Spanning-tree چیست؟ – بخش اول

no-image
comments1 نظر views بازدید

زمانی که صحبت از شبکه های کامپیوتری و ارتباطات بین سوئیچ ها در سطح لایه دو و بالاتر از آن به میان می آید خیلی از افراد در زمینه بکارگیری امکانات مختلف جهت داشتن لینک های کمکی جهت جلوگیری از قطع شدن کل ارتباط در صورت بروز اشکال در یک لینک طرح های مختلفی را ارائه میکنند. البته این طرح ها در مواردی کارآمد هستند و در برخی موارد در صورتی که تمهیدات لازم در نظر گرفته نشود خود باعث بروز مشکل می شوند. اما چرا داشتن لینک های Redundant می تواند در برخی موارد خوب و در برخی موارد زیان بار باشد؟

زمانیکه ارتباط بین سوئیچ ها و کلا تجهیزات لایه دو بصورت ارتباط بیش از یک لینک باشد، بعنوان مثال اتصال دو یا چند کابل بین دو یا بیش از دو سوئیچ که در نتیجه تعداد زیادی ارتباط بین سوئیج های موجود را فراهم می آورد همیشه خوب و مفید نیست با توجه به شکل زیر می توانیم بیشتر این موضوع را بررسی کنیم.

STP

در این شکل همانطور که مشاهده مینمائید بین این دو سوئیچ دو ارتباط برقرار گردیده و به این ترتیب تعداد لینک ها و مسیرهای لایه دو بین آنها از یک مسیر بیشتر است. در شکل بعدی نیز تعداد ارتباط بیش از یک مسیر بین دو سوئیچ البته از نوع دیگر را شاهد هستیم.

STP2

در این تصویر نیز ارتباط بین سوئیچ ها بیش از یک ارتباط است اگرچه ممکن است به این ارتباط بصورت مستقیم به نظر نیاید اما ذکر این نکته مهم است که در توپولوژی های لایه دو ارتباطات بصورت یک شمای کلی در نظر گرفته می شوند و ارتباطات تک به تک در سوئیچ های مختلف بصورت مجزا در نظر گرفته نمی شود و نیاز است که جهت مسیریابی صحیح در توپولوژی مربوط به هر شبکه با توجه به تعداد لینکهای ارتباطی مبدا مشخصی برای آغاز ارتباط در نظر گرفته شود و این مبدا بعنوان محلی برای کنترل ارتباط باشد که تمامی سوئیچ ها با توجه به محل آن در شبکه موقعیت خود را در نظر گرفته و با استفاده از آن بتوانند به سوئیچ های دیگر که با آنها ارتباط دارند محل خود و آن نقطه مرجع را اعلام کنند به این ترتیب امکان بروز Loop در شبکه های لایه دو به حداقل و تقریبا به صفر می رسد. اما آیا تنها مشخص شدن یک نقطه مرجع در یک شبکه لایه دو کافیست که از بروز Loop در شبکه جلوگیری شود؟ خیر. با مشخص شدن این نقطه مرجع یا همان Root Bridge لازم است که سوئیچ ها لینک های منتهی به این نقطه را همواره بعنوان لینک با اولویت بالاتر در نظر داشته و مسیرهای طولانی تر تا این نقطه مرجع را در اولویت های بعدی قرار دهند. پس از آن لینکهایی که اولویت پائین تری دارند نیاز است که بررسی شده و لینک Redundant که نیازی به استفاده آن با توجه به مسیر و اولویتها و همچنین موقعیت پورتها نمی باشد بصورت غیرفعال از نظر ارسال اطلاعات و داده های کاربران در سطح لایه دو تغییر حالت داده و بصورت موقت امکان ارسال اطلاعات بر روی آن نباشد که مسیرها از حالت Loop خارج شوند. به شکل زیر توجه کنید

STP

همانطور که در این شکل مشاهده مینمائید ارتباط سوئیچ A و سوئیچ B در این توپولوژی از طریق سوئیچ C امکانپذیر می باشد و ارتباط مستقیم بین آنها جهت جلوگیری از Loop در شبکه بصورت مجازی غیرفعال گردیده است و اطلاعات کاربران از طریق آن پورت منتقل نمی گردد.

