फैले हुए ट्री प्रोटोकॉल, जिसे कभी-कभी सिर्फ फैले हुए पेड़ के रूप में संदर्भित किया जाता है, आधुनिक ईथरनेट नेटवर्क का वेज या मैपक्वेस्ट है, जो वास्तविक समय की स्थितियों के आधार पर सबसे कुशल मार्ग के साथ यातायात को निर्देशित करता है।
1985 में डिजिटल उपकरण कॉरपोरेशन (DEC) के लिए काम करने के दौरान अमेरिकन कंप्यूटर वैज्ञानिक वैज्ञानिक रेडिया पर्लमैन द्वारा बनाए गए एक एल्गोरिथ्म के आधार पर, ट्री का फैलने का प्राथमिक उद्देश्य अनावश्यक लिंक और जटिल नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन में संचार मार्गों के लूपिंग को रोकना है। एक द्वितीयक फ़ंक्शन के रूप में, स्पैनिंग ट्री यह सुनिश्चित करने के लिए परेशानी के स्थानों के चारों ओर पैकेट को रूट कर सकता है कि संचार नेटवर्क के माध्यम से हवा करने में सक्षम है जो व्यवधानों का अनुभव कर सकता है।
स्पैनिंग ट्री टोपोलॉजी बनाम रिंग टोपोलॉजी
जब संगठन 1980 के दशक में अपने कंप्यूटर को नेटवर्क करना शुरू कर रहे थे, तो सबसे लोकप्रिय कॉन्फ़िगरेशन में से एक रिंग नेटवर्क था। उदाहरण के लिए, आईबीएम ने 1985 में अपनी मालिकाना टोकन रिंग तकनीक पेश की।
एक रिंग नेटवर्क टोपोलॉजी में, प्रत्येक नोड दो अन्य लोगों के साथ जुड़ता है, एक जो रिंग पर इसके आगे बैठता है और एक जो इसके पीछे तैनात है। सिग्नल केवल एक ही दिशा में रिंग के चारों ओर यात्रा करते हैं, प्रत्येक नोड के साथ रिंग के चारों ओर किसी भी और सभी पैकेटों को लूपिंग करने के तरीके के साथ।
जबकि सरल रिंग नेटवर्क ठीक काम करते हैं जब केवल कुछ मुट्ठी भर कंप्यूटर होते हैं, तो एक नेटवर्क में सैकड़ों या हजारों उपकरणों को जोड़ने पर रिंग अक्षम हो जाते हैं। एक कंप्यूटर को सैकड़ों नोड्स के माध्यम से पैकेट भेजने की आवश्यकता हो सकती है, बस एक आसन्न कमरे में एक अन्य प्रणाली के साथ जानकारी साझा करने के लिए। बैंडविड्थ और थ्रूपुट भी एक समस्या बन जाता है जब ट्रैफ़िक केवल एक दिशा में प्रवाहित हो सकता है, जिसमें कोई बैकअप योजना नहीं है यदि रास्ते में एक नोड टूट जाता है या अत्यधिक भीड़भाड़ वाला हो जाता है।
90 के दशक में, जैसा कि ईथरनेट तेजी से मिला (100mbit/सेक। 1995 में फास्ट ईथरनेट पेश किया गया था) और एक ईथरनेट नेटवर्क (पुल, स्विच, केबलिंग) की लागत टोकन रिंग की तुलना में काफी सस्ती हो गई, ट्री ने लैन टोपोलॉजी युद्ध और टोकन जीता। रिंग जल्दी से दूर हो गई।
कैसे फैले हुए पेड़ काम करते हैं
स्पैनिंग ट्री डेटा पैकेट के लिए एक अग्रेषण प्रोटोकॉल है। यह एक हिस्सा ट्रैफ़िक कॉप और नेटवर्क राजमार्गों के लिए एक भाग सिविल इंजीनियर है जो डेटा के माध्यम से यात्रा करता है। यह लेयर 2 (डेटा लिंक लेयर) पर बैठता है, इसलिए यह बस अपने उपयुक्त गंतव्य पर चलने वाले पैकेटों के साथ चिंतित है, न कि किस तरह के पैकेट भेजे जा रहे हैं, या डेटा जो उनके पास हैं।
स्पैनिंग ट्री इतना सर्वव्यापी हो गया है कि इसका उपयोग में परिभाषित किया गया हैIEEE 802.1d नेटवर्किंग मानक। जैसा कि मानक में परिभाषित किया गया है, केवल एक सक्रिय पथ किसी भी दो समापन बिंदुओं या स्टेशनों के बीच मौजूद हो सकता है ताकि उनके लिए ठीक से कार्य किया जा सके।
स्पैनिंग ट्री को इस संभावना को खत्म करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि नेटवर्क सेगमेंट के बीच पासिंग डेटा एक लूप में फंस जाएगा। सामान्य तौर पर, लूप्स नेटवर्क डिवाइसों में इंस्टॉल किए गए फ़ॉरवर्डिंग एल्गोरिथ्म को भ्रमित करते हैं, जिससे यह पता चलता है कि डिवाइस को अब पता नहीं है कि पैकेट कहां भेजना है। यह फ्रेम के दोहराव या कई गंतव्यों के लिए डुप्लिकेट पैकेट के अग्रेषण में परिणाम कर सकता है। संदेश दोहरा सकते हैं। संचार एक प्रेषक को वापस उछाल सकता है। यह एक नेटवर्क भी दुर्घटनाग्रस्त हो सकता है यदि बहुत सारे लूप होने लगते हैं, तो अन्य गैर-लूप किए गए ट्रैफ़िक को अवरुद्ध करते हुए बिना किसी सराहनीय लाभ के बैंडविड्थ खाएं।
फैले हुए पेड़ प्रोटोकॉललूप बनाने से रोकता हैप्रत्येक डेटा पैकेट के लिए सभी लेकिन एक संभावित मार्ग को बंद करके। एक नेटवर्क पर स्विच रूट पथ और पुलों को परिभाषित करने के लिए स्पैनिंग ट्री का उपयोग करता है जहां डेटा यात्रा कर सकता है, और कार्यात्मक रूप से डुप्लिकेट पथों को बंद कर सकता है, एक प्राथमिक पथ उपलब्ध होने पर उन्हें निष्क्रिय और अनुपयोगी प्रदान करता है।
नतीजा यह है कि नेटवर्क संचार प्रवाह किसी नेटवर्क के बारे में कितना जटिल या विशाल हो जाता है, इसकी परवाह किए बिना। एक तरह से, स्पैनिंग ट्री डेटा के लिए एक नेटवर्क के माध्यम से एकल पथ बनाता है, उसी तरह से सॉफ्टवेयर का उपयोग करके यात्रा करने के लिए नेटवर्क इंजीनियरों ने पुराने लूप नेटवर्क पर हार्डवेयर का उपयोग किया था।
स्पैनिंग ट्री के अतिरिक्त लाभ
पेड़ का उपयोग करने वाले प्राथमिक कारण का उपयोग किया जाता है, एक नेटवर्क के भीतर रूटिंग लूप की संभावना को समाप्त करने के लिए। लेकिन अन्य फायदे भी हैं।
क्योंकि फैले हुए पेड़ लगातार देख रहे हैं और परिभाषित कर रहे हैं कि कौन से नेटवर्क पथ डेटा पैकेट के माध्यम से यात्रा करने के लिए उपलब्ध हैं, यह पता लगा सकता है कि उन प्राथमिक रास्तों में से एक के साथ बैठे नोड को अक्षम कर दिया गया है या नहीं। यह एक नए नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन तक हार्डवेयर विफलता से लेकर विभिन्न कारणों से हो सकता है। यह बैंडविड्थ या अन्य कारकों के आधार पर एक अस्थायी स्थिति भी हो सकती है।
जब स्पैनिंग ट्री का पता चलता है कि एक प्राथमिक पथ अब सक्रिय नहीं है, तो यह जल्दी से एक और रास्ता खोल सकता है जो पहले बंद हो गया था। यह तब परेशानी के स्थान के चारों ओर डेटा भेज सकता है, अंततः चक्कर को नए प्राथमिक पथ के रूप में नामित कर सकता है, या पैकेट को वापस मूल पुल पर भेजना इसे फिर से उपलब्ध होना चाहिए।
जबकि मूल फैले हुए पेड़ उन नए कनेक्शनों को आवश्यकतानुसार बनाने में अपेक्षाकृत जल्दी थे, 2001 में IEEE ने रैपिड फैले हुए ट्री प्रोटोकॉल (RSTP) की शुरुआत की। प्रोटोकॉल के 802.1W संस्करण के रूप में भी जाना जाता है, RSTP को नेटवर्क परिवर्तनों, अस्थायी आउटेज या घटकों की एकमुश्त विफलता के जवाब में काफी तेजी से वसूली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
और जबकि RSTP ने प्रक्रिया को तेज करने के लिए नए पथ अभिसरण व्यवहार और पुल पोर्ट भूमिकाओं को पेश किया, यह भी मूल फैले हुए पेड़ के साथ पूरी तरह से पीछे की ओर रहने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसलिए एक ही नेटवर्क पर एक साथ काम करने के लिए प्रोटोकॉल के दोनों संस्करणों वाले उपकरणों के लिए यह संभव है।
ट्रीिंग ट्री की कमियां
