Co to jest protokół drzewa opinającego?
Urządzenia sieciowe, które działają jak OSI (model otwartych połączeń systemowych), dwa mostki, w tym przełączniki, są często łączone razem nadmiarowo, aby zapobiec awariom sieci. Protokół drzewa opinającego (STP) to zestaw reguł, metod i funkcji komunikacyjnych, które są zaimplementowane w oprogramowaniu mostkowym i które zapobiegają niekończącemu się zapętlaniu ramek warstwy łącza danych w redundantnej topologii mostu. Protokół drzewa opinającego jest protokołem warstwy łącza danych, który ustanawia pojedynczą, najtańszą ścieżkę dla danych przesyłanych z jednego mostkowanego punktu końcowego sieci do drugiego.
Mosty korzystające z protokołu drzewa opinającego wysyłają do siebie specjalne komunikaty zwane jednostkami danych protokołu mostu (BPDU) w celu wymiany informacji i wzajemnego powiadamiania o zmianach w sieci. Większość mostów bierze udział w procesie drzewa rozpinającego, ale administratorzy sieci mogą wyznaczyć niektóre mosty jako urządzenia tylko do przekazywania. Wszystkie urządzenia mostkowe, które aktywnie wykorzystują protokół drzewa opinającego, wymieniają jednostki BPDU w celu ustanowienia i utrzymywania pozbawionej pętli topologii drzewa opinającego o minimalnej długości.
STP inicjuje ponowne obliczenie nowej topologii drzewa opinającego za każdym razem, gdy mosty są dodawane do sieci lub usuwane z niej, gdy ścieżki zawodzą w sieci, gdy wykrywanie zerwanego łącza (UDLD) wykrywa zerwane włókno lub gdy występują inne zmiany topologiczne i zakłócają ustalony przepływ dane. Mosty, które aktywnie korzystają z protokołu drzewa opinającego, rozpoczynają rekonfigurację topologiczną, najpierw uzgadniając i wyznaczając jedno z urządzeń mostkujących jako węzeł główny dla nowego drzewa opinającego. Następnie współpracują, wysyłając do siebie jednostki BPDU, które zawierają bieżące informacje i koszty ścieżki w celu obliczenia nowego drzewa opinającego, które ma najniższy koszt dla topologii. Gdy tylko mosty uzgodnią nową topologię, porty mostu połączone z redundantnymi segmentami, które nie są częścią nowego drzewa opinającego i nie są częścią wyznaczonego kanału ethernetowego, są tymczasowo blokowane, aby zapobiec przekazywaniu ruchu danych. Zablokowanie tych nieużywanych nadmiarowych ścieżek tworzy topologię bez pętli.
Protokół drzewa opinającego został po raz pierwszy opracowany i wdrożony przez Digital Equipment Corporation (DEC). Wkrótce potem został włączony do standardu 802.1D Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE). Nowsza, szybsza wersja protokołu drzewa opinającego zwana protokołem szybkiego drzewa opinającego (RSTP) została wprowadzona przez propozycję IEEE 802.1w. RSTP zastąpił STP jako standardowy protokół mostkowania bez pętli i został wyznaczony jako protokół wyboru w zrewidowanym standardzie IEEE 802.1D-2004. Protokół STP został udoskonalony jeszcze bardziej dzięki wydaniu protokołu wielu drzew spinających (MSTP), jak szczegółowo opisano w IEEE 802.1Q-2005, który pozwala osobnym instancjom STP współistnieć w wielu konfiguracjach wirtualnej sieci lokalnej (VLAN).