स्पॅनिंग ट्री प्रोटोकॉल, ज्याला काहीवेळा फक्त स्पॅनिंग ट्री म्हणून संबोधले जाते, हे आधुनिक इथरनेट नेटवर्कचे Waze किंवा MapQuest आहे, जे रीअल-टाइम परिस्थितीवर आधारित सर्वात कार्यक्षम मार्गावर रहदारी निर्देशित करते.
1985 मध्ये ती डिजिटल इक्विपमेंट कॉर्पोरेशन (DEC) साठी काम करत असताना अमेरिकन संगणक शास्त्रज्ञ राडिया पर्लमन यांनी तयार केलेल्या अल्गोरिदमवर आधारित, स्पॅनिंग ट्रीचा प्राथमिक उद्देश अनावश्यक दुवे आणि जटिल नेटवर्क कॉन्फिगरेशनमधील संप्रेषण मार्गांची पळवाट रोखणे आहे. दुय्यम फंक्शन म्हणून, स्पॅनिंग ट्री पॅकेट्स ट्रबल स्पॉट्सच्या आसपास रूट करू शकते हे सुनिश्चित करण्यासाठी की संप्रेषणे अशा नेटवर्क्सद्वारे वाइंड करण्यास सक्षम आहेत जे कदाचित व्यत्यय अनुभवत आहेत.
स्पॅनिंग ट्री टोपोलॉजी वि. रिंग टोपोलॉजी
1980 च्या दशकात जेव्हा संस्थांनी नुकतेच त्यांचे संगणक नेटवर्क सुरू केले होते, तेव्हा सर्वात लोकप्रिय कॉन्फिगरेशनपैकी एक रिंग नेटवर्क होते. उदाहरणार्थ, IBM ने 1985 मध्ये त्याच्या मालकीचे टोकन रिंग तंत्रज्ञान सादर केले.
रिंग नेटवर्क टोपोलॉजीमध्ये, प्रत्येक नोड दोन इतरांशी जोडतो, एक जो त्याच्या पुढे रिंगवर बसतो आणि दुसरा त्याच्या मागे असतो. सिग्नल फक्त एकाच दिशेने रिंगभोवती फिरतात, प्रत्येक नोड रिंगच्या भोवती वळणावळणाची कोणतीही आणि सर्व पॅकेट सोडतात.
साधे रिंग नेटवर्क जेव्हा काही मोजके संगणक असतात तेव्हा चांगले काम करतात, जेव्हा नेटवर्कमध्ये शेकडो किंवा हजारो उपकरणे जोडली जातात तेव्हा रिंग अकार्यक्षम होतात. शेकडो नोड्समधून शेकडो नोड्समधून पॅकेट पाठवण्याची आवश्यकता असू शकते फक्त शेजारच्या खोलीतील एका इतर सिस्टमशी माहिती सामायिक करण्यासाठी. जेव्हा वाटेत एखादा नोड तुटला किंवा जास्त गर्दी झाल्यास बॅकअप योजना नसताना ट्रॅफिक फक्त एकाच दिशेने वाहू शकते तेव्हा बँडविड्थ आणि थ्रूपुट ही समस्या बनते.
90 च्या दशकात, इथरनेट वेगवान झाल्यामुळे (100Mbit/sec. जलद इथरनेट 1995 मध्ये सादर करण्यात आले) आणि इथरनेट नेटवर्कची किंमत (पूल, स्विचेस, केबलिंग) टोकन रिंगपेक्षा लक्षणीय स्वस्त झाली, स्पॅनिंग ट्रीने LAN टोपोलॉजी युद्ध जिंकले आणि टोकन जिंकले. रिंग पटकन मिटली.
