Spanning-Tree Protocol (STP) เป็นกลไกสำคัญที่ใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อป้องกันการวนซ้ำในเครือข่ายอีเธอร์เน็ต ซึ่งอาจนำไปสู่การแพร่ภาพกระจายเสียงและความเสื่อมโทรมของเครือข่าย เป้าหมายหลักของ STP คือการสร้างโทโพโลยีแบบลอจิคัลแบบไม่มีลูปโดยการปิดใช้งานลิงก์ที่ซ้ำซ้อนอย่างมีกลยุทธ์ เพื่อทำความเข้าใจว่า STP บรรลุเป้าหมายนี้ได้อย่างไร จำเป็นต้องเจาะลึกการดำเนินงานและกลไกที่ใช้
STP ทำงานโดยกำหนดให้สวิตช์ตัวหนึ่งในเครือข่ายเป็นรูทบริดจ์ รูทบริดจ์เป็นจุดอ้างอิงสำหรับสวิตช์อื่นๆ ทั้งหมดในเครือข่าย และมีหน้าที่ในการกำหนดเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดในการเข้าถึงสวิตช์อื่นๆ ทั้งหมด สวิตช์บริดจ์ที่ไม่ใช่รูทแต่ละตัวในเครือข่ายจะคำนวณเส้นทางที่ดีที่สุดในการเข้าถึงรูทบริดจ์โดยพิจารณาจากต้นทุนของเส้นทาง ซึ่งจะถูกกำหนดโดยความเร็วของลิงก์ สวิตช์ที่มีต้นทุนเส้นทางต่ำสุดไปยังรูทบริดจ์ในแต่ละเซ็กเมนต์จะถูกกำหนดให้เป็นบริดจ์ที่กำหนดสำหรับเซ็กเมนต์นั้น
หากต้องการปิดใช้งานลิงก์ที่ซ้ำซ้อนและสร้างโทโพโลยีแบบไม่มีลูป STP จะใช้กลไกสำคัญต่อไปนี้:
1. หน่วยข้อมูลโปรโตคอลบริดจ์ (BPDU): BPDU คือข้อความที่แลกเปลี่ยนกันระหว่างสวิตช์ที่เข้าร่วมใน STP ข้อความเหล่านี้ถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับรหัสบริดจ์ ต้นทุนเส้นทาง และบทบาทของพอร์ต ด้วยการแลกเปลี่ยน BPDU สวิตช์สามารถกำหนดโครงสร้างเครือข่ายและระบุลิงก์ที่ซ้ำซ้อนได้
2. การเลือกตั้งรากสะพาน: ในตอนแรก สวิตช์ทั้งหมดในเครือข่ายจะถือว่าตัวเองเป็นรูทบริดจ์ ผ่านการแลกเปลี่ยน BPDU สวิตช์จะเปรียบเทียบ ID บริดจ์ และสวิตช์ที่มี ID บริดจ์ต่ำสุดจะกลายเป็นรูทบริดจ์ จากนั้นสวิตช์อื่นๆ ทั้งหมดจะกำหนดเส้นทางที่สั้นที่สุดไปยังรูทบริดจ์
3. บทบาทของพอร์ต: แต่ละพอร์ตบนสวิตช์ได้รับการกำหนดบทบาทเฉพาะตามความสัมพันธ์กับรูทบริดจ์ พอร์ตรูทคือพอร์ตบนบริดจ์ที่ไม่ใช่รูทซึ่งมีเส้นทางที่สั้นที่สุดไปยังรูทบริดจ์ พอร์ตที่กำหนดคือพอร์ตในแต่ละเซ็กเมนต์ที่นำเสนอเส้นทางที่ดีที่สุดไปยังรูทบริดจ์ พอร์ตที่ไม่ได้กำหนดไว้จะถูกวางไว้ในสถานะบล็อกเพื่อป้องกันการวนซ้ำ
4. เส้นทางแบบไม่มีลูป: ด้วยการปิดใช้งานพอร์ตอย่างมีกลยุทธ์ที่จะแนะนำลูปในเครือข่าย STP จะตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเส้นทางที่ใช้งานเพียงเส้นทางเดียวระหว่างสวิตช์สองตัว ลิงก์ที่ซ้ำซ้อนจะถูกเก็บไว้ในสถานะบล็อกเพื่อป้องกันการวนซ้ำในขณะที่ยังคงให้ความซ้ำซ้อนในกรณีที่ลิงก์ล้มเหลว
