生成树协议,有时被称为生成树,是现代的Waze或MapQuest以太网网络,基于实时指挥交通沿线最有效的条件。
根据一个算法由美国计算机科学家拉迪亚帕尔曼工作时,数字设备公司(12月)1985年,生成树的主要目的是防止冗余联系和沟通的循环通路在复杂的网络配置。作为一个辅助功能,生成树可以路由数据包在问题点,确保通信能够通过网络,风可能会出现中断。
生成树拓扑结构与环型拓扑
当组织只是在1980年代开始他们的计算机网络,是其中最流行的配置环网。例如,IBM推出了其专有的令牌环1985年技术。
在环形网络拓扑结构中,每个节点与另外两个,一个坐落在环和前一个定位。信号只有环游环在一个方向,与沿途每个节点将所有数据包循环环。
而简单的环形网络正常工作时,只有少量的电脑,戒指变得低效当成百上千的设备被添加到网络中。电脑可能需要通过成百上千的节点发送数据包来共享信息与另一个系统在隔壁的房间里。带宽和吞吐量也成为一个问题,当交通只能向一个方向流动,一路上没有后备计划,如果一个节点变得破碎或过于拥挤。
在90年代,随着以太网快(100 mbit / s。1995年引进快速以太网)和一个以太网网络的成本(桥梁、开关、电缆)明显低于令牌环,生成树赢得了局域网拓扑战争和令牌环很快就消失了。
生成树是如何工作的
生成树是一个转发数据包的协议。这是一部分交通警察和土木工程师的一部分网络高速公路数据穿过。它坐在第二层(数据链路层),所以它仅仅是关心移动数据包到适当的目的地,不是什么样的数据包被发送,或者它们包含的数据。
生成树变得如此无处不在,其使用的定义IEEE 802.1 d网络标准。中定义的标准,只有一个活动路径可以任意两个端点之间存在或站正常运行。
生成树的目的是消除网段之间的数据传递的可能性将被困在一个循环中。一般来说,循环混淆转发算法中安装网络设备,使它的设备不再知道发送数据包。这可能会导致重复的帧或重复的数据包的转发到多个目的地。消息可以重复。通信可以反弹到一个发送者。它甚至可以崩溃如果太多的循环开始发生,网络占用带宽没有任何明显的收益而阻止其他non-looped交通得到通过。
生成树协议停止循环的形成通过关闭每个数据包的一个可能途径。交换机在网络使用生成树来定义根路径和桥梁数据可以旅行的地方,而且功能关闭复制路径,使他们不活跃是可用的和不可用而主要路径。
结果是,网络通信流无缝不管多么复杂或巨大的网络。在某种程度上,生成树创建单一路径的数据通过网络旅游使用软件一样,网络工程师使用旧的循环网络硬件。
额外的生成树的好处
生成树使用的主要原因是消除网络中的路由迴圈的可能性。但还有其他的优势。
因为生成树不断寻找和定义网络路径可供数据包穿越,如果一个节点可以检测坐在沿着其中的一个主要路径已被禁用。这可能有各种各样的原因,从一个新的网络配置的硬件故障。它甚至可以暂时的情况下基于带宽或其他因素。
生成树时检测到主路径不再活跃,它可以快速打开另一个路径,已关闭。然后发送数据的麻烦点,最终指定新的主路径绕道,或者发送数据包回到原桥应该变得可用。
虽然最初的生成树是相对快速根据需要使这些新连接,IEEE在2001年推出了快速生成树协议(RSTP)。也称为802.1 w版本的协议,RSTP旨在提供更快恢复,以应对网络变化,暂时中断或组件的彻底失败。
虽然RSTP引入新路径收敛行为和桥端口角色来加速这个过程,它也设计成完全向后兼容原生成树。所以有可能为两个版本的设备协议的操作在同一个网络。
生成树的缺陷
而生成树已成为无处不在的多年的介绍后,有些人认为它是时代已经来临。生成树的最大错误在于它关闭了可能被关闭循环网络内潜在通路数据可以旅游的地方。在任何给定的网络使用生成树,大约40%的网络路径不对数据的潜力。
在极其复杂的网络环境中,如发现在数据中心内,迅速扩大经营规模,以满足需求的能力是至关重要的。2020欧洲杯预赛没有生成树所强加的限制,数据中心可以打开更多的带宽,而不需要额外的网络硬件。2020欧洲杯预赛这是一种讽刺的情况,因为复杂的网络环境是创建生成树的原因。现在提供的保护协议针对循环,在某种程度上,持有这些环境从他们的潜能。
改进版的协议称为多实例生成树(MSTP)是采用虚拟局域网并支持更多的网络开发路径同时开放,同时还能防止循环形成。但即使有MSTP,不少潜在的数据路径在任何给定的网络采用协议仍然关闭。
有很多非标准化、独立尝试提高生成树的带宽限制。虽然他们中的一些人声称成功的设计师在他们的努力,大部分是不完全兼容的核心协议,这意味着组织需要采用非标准的变化在所有的设备上或找到一些方法来让他们存在开关运行标准生成树。在大多数情况下,成本的维护和支持多种口味的生成树是不值得的。
生成树将继续在未来?
除了限制带宽由于生成树关闭网络路径,没有很多的想法或努力投入替代协议。尽管IEEE偶尔发布更新,试图让它更有效率,他们总是向后兼容现有版本的协议。
在某种意义上,生成树的规则“如果没坏,就不要修复它。“生成树在后台运行独立的大多数网络保持交通畅通,防止crash-inducing循环形成,周围交通和路由问题点,以便最终用户甚至不知道他们的网络体验暂时中断作为其日常操作的一部分。与此同时,在后台,管理员可以添加新设备网络没有太多想法,是否能够与其他通信网络或外面的世界。
正因为如此,很可能生成树仍在使用多年。可能会有一些小的不时更新,但是核心生成树协议和所有的关键特性它执行可能存在。