स्पॅनिंग ट्री कसे कार्य करते
स्पॅनिंग ट्री हा डेटा पॅकेटसाठी फॉरवर्डिंग प्रोटोकॉल आहे. डेटा प्रवास करणाऱ्या नेटवर्क हायवेसाठी हा एक भाग ट्रॅफिक पोलिस आणि एक भाग सिव्हिल इंजिनियर आहे. हे लेयर 2 (डेटा लिंक लेयर) वर बसते, त्यामुळे ते फक्त पॅकेट्स त्यांच्या योग्य गंतव्यस्थानावर हलवण्याशी संबंधित आहे, कोणत्या प्रकारचे पॅकेट पाठवले जात आहेत किंवा त्यामध्ये असलेला डेटा नाही.
स्पॅनिंग ट्री इतके सर्वव्यापी बनले आहे की त्याचा वापर मध्ये परिभाषित केला आहेIEEE 802.1D नेटवर्किंग मानक. मानकांमध्ये परिभाषित केल्याप्रमाणे, कोणत्याही दोन टोकांच्या किंवा स्थानकांमध्ये योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी फक्त एक सक्रिय मार्ग अस्तित्वात असू शकतो.
स्पॅनिंग ट्री हे नेटवर्क विभागांमधील डेटा लूपमध्ये अडकण्याची शक्यता दूर करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. सर्वसाधारणपणे, लूप नेटवर्क उपकरणांमध्ये स्थापित फॉरवर्डिंग अल्गोरिदमला गोंधळात टाकतात, ज्यामुळे पॅकेट कुठे पाठवायचे हे डिव्हाइसला यापुढे कळत नाही. याचा परिणाम फ्रेम्सची डुप्लिकेशन किंवा डुप्लिकेट पॅकेट्स एकाधिक गंतव्यस्थानांवर अग्रेषित करण्यात येऊ शकतो. संदेशांची पुनरावृत्ती होऊ शकते. कम्युनिकेशन्स प्रेषकाकडे परत येऊ शकतात. इतर नॉन-लूप ट्रॅफिकला जाण्यापासून रोखत असताना, कोणत्याही प्रशंसनीय नफ्याशिवाय बँडविड्थ खाणे, खूप लूप येऊ लागल्यास ते नेटवर्क क्रॅश देखील करू शकते.
स्पॅनिंग ट्री प्रोटोकॉललूप तयार होण्यापासून थांबवतेप्रत्येक डेटा पॅकेटसाठी एक वगळता सर्व संभाव्य मार्ग बंद करून. नेटवर्कवरील स्विचेस मूळ मार्ग आणि ब्रिज परिभाषित करण्यासाठी स्पॅनिंग ट्री वापरतात जिथे डेटा प्रवास करू शकतो आणि डुप्लिकेट मार्ग कार्यात्मकपणे बंद करतो, प्राथमिक मार्ग उपलब्ध असताना ते निष्क्रिय आणि निरुपयोगी बनवतात.
याचा परिणाम असा होतो की नेटवर्क कितीही गुंतागुंतीचे किंवा विशाल असले तरीही नेटवर्क कम्युनिकेशन्स अखंडपणे वाहतात. एका प्रकारे, नेटवर्क अभियंत्यांनी जुन्या लूप नेटवर्कवर हार्डवेअर वापरल्याप्रमाणे सॉफ्टवेअर वापरून डेटा प्रवास करण्यासाठी स्पॅनिंग ट्री नेटवर्कद्वारे एकल मार्ग तयार करते.
स्पॅनिंग ट्रीचे अतिरिक्त फायदे
स्पॅनिंग ट्री वापरण्याचे प्राथमिक कारण म्हणजे नेटवर्कमधील राउटिंग लूपची शक्यता दूर करणे. पण इतरही फायदे आहेत.