تمامی این مکانیزم توسط یک پروتکل و تکنولوژی با هوشمندی و امکان تحلیل داده بالا انجام میگیرد که با عنوان Spanning-tree شناخته میشود. تا به اینجا تنها معرفی کوتاه و مختصری از مکانیزم کلی Spanning-tree ارائه گردید، اما لازم است تا بصورت علمی به آن توجه نمائیم و نکات ظریف مربوط به این تکنولوژی بسیار کارآمد در شبکه را مورد بررسی قرار دهیم. در این قسمت از معرفی پروتکل Spanning-tree قصد داریم تا به معرفی انواع استانداردهای معرفی شده در تکنولوژی Spanning-tree و همچنین اجزای تشکیل دهنده  هرکدام از آنها در یک توپولوژی Spanning-tree که بصورت کامل قابلیت کنترل Loop در شبکه را دارد بپردازیم که هرکدام از این اجزا با استفاده از مکانیزم بسیار جالب می توانند در این پروسه دقیق فعالیت کنند که در قسمت های بعدی در مورد فعالیت هر کدام از آنها بصورت مجزا صحبت خواهیم کرد.

یکی از مواردی که پروتکل Spanning-tree را جهت اجرایی شدن یاری می نماید BPDU  یا همان Bridge protocol data units می باشد که همان بسته های ارتباطی جهت پیغامهای مربوط به سوئیچ ها و موقعیت پورتها و لینکهای مرتبط با سوئیچ ها بوده و با استفاده از این BPDU ها این اطلاعات بین سوئیچ ها رد و بدل می گردد. با استفاده از این پیغامها سوئیچ ها می توانند در تعیین Root Bridge و همچنین Root port و دیگر موارد لازم جهت عملیات Spanning-tree با یکدیگر هماهنگ شده و در نهایت یک توپولوژی کامل را کنترل کنند.

در یک توپولوژی Spanning-tree همواره یک یا بیش از یک نقطه مرجع در نظر گرفته می شود که با عنوان Root Bridge و Backup Root Bridge شناخته می شوند البته نکته مهم در این بخش این است که در مدل ابتدایی Spanning-tree که استاندارد مربوط به آن در ادامه معرفی خواهد شد امکان فعالیت همزمان دو Root Bridge در لحظه وجود ندارد و تنها Root Bridge فعال بوده و Backup Root Bridge بصورت Standby بوده و در مواقعی که سوئیچ اصلی از مدار خارج شود این سوئیچ نقش نقطه مرجع را بر عهده خواهد گرفت. اینکه در یک توپولوژی Root Bridge چگونه انتخاب میگردد به موارد مختلفی بستگی دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم نمود.

برای اینکه یک سوئیچ صلاحیت انتخاب بعنوان Root را داشته باشد باید چند فاکتور در آن صدق کند که در نهایت با ترکیب آنها با یکدیگر می توانیم Bridge ID را در اختیار داشته باشیم. Bridge ID  متشکل از یک Unique ID بکه بخشی از آن Bridge Priority می باشد که هم بصورت خودکار بر روی سوئیچ وجود دارد و هم قابل تنظیم است و همواره سوئیچ با Bridge ID پائین تر بعنوان Root Bridge انتخاب می شود حال فرض کنیم اگر مجموع Unique ID و Bridge Priority تحت شرایطی بین دو سوئیچ برابر شود آنگاه فاکتور سوم که MAC Address سوئیچ می باشد در نظر گرفته می شود و باز هم در نهایت سوئیچ با MAC Address پائین تر بعنوان Root Bridge  انتخاب میگردد. البته همانطور که گفته شد اگر بخواهیم خودمان تعیین کنیم که کدام سوئیچ بعنوان Root Bridge در شبکه ما فعال باشد می توانیم با انجام برخی تنظیمات که بر روی Bridge Priority تاثیرگذار است آن سوئیچ را در بین سوئیچ های دیگر بعنوان Root Bridge معرفی کنیم. البته بخش دیگری در تعیین Root Bridge  موثر می باشد که بعنوان System ID Extension شناخته می شود که در بخش های بعدی در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

تا به اینجای کار در توپولوژی Spanning tree مهمترین بخش آن یعنی Root Bridge  مشخص گردید در قسمت های بعدی به اجزای دیگر آن مانند Port States  و همچنین استانداردهای موجود در زمینه Spanning-tree مانند IEEE802.1D و IEEE 802.1W و همچنین MST و … اشاره خواهیم کرد.

* کارشناسان مجرب ما در ادمین کالا آماده ارائه مشاوره و خدمات در زمینه های مختلف شبکه از جمله طراحی، راه اندازی، رفع اشکال و همچنین آموزش سازمانی در زمینه های مختلف تکنولوژی های مرتبط شبکه سیسکو می باشند و با بهره گیری از دانش روز دنیا تکنولوژی های برتر شبکه و ارتباطات را برای شما فراهم می آورد *

یک پاسخ به “Spanning-tree چیست؟ – بخش اول”

  1. الهه گفت:

    سلام ممنون از مطالب مفیدتون در مورد سوئیچ سیسکو

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *