwa Mti
Sababu ya msingi ya Spanning Tree inatumiwa ni kuondoa uwezekano wa kuelekeza vitanzi ndani ya mtandao. Lakini kuna faida nyingine pia.
Kwa sababu Spanning Tree inatafuta kila mara na kufafanua ni njia zipi za mtandao zinazopatikana kwa pakiti za data kusafiri, inaweza kutambua ikiwa nodi iliyo kando ya mojawapo ya njia hizo za msingi imezimwa. Hii inaweza kutokea kwa sababu mbalimbali kuanzia kushindwa kwa maunzi hadi usanidi mpya wa mtandao. Inaweza hata kuwa hali ya muda kulingana na bandwidth au mambo mengine.
Wakati Spanning Tree inatambua kuwa njia ya msingi haitumiki tena, inaweza kufungua kwa haraka njia nyingine ambayo ilikuwa imefungwa hapo awali. Kisha inaweza kutuma data kuzunguka eneo la shida, hatimaye kuteua njia ya mchepuko kama njia mpya ya msingi, au kutuma pakiti kurudi kwenye daraja asili iwapo zinapatikana tena.
Ingawa mti asili wa Spanning ulikuwa wa haraka kiasi katika kutengeneza miunganisho hiyo mipya kama inavyohitajika, mwaka wa 2001 IEEE ilianzisha Itifaki ya Miti ya Haraka (RSTP). Pia inajulikana kama toleo la 802.1w la itifaki, RSTP iliundwa ili kutoa ahueni ya haraka sana katika kukabiliana na mabadiliko ya mtandao, kukatika kwa muda au kushindwa kabisa kwa vipengele.
Na ingawa RSTP ilianzisha tabia mpya za muunganisho na majukumu ya bandari ili kuharakisha mchakato, pia iliundwa ili iendane kabisa na Mti wa asili wa Spanning. Kwa hivyo inawezekana kwa vifaa vilivyo na matoleo yote mawili ya itifaki kufanya kazi pamoja kwenye mtandao mmoja.
Mapungufu ya Mti wa Kuruka
Ingawa Spanning Tree imeenea kila mahali kwa miaka mingi kufuatia kuanzishwa kwake, kuna wanaobisha kuwa niwakati umefika. Hitilafu kubwa ya Spanning Tree ni kwamba hufunga mizunguko inayoweza kutokea ndani ya mtandao kwa kuzima njia zinazowezekana ambapo data inaweza kusafiri. Katika mtandao wowote unaotumia Spanning Tree, takriban 40% ya njia zinazowezekana za mtandao zimefungwa kwa data.
Katika mazingira changamano ya mitandao, kama vile yale yanayopatikana ndani ya vituo vya data, uwezo wa kuongeza kasi ili kukidhi mahitaji ni muhimu. Bila vikwazo vilivyowekwa na Spanning Tree, vituo vya data vinaweza kufungua bandwidth nyingi zaidi bila hitaji la vifaa vya ziada vya mtandao. Hii ni aina ya hali ya kejeli, kwa sababu mazingira changamano ya mitandao ndiyo sababu Spanning Tree iliundwa. Na sasa ulinzi unaotolewa na itifaki dhidi ya kitanzi, kwa njia fulani, unazuia mazingira hayo kutoka kwa uwezo wao kamili.
Toleo lililoboreshwa la itifaki inayoitwa Multiple-Instance Spanning Tree (MSTP) liliundwa ili kutumia LAN pepe na kuwezesha njia nyingi za mtandao kufunguka kwa wakati mmoja, huku zikiendelea kuzuia vitanzi kutokea. Lakini hata kwa MSTP, njia chache za data zinazowezekana zinasalia kufungwa kwenye mtandao wowote unaotumia itifaki.
Kumekuwa na majaribio mengi yasiyo ya kawaida, huru ya kuboresha vizuizi vya kipimo data cha Spanning Tree kwa miaka mingi. Ingawa wabunifu wa baadhi yao wamedai kufaulu katika juhudi zao, nyingi haziambatani kabisa na itifaki ya msingi, kumaanisha kwamba mashirika yanahitaji kuajiri mabadiliko yasiyo ya sanifu kwenye vifaa vyao vyote au kutafuta njia fulani ya kuyaruhusu kuwepo nayo. swichi zinazoendesha Mti wa kawaida wa Spanning. Mara nyingi, gharama za kudumisha na kusaidia ladha nyingi za Spanning Tree hazifai juhudi.
Je, Kuruka kwa Mti Kutaendelea Katika Wakati Ujao?
Kando na mapungufu katika kipimo data kutokana na Spanning Tree kufunga njia za mtandao, hakuna mawazo au juhudi nyingi zinazowekwa katika kuchukua nafasi ya itifaki. Ingawa IEEE hutoa masasisho mara kwa mara ili kujaribu na kuifanya iwe na ufanisi zaidi, huwa nyuma nyuma sambamba na matoleo yaliyopo ya itifaki.
Kwa maana fulani, Spanning Tree inafuata kanuni ya “Ikiwa haijavunjwa, usiirekebishe.” Spanning Tree huendeshwa kivyake chinichini ya mitandao mingi ili kuweka trafiki kutiririka, kuzuia vitanzi vinavyosababisha ajali kutokea, na kuelekeza trafiki kwenye maeneo yenye matatizo ili watumiaji wa mwisho wasijue hata kama mtandao wao unakatizwa kwa muda kama sehemu ya shughuli zake za kila siku hadi- shughuli za siku. Wakati huo huo, upande wa nyuma, wasimamizi wanaweza kuongeza vifaa vipya kwenye mitandao yao bila kufikiria sana ikiwa wataweza kuwasiliana na mtandao mwingine au ulimwengu wa nje.
Kwa sababu ya hayo yote, kuna uwezekano kwamba Spanning Tree itabaki kutumika kwa miaka mingi ijayo. Huenda kukawa na masasisho madogo mara kwa mara, lakini Itifaki ya Msingi ya Miti na vipengele vyote muhimu inayotekeleza huenda viko hapa.
Muda wa kutuma: Nov-07-2023