जबकि पेड़ फैले हुए कई वर्षों में इसके परिचय के बाद सर्वव्यापी हो गए हैं, ऐसे लोग हैं जो तर्क देते हैं कि यह हैसमय आ गया है। पेड़ को फैले हुए सबसे बड़ी गलती यह है कि यह संभावित मार्गों को बंद करके एक नेटवर्क के भीतर संभावित लूप को बंद कर देता है जहां डेटा यात्रा कर सकता है। फैले हुए पेड़ का उपयोग करके किसी भी नेटवर्क में, लगभग 40% संभावित नेटवर्क पथ डेटा के लिए बंद हो जाते हैं।
अत्यंत जटिल नेटवर्किंग वातावरण में, जैसे कि डेटा केंद्रों के भीतर पाए जाने वाले, मांग को पूरा करने के लिए जल्दी से पैमाने की क्षमता महत्वपूर्ण है। ट्री को फैले हुए सीमाओं के बिना, डेटा सेंटर अतिरिक्त नेटवर्किंग हार्डवेयर की आवश्यकता के बिना बहुत अधिक बैंडविड्थ खोल सकते हैं। यह एक विडंबनापूर्ण स्थिति की तरह है, क्योंकि जटिल नेटवर्किंग वातावरण क्यों है कि फैले हुए पेड़ का निर्माण किया गया था। और अब लूपिंग के खिलाफ प्रोटोकॉल द्वारा प्रदान की गई सुरक्षा एक तरह से, उन वातावरणों को अपनी पूरी क्षमता से वापस पकड़े हुए है।
प्रोटोकॉल का एक परिष्कृत संस्करण जिसे मल्टीपल-इंस्टेंस स्पैनिंग ट्री (MSTP) कहा जाता है, को वर्चुअल LAN को नियोजित करने और अधिक नेटवर्क पथों को एक ही समय में खोलने के लिए विकसित किया गया था, जबकि अभी भी लूप को बनाने से रोक रहा है। लेकिन यहां तक कि MSTP के साथ, प्रोटोकॉल को नियोजित करने वाले किसी भी नेटवर्क पर काफी कुछ संभावित डेटा पथ बंद रहते हैं।
कई गैर-मानकीकृत, स्वतंत्र प्रयास किए गए हैं, जो वर्षों से पेड़ फैले हुए ट्री के बैंडविड्थ प्रतिबंधों में सुधार करते हैं। जबकि उनमें से कुछ के डिजाइनरों ने अपने प्रयासों में सफलता का दावा किया है, अधिकांश कोर प्रोटोकॉल के साथ पूरी तरह से संगत नहीं हैं, जिसका अर्थ है कि संगठनों को या तो अपने सभी उपकरणों पर गैर-मानकीकृत परिवर्तनों को नियोजित करने की आवश्यकता है या उन्हें अस्तित्व में आने की अनुमति देने के लिए कुछ रास्ता खोजने की आवश्यकता है। मानक फैले हुए पेड़ पर चलने वाले स्विच। ज्यादातर मामलों में, स्पैनिंग ट्री के कई स्वादों को बनाए रखने और समर्थन करने की लागत प्रयास के लायक नहीं है।
भविष्य में फैले हुए पेड़ जारी रहेगा?
ट्री क्लोजिंग नेटवर्क पथों के कारण बैंडविड्थ में सीमाओं के अलावा, प्रोटोकॉल को बदलने में बहुत अधिक विचार या प्रयास नहीं किया जा रहा है। हालांकि IEEE कभी -कभी कोशिश करने और इसे और अधिक कुशल बनाने के लिए अपडेट जारी करता है, वे हमेशा प्रोटोकॉल के मौजूदा संस्करणों के साथ संगत होते हैं।
एक मायने में, फैले हुए पेड़ "के नियम का अनुसरण करते हैं, अगर यह टूट नहीं गया है, तो इसे ठीक न करें।" स्पैनिंग ट्री ट्रैफ़िक को प्रवाहित रखने के लिए अधिकांश नेटवर्क की पृष्ठभूमि में स्वतंत्र रूप से चलता है, क्रैश-उत्प्रेरण छोरों को बनाने से रोकता है, और ट्रैफ़िक को परेशानी के स्थानों के चारों ओर रूट करने से ताकि अंतिम उपयोगकर्ताओं को यह भी पता न हो कि क्या उनका नेटवर्क अस्थायी रूप से अपने दिन के हिस्से के रूप में विघटन का अनुभव करता है- दिन के संचालन। इस बीच, बैकएंड पर, प्रशासक अपने नेटवर्क में नए उपकरणों को बहुत अधिक विचार के बिना जोड़ सकते हैं कि वे बाकी नेटवर्क या बाहरी दुनिया के साथ संवाद करने में सक्षम होंगे या नहीं।
इन सब के कारण, यह संभावना है कि फैले हुए पेड़ आने वाले कई वर्षों तक उपयोग में रहेगा। समय -समय पर कुछ मामूली अपडेट हो सकते हैं, लेकिन कोर स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल और सभी महत्वपूर्ण विशेषताएं जो यह करती हैं, वे शायद यहां रहने के लिए हैं।
पोस्ट टाइम: NOV-07-2023