ตัวอย่างเช่น พิจารณาเครือข่ายที่มีสวิตช์สามตัวเชื่อมต่ออยู่ในโทโพโลยีรูปสามเหลี่ยม หากไม่มี STP แพ็กเก็ตอาจหมุนเวียนอย่างไม่มีที่สิ้นสุดระหว่างสวิตช์ ทำให้เกิดความแออัดของเครือข่าย เมื่อเปิดใช้งาน STP ลิงก์ใดลิงก์หนึ่งจะถูกบล็อกเพื่อแยกลูป ทำให้เกิดโทโพโลยีแบบไม่มีลูปซึ่งแพ็กเก็ตสามารถเดินทางผ่านเครือข่ายโดยไม่ต้องวนกลับ
Spanning-Tree Protocol ปิดใช้งานลิงก์ที่ซ้ำซ้อนในเครือข่ายอย่างมีกลยุทธ์เพื่อสร้างโทโพโลยีที่ไม่มีการวนซ้ำโดยการเลือกรูทบริดจ์ กำหนดบทบาทของพอร์ต และการบล็อกพอร์ตเพื่อป้องกันการวนซ้ำ ด้วยการทำความเข้าใจกลไกของ STP ผู้ดูแลระบบเครือข่ายจึงสามารถรับประกันความเสถียรและประสิทธิภาพของเครือข่ายอีเทอร์เน็ตของตนได้
คำถามและคำตอบล่าสุดอื่น ๆ เกี่ยวกับ EITC/IS/CNF ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์:
- อะไรคือข้อจำกัดของ Classic Spanning Tree (802.1d) และเวอร์ชันที่ใหม่กว่า เช่น Per VLAN Spanning Tree (PVST) และ Rapid Spanning Tree (802.1w) จัดการกับข้อจำกัดเหล่านี้อย่างไร
- Bridge Protocol Data Units (BPDU) และการแจ้งเตือนการเปลี่ยนแปลงโทโพโลยี (TCN) มีบทบาทอย่างไรในการจัดการเครือข่ายด้วย STP
- อธิบายกระบวนการเลือกพอร์ตรูท พอร์ตที่กำหนด และการบล็อกพอร์ตใน Spanning Tree Protocol (STP)
- สวิตช์จะกำหนดรูทบริดจ์ในโทโพโลยีแบบขยายต้นไม้ได้อย่างไร
- วัตถุประสงค์หลักของ Spanning Tree Protocol (STP) ในสภาพแวดล้อมเครือข่ายคืออะไร
- การทำความเข้าใจพื้นฐานของ STP ช่วยให้ผู้ดูแลระบบเครือข่ายสามารถออกแบบและจัดการเครือข่ายที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพได้อย่างไร
- เหตุใด STP จึงถือว่ามีความสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายในโทโพโลยีเครือข่ายที่ซับซ้อนด้วยสวิตช์ที่เชื่อมต่อระหว่างกันหลายตัว
- บทบาทของ STP ในการรักษาเสถียรภาพเครือข่ายและป้องกันการแพร่ภาพกระจายเสียงในเครือข่ายคืออะไร?
- Spanning Tree Protocol (STP) มีส่วนช่วยในการป้องกันการวนซ้ำของเครือข่ายในเครือข่ายอีเธอร์เน็ตอย่างไร
- อธิบายโมเดลผู้จัดการ-ตัวแทนที่ใช้ในเครือข่ายที่จัดการ SNMP และบทบาทของอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดการ เอเจนต์ และระบบการจัดการเครือข่าย (NMS) ในโมเดลนี้
ดูคำถามและคำตอบเพิ่มเติมใน EITC/IS/CNF Computer Networking Fundamentals