कारण स्पॅनिंग ट्री सतत डेटा पॅकेटमधून प्रवास करण्यासाठी कोणते नेटवर्क मार्ग उपलब्ध आहेत ते शोधत आणि परिभाषित करत असल्याने, त्या प्राथमिक मार्गांपैकी एकावर बसलेला नोड अक्षम केला गेला आहे की नाही हे ते शोधू शकते. हे हार्डवेअर अयशस्वी होण्यापासून नवीन नेटवर्क कॉन्फिगरेशनपर्यंतच्या विविध कारणांमुळे होऊ शकते. बँडविड्थ किंवा इतर घटकांवर आधारित ही तात्पुरती परिस्थिती देखील असू शकते.
जेव्हा स्पॅनिंग ट्रीला असे आढळते की प्राथमिक मार्ग यापुढे सक्रिय नाही, तेव्हा तो पूर्वी बंद केलेला दुसरा मार्ग त्वरीत उघडू शकतो. ते नंतर अडचणीच्या ठिकाणाभोवती डेटा पाठवू शकते, अखेरीस नवीन प्राथमिक मार्ग म्हणून वळसा घालून किंवा पुन्हा उपलब्ध झाल्यास मूळ पुलावर पॅकेट पाठवू शकते.
मूळ स्पॅनिंग ट्री आवश्यकतेनुसार नवीन कनेक्शन बनविण्यात तुलनेने झटपट असताना, 2001 मध्ये IEEE ने रॅपिड स्पॅनिंग ट्री प्रोटोकॉल (RSTP) सादर केला. प्रोटोकॉलची 802.1w आवृत्ती म्हणूनही संबोधले जाते, RSTP नेटवर्क बदल, तात्पुरते आउटेज किंवा घटकांच्या पूर्णपणे अपयशाच्या प्रतिसादात लक्षणीय जलद पुनर्प्राप्ती प्रदान करण्यासाठी डिझाइन केले होते.
आणि प्रक्रियेला गती देण्यासाठी RSTP ने नवीन मार्ग अभिसरण वर्तणूक आणि ब्रिज पोर्ट भूमिका सादर करताना, मूळ स्पॅनिंग ट्रीशी पूर्णपणे बॅकवर्ड सुसंगत म्हणून देखील डिझाइन केले होते. त्यामुळे प्रोटोकॉलच्या दोन्ही आवृत्त्यांसह डिव्हाइसेसना एकाच नेटवर्कवर एकत्रितपणे ऑपरेट करणे शक्य आहे.
पसरलेल्या झाडाची कमतरता
स्पॅनिंग ट्री त्याच्या परिचयानंतर बऱ्याच वर्षांमध्ये सर्वव्यापी बनले आहे, असे काही लोक आहेत ज्यांचा असा तर्क आहे की तेवेळ आली आहे. स्पॅनिंग ट्रीचा सर्वात मोठा दोष हा आहे की ते नेटवर्कमधील संभाव्य लूप बंद करून डेटा प्रवास करू शकतील असे संभाव्य मार्ग बंद करते. स्पॅनिंग ट्री वापरून दिलेल्या कोणत्याही नेटवर्कमध्ये, सुमारे 40% संभाव्य नेटवर्क मार्ग डेटासाठी बंद आहेत.
अत्यंत जटिल नेटवर्किंग वातावरणात, जसे की डेटा सेंटरमध्ये आढळतात, मागणी पूर्ण करण्यासाठी त्वरीत वाढ करण्याची क्षमता महत्त्वपूर्ण आहे. स्पॅनिंग ट्रीने लादलेल्या मर्यादांशिवाय, अतिरिक्त नेटवर्किंग हार्डवेअरची गरज न पडता डेटा सेंटर्स अधिक बँडविड्थ उघडू शकतात. ही एक प्रकारची उपरोधिक परिस्थिती आहे, कारण जटिल नेटवर्किंग वातावरणामुळेच स्पॅनिंग ट्री तयार झाली. आणि आता लूपिंगविरूद्ध प्रोटोकॉलद्वारे प्रदान केलेले संरक्षण, एक प्रकारे, त्या वातावरणांना त्यांच्या पूर्ण क्षमतेपासून रोखणे आहे.
