Spanning-Tree (STP) nədir? (Türkcə Məlumat)
Gereğinden fazla fiziksel bağlantıya sahip ağlarda, Spanning-Tree (STP)’den önce çerçeveler velirsiz bir süre boyunca dolaşıp duruyorlardı. STP, herhangi bir LAN segmenti (çarpışma etki alanı) arasında sadece tek bir aktif bağlantı kalması için bazı portları bloklar.
STP kullanılmasının hem iyi hem de kötü sonuçları vardır: Çerçeveler döngüye girmez ve bu sayede LAN kullanılabilir. Ancak, ağ, çerçevelerin döngüye girmemesi için bloklanmış olan bazı bağlantıların getireceği avantajları kaybetmiş olur.
Bazı kullanıcıların tarfiği, ağ boyunca daha uzun bir yol kat etmek zorunda kalır çünkü, daha kısa olan bağlantı bloklanmıştır.Yine de, STP kullanmanın iyi olduğu sonucuna varabiliriz. Çerçeveler belirsiz bir şekilde döngüye girseydi, LAN hiçbir şekilde kullanılamaz hale gelecekti.
Sonuç olarak STP, yedek LAN’lar inşa etmemize yardımcı olmasının yanında, birkaç yan etkiye sahiptir.
Döngüleri engellemek için, switch’ler de dahil olmak üzere tüm bridging cihazları STP kullanır. STP, bridging cihazı üzerindeki arabirimleri, bloklama durumuna ya da iletim durumuna getirir.Bloklama, arabirimin veri çerçevelerini alıp iletemeyeceği ancak, bridge protokolü veri birimlerini-BDPU (bridge protocol data units) alıp gönderebileceği anlamına gelir. İletim durumu, arabirimin BPDU’lar yanında veri çerçevelerini de alıp gönderebileceği anlamındadır.
Doğru arabirimler bloklandığında, her LAN çifti arasında sadece tek bir aktif mantıksal bağlantı kalacaktır. STP, transparent bridge ve switch’lerde aynı şekilde çalışır. Bu sebepten, bu kısımda, bridge, switch ve bridging cihazları, STP çalıştırabilecek herhangi bir cihaz yerine kullanılmıştır.
Basit bir örnek vererek, STP kullanımına neden ihtiyaç duyulduğunu açıklayalım.
Bilinmeyen MAC adreslerine gönderilen çerçevelerin ya da broadcast’lerin tüm arabirimlerden gönderileceğini hatırlayın.
Aşağıdaki Şekil, Larry tarafından gönderilen bir çerçevenin döngüye girişini göstermektedir. Ağda yedek bağlantılar vardır ancak bunlar, STP etkin hale getirilmediğinden kullanılamamaktadır.
Şekil Yedek bağlantıları olan ancak STP’yi kullanmayan ağ yapısı — Çerçeveler Sonsuza Kadar Dönüp Dolaşacaktır.
Larry, Bob’un MAC adresine bir unicast çerçeve göndermektedir ancak Bob’un makinesi kapalıdır ve switch’lerden hiçbirisi daha önceden Bob’un MAC adresini öğrenmemiştir. Bob’un MAC adresine gönderilen çerçeveler sonsuza kadar dönüp dolaşmaya devam edecektir. Switch’ler Bob’un MAC adresini öğrenemeyeceğinden, çerçeveleri tüm portlarından göndermeye devam edecektir ve çerçevenin kopyaları ağda dolaşıp duracaktır.
Ethernet, döngüye giren çerçeveyi işaretlemek için bir mekanizma sunmadığından, bridge’ler döngüye giren çerçeveyi ağın dışına atamazlar. (IP’de bu özellik bulunmaktadır. Döngüyü engellemek için Time To Live alanı kullanılır) Çerçeveler, fazlalığa sebep olan bağlantılardan biri kopana kadar dolaşmaya devam edecektir.
Bridge ve switch’ler broadcast’leri de benzer şekilde tüm portlarından gönderirler. Bu sebepten, PC’lerden herhangi birisi bir broadcast gönderdiğinde, broadcast ağda döngüye girecektir.
Birçok mühendis, birden fazla switch kullandıkları ağlarda switch’ler arasında fazladan fiziksel bağlantı kullanmaz. STP kullanılmadan, fazladan bağlantılar içeren bir LAN tasarımı çalışmayacaktır. Sonuç olarak, iyi bir ağ tasarımı, yedek fiziksel bağlantıların kullanılmasını ve bu bağlantıların doğru bir şekilde çalışması için STP’nin kullanılmasını gerektirir.
Doğru çözüm, bride/switch kullanan ağlarda, yedek fiziksel bağlantıların kullanılması ve spanning tree sayesinde, herhangi bir anda bir segmentte sadece tek bir aktif yol kalacak şekilde bazı arabirim(ler)in dinamik şekilde bloklanmasıdır.
Spanning Tree Ne Yapar?
Spanning tree algoritması, her bridge/switch portunu bloklama ya da iletim durumlarından birine getirir. İletim durumundaki portların, etkin spanning tree içinde bulundukları düşünülür. İletim portlarının tümü, çerçevelerin gönderildiği tek bir yol yaratır.
Switch’ler, iletim durumunda olan portlarından çerçeve alabilir ve çerçeve gönderebilirler. İletim durumunda olmayan yani bloklama durumunda olan portlardan, çerçeve gönderilemez ya da alınamaz. Aşağıdaki Şekil, SW3 üzerindeki portlardan birinin bloklama durumunda olduğu basit bir STP ağacı göstermektedir.
Şekil STP Kullanan ve Yedek Hatlara Sahip Olan Bir Ağ
Larry Bob’un MAC adresine bir çerçeve göndermek istediğinde, çerçeve döngüye girmeyecektir.
SW1, SW3’e bir kopya gönderecektir ancak SW3, bunu SW2’ye gönderemeyecektir çünkü, 0/27 portu bloklanmıştır. STP, döngüleri engellerken, bazı çerçevelerin daha uzun bir fiziksel yol kat etmelerine sebep olur.
Örneğin, Archie Bob’a bir çerçeve göndermek istediğinde, SW2’den SW1’e ve SW1’den de SW3’e gitmek zorunda kalacaktır ve fiziksel olarak daha uzun bir yol kat edecektir. Döngüleri engellemek zorundasınız ancak bunun sonucunda, trafiğin bir kısmını daha verimsiz bir şekilde ileteceğiniz gerçeğini de kabul etmek zorundasınız.
SW1 ile SW3 arasındaki bağlantı koparsa, STP dinamik bir şekilde, SW3’ün bloklanmış olan portunu açacaktır. Örneğin, Aşağıdaki Şekil’de bağlantı kopmuş ve STP değişmiştir.
Şekil Bağlantı Koptuktan Sonra, STP Kullanan ve Yedek Hatları Olan Ağda Gerçekleşenler.
