때로는 스패닝 트리라고도하는 스패닝 트리 프로토콜은 현대 이더넷 네트워크의 Waze 또는 Mapquest로 실시간 조건에 따라 가장 효율적인 경로를 따라 트래픽을 지시합니다.
1985 년 DEC (Digital Equipment Corporation)에서 일하는 동안 American Computer Scientist Radia Perlman이 만든 알고리즘을 기반으로 한 트리 스패닝 트리의 주요 목적은 복잡한 네트워크 구성에서 중복 링크와 통신 경로의 루핑을 방지하는 것입니다. 보조 기능으로서 스패닝 트리는 문제 지점 주위의 패킷을 배선하여 커뮤니케이션이 중단을 겪을 수있는 네트워크를 통과 할 수 있도록 할 수 있습니다.
스패닝 트리 토폴로지 대 링 토폴로지
1980 년대에 조직이 컴퓨터를 네트워크하기 시작했을 때 가장 인기있는 구성 중 하나는 링 네트워크였습니다. 예를 들어, IBM은 1985 년에 독점 토큰 링 기술을 도입했습니다.
링 네트워크 토폴로지에서 각 노드는 다른 두 노드와 연결됩니다. 신호는 단일 방향으로 링 주위에서만 이동하며, 각 노드는 링 주위를 반복하는 모든 패킷을 나눠줍니다.
소수의 컴퓨터 만 있으면 간단한 링 네트워크는 잘 작동하지만 수백 또는 수천 개의 장치가 네트워크에 추가되면 링은 비효율적입니다. 컴퓨터는 인접한 방의 다른 시스템과 정보를 공유하기 위해 수백 개의 노드를 통해 패킷을 보내야 할 수도 있습니다. 대역폭과 처리량은 트래픽이 한 방향으로 만 흐를 수있을 때 문제가됩니다.
90 년대에 이더넷이 더 빨라짐에 따라 (100mbit/sec. Fast Ethernet이 1995 년에 도입 됨) 이더넷 네트워크 (브리지, 스위치, 케이블 링)의 비용은 토큰 링보다 훨씬 저렴 해졌으며 스패닝 트리는 Lan Topology Wars and Token 반지는 빨리 사라졌다.
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스패닝 트리는 데이터 패킷을위한 전달 프로토콜입니다. 데이터가 여행하는 네트워크 고속도로의 교통 경찰과 토목 엔지니어 중 하나입니다. 레이어 2 (데이터 링크 계층)에 위치하므로 패킷을 전송되는 패킷 또는 포함하는 데이터가 아닌 적절한 대상으로 패킷을 이동하는 것과 관련이 있습니다.
스패닝 트리IEEE 802.1d 네트워킹 표준. 표준에 정의 된 바와 같이, 올바르게 작동하기 위해 두 개의 종점 또는 스테이션 사이에 하나의 활성 경로 만 존재할 수 있습니다.
스패닝 트리는 네트워크 세그먼트 사이에 전달되는 데이터가 루프에 갇히게 될 가능성을 제거하도록 설계되었습니다. 일반적으로 루프는 네트워크 장치에 설치된 전달 알고리즘을 혼동하여 장치가 더 이상 패킷을 보낼 위치를 알지 못하게합니다. 이로 인해 프레임 복제 또는 중복 패킷이 여러 대상으로 전달 될 수 있습니다. 메시지가 반복 될 수 있습니다. 커뮤니케이션은 발신자에게 다시 반송 될 수 있습니다. 너무 많은 루프가 시작되면 네트워크에 충돌 할 수 있으며, 다른 비 루프 트래픽이 통과되는 것을 막는 동시에 대역폭을 섭취하면서 대역폭을 섭취 할 수 있습니다.
스패닝 트리 프로토콜루프가 형성되는 것을 중지합니다각 데이터 패킷에 대해 하나의 가능한 경로를 제외한 모든 경로를 닫음으로써. 네트워크를 사용하여 스패닝 트리를 사용하여 데이터가 이동할 수있는 루트 경로와 교량을 정의하고 중복 경로를 기능적으로 닫아 기본 경로를 사용할 수있는 동안 비활성화되고 사용할 수 없습니다.
결과적으로 네트워크 통신은 네트워크가 얼마나 복잡하거나 광범위하게되는지에 관계없이 원활하게 흐릅니다. 어떤면에서, 스패닝 트리는 네트워크 엔지니어가 이전 루프 네트워크에서 하드웨어를 사용한 것과 거의 같은 방식으로 소프트웨어를 사용하여 데이터를 위해 네트워크를 통해 단일 경로를 만듭니다.
스패닝 트리의 추가 이점
스패닝 트리가 사용되는 주요 이유는 네트워크 내에서 루팅을 라우팅 할 가능성을 제거하는 것입니다. 그러나 다른 장점도 있습니다.
스패닝 트리는 데이터 패킷이 이동할 수있는 네트워크 경로를 지속적으로 찾고 정의하기 때문에 해당 기본 경로 중 하나를 따라 앉아있는 노드가 비활성화되었는지 여부를 감지 할 수 있습니다. 이는 하드웨어 실패에서 새로운 네트워크 구성에 이르기까지 다양한 이유로 발생할 수 있습니다. 대역폭 또는 기타 요인에 따라 일시적인 상황 일 수도 있습니다.
스패닝 트리가 기본 경로가 더 이상 활성화되지 않음을 감지하면 이전에 닫힌 다른 경로를 빠르게 열 수 있습니다. 그런 다음 문제 지점 주위에 데이터를 보내고 결국 우회를 새로운 기본 경로로 지정하거나 패킷을 다시 사용할 수있게되면 패킷을 원래 브리지로 다시 보냅니다.
원래 스패닝 트리는 필요에 따라 새로운 연결을 비교적 빠르게 만들었지 만 2001 년 IEEE는 RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)를 도입했습니다. RSTP는 802.1W 버전의 프로토콜이라고도합니다. RSTP는 네트워크 변경, 임시 중단 또는 구성 요소의 완전히 실패로 상당히 빠른 복구를 제공하도록 설계되었습니다.
RSTP는 프로세스를 가속화하기 위해 새로운 경로 수렴 동작과 브리지 포트 역할을 도입했지만 원래 스패닝 트리와 완전히 뒤로 호환되도록 설계되었습니다. 따라서 두 버전의 프로토콜이있는 장치가 동일한 네트워크에서 함께 작동 할 수 있습니다.
스패닝 트리의 단점
스패닝 트리는 소개 후 수년 동안 어디서나 유비쿼터스가되었지만시간이왔다. 스패닝 트리의 가장 큰 결함은 데이터가 이동할 수있는 잠재적 경로를 종료하여 네트워크 내에서 잠재적 루프를 닫는다는 것입니다. 스패닝 트리를 사용하는 임의의 주어진 네트워크에서, 잠재적 네트워크 경로의 약 40%가 데이터로 닫힙니다.
데이터 센터 내에서 발견 된 것과 같은 매우 복잡한 네트워킹 환경에서는 수요를 충족시키기 위해 신속하게 확장 할 수있는 기능이 중요합니다. 스패닝 트리의 제한이 없으면 데이터 센터는 추가 네트워킹 하드웨어없이 더 많은 대역폭을 열 수 있습니다. 복잡한 네트워킹 환경이 스패닝 트리가 만들어진 이유이기 때문에 이것은 아이러니 한 상황입니다. 그리고 이제 루핑에 대한 프로토콜이 제공하는 보호는 어떤 식 으로든 해당 환경을 잠재력에서 최대한의 상태로 유지하는 것입니다.
MSTP (Multiple-Instance Spanning Tree)라는 프로토콜의 정제 된 버전은 가상 LAN을 사용하고 동시에 더 많은 네트워크 경로를 열 수 있도록 루프가 형성되는 것을 방지하기 위해 개발되었습니다. 그러나 MSTP를 사용하더라도 프로토콜을 사용하는 주어진 네트워크에서는 상당히 잠재적 인 데이터 경로가 닫힙니다.
수년에 걸쳐 스패닝 트리의 대역폭 제한을 개선하려는 비표준의 독립적 인 시도가 많이있었습니다. 그들 중 일부의 디자이너는 그들의 노력에서 성공을 주장했지만 대부분은 핵심 프로토콜과 완전히 호환되지 않습니다. 즉, 조직은 모든 장치에서 비표준 변경 사항을 사용하거나 존재할 수있는 방법을 찾아야합니다. 표준 스패닝 트리를 실행하는 스위치. 대부분의 경우, 스패닝 트리의 여러 풍미를 유지하고 지원하는 비용은 노력의 가치가 없습니다.
스패닝 트리가 앞으로 계속 될까요?
트리 폐쇄 네트워크 경로에 걸쳐 대역폭의 한계 외에도 프로토콜을 대체하는 데 많은 생각이나 노력이 적용되지 않습니다. IEEE는 때때로 더 효율적으로 시도하기 위해 업데이트를 출시하지만 항상 기존 버전의 프로토콜과 호환됩니다.
어떤 의미에서, 스패닝 트리는“파산하지 않으면 고치지 마십시오”라는 규칙을 따릅니다. 스패닝 트리는 대부분의 네트워크의 백그라운드에서 독립적으로 실행되며 트래픽이 흐르고 충돌 유발 루프가 형성되는 것을 방지하며 문제 지점 주위의 트래픽을 라우팅하여 최종 사용자가 네트워크가 일시적으로 경험하는지조차 알지 못하도록합니다. 일 운영. 한편, 백엔드에서 관리자는 네트워크에 새로운 장치를 추가하여 네트워크에 다른 네트워크 나 외부 세계와 통신 할 수 있는지 여부에 대해 너무 많이 생각하지 않고도 네트워크에 새로운 장치를 추가 할 수 있습니다.
그로 인해 스패닝 트리는 앞으로 몇 년 동안 계속 사용할 것입니다. 때때로 약간의 업데이트가있을 수 있지만 핵심 스패닝 트리 프로토콜과 수행하는 모든 중요한 기능은 아마도 여기에있을 것입니다.
후 시간 : Nov-07-2023