मल्टिपल-इंस्टन्स स्पॅनिंग ट्री (MSTP) नावाच्या प्रोटोकॉलची एक परिष्कृत आवृत्ती आभासी LAN वापरण्यासाठी विकसित केली गेली आहे आणि लूप तयार होण्यापासून रोखत असताना, त्याच वेळी अधिक नेटवर्क मार्ग उघडण्यासाठी सक्षम केले गेले आहेत. परंतु MSTP सह देखील, प्रोटोकॉलचा वापर करणाऱ्या कोणत्याही नेटवर्कवर काही संभाव्य डेटा मार्ग बंद राहतात.
स्पॅनिंग ट्रीचे बँडविड्थ निर्बंध सुधारण्याचे अनेक अप्रमाणित, स्वतंत्र प्रयत्न गेल्या काही वर्षांत झाले आहेत. त्यापैकी काहींच्या डिझाइनर्सनी त्यांच्या प्रयत्नांमध्ये यशाचा दावा केला आहे, परंतु बहुतेक मुख्य प्रोटोकॉलशी पूर्णपणे सुसंगत नाहीत, याचा अर्थ संस्थांना त्यांच्या सर्व उपकरणांवर अ-प्रमाणित बदल वापरणे आवश्यक आहे किंवा त्यांना अस्तित्वात आणण्यासाठी काही मार्ग शोधणे आवश्यक आहे. मानक स्पॅनिंग ट्री चालू असलेले स्विच. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, स्पॅनिंग ट्रीच्या एकाधिक फ्लेवर्सची देखभाल आणि समर्थन करण्यासाठी लागणारा खर्च परिश्रम घेण्यासारखे नाही.
भविष्यात वृक्ष पसरणे सुरूच राहणार का?
स्पॅनिंग ट्रीमुळे नेटवर्क पथ बंद झाल्यामुळे बँडविड्थमधील मर्यादा बाजूला ठेवून, प्रोटोकॉल बदलण्यासाठी फारसा विचार किंवा प्रयत्न केले जात नाहीत. जरी IEEE अधूनमधून ते अधिक कार्यक्षम करण्याचा प्रयत्न करण्यासाठी अद्यतने जारी करत असले तरी, ते नेहमी प्रोटोकॉलच्या विद्यमान आवृत्त्यांशी सुसंगत असतात.
एका अर्थाने, स्पॅनिंग ट्री "जर ते तुटले नाही तर ते दुरुस्त करू नका" या नियमाचे पालन करते. ट्रॅफिक वाहते ठेवण्यासाठी, क्रॅश-प्रेरित करणारे लूप तयार होण्यापासून रोखण्यासाठी आणि ट्रॅफिक स्पॉट्सभोवती ट्रॅफिक रूट करण्यासाठी, स्पॅनिंग ट्री बहुतेक नेटवर्कच्या पार्श्वभूमीत स्वतंत्रपणे चालते जेणेकरुन अंतिम वापरकर्त्यांना त्यांच्या नेटवर्कचा अनुभव तात्पुरता व्यत्यय येतो की नाही हे देखील कळत नाही. दिवसाचे ऑपरेशन. दरम्यान, बॅकएंडवर, प्रशासक उर्वरित नेटवर्कशी किंवा बाहेरील जगाशी संवाद साधू शकतील की नाही याचा फारसा विचार न करता त्यांच्या नेटवर्कमध्ये नवीन उपकरणे जोडू शकतात.
त्या सर्वांमुळे, स्पॅनिंग ट्री पुढील अनेक वर्षे वापरात राहण्याची शक्यता आहे. वेळोवेळी काही किरकोळ अद्यतने असू शकतात, परंतु कोर स्पॅनिंग ट्री प्रोटोकॉल आणि ते करत असलेली सर्व गंभीर वैशिष्ट्ये कदाचित येथेच राहतील.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-07-2023
