پروتکل های STP و RSTP چیست و چه تفاوتی با هم دارند

پروتکل های STP و RSTP در شبکه

در یک شبکه کامپیوتری، وجود مسیرهای متعدد برای رسیدن به مقصد می‌تواند برای پایداری و متعادل کردن بار مفید باشد. با این حال، این امر ممکن است مشکلاتی مانند حلقه‌های شبکه، طوفان‌های پخش و مسیر‌یابی ناهماهنگ ایجاد کند. برای جلوگیری از این مشکلات، دستگاه‌های شبکه باید بروی یک مسیر فعال برای هر مقصد توافق کنند و مسیرهای اضافی را مسدود کنند. در اینجا است که پروتکل Spanning Tree Protocol (STP) و Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) وارد عمل می‌شوند. در این مقاله، تفاوت‌های STP و RSTP را مقایسه کرده و اصول هر دو پروتکل را توضیح خواهیم داد.

تفاوت اصلی STP و RSTP چیست

تفاوت اصلی بین STP و RSTP در زمان همگرایی آنها است. در حالی که STP حدود 30 تا 50 ثانیه طول می‌کشد تا شبکه را مجدداً پیکربندی کند، RSTP این کار را در چند ثانیه انجام می‌دهد به دلیل مکانیزم‌های بهبود یافته‌ای که دارد. در ادامه جدول مقایسه STP و RSTP را مشاهده می‌کنید:

پروتکل STP چیست

STP مخفف Spanning Tree Protocol است. این یک پروتکل لایه 2 است که در سال 1985 توسعه یافته و توسط IEEE 802.1D استاندارد شده است. STP از حلقه‌های شبکه جلوگیری می‌کند و لینک‌های اضافی شبکه را مسدود می‌کند.

چگونگی عملکرد پروتکل STP در شبکه

در این حالت، ممکن است حلقه‌ای ایجاد شود که باعث بروز مشکلات متعددی در شبکه شود، مانند طوفان‌های پخش (broadcast storms)، ازدحام شبکه و حتی خرابی سوئیچ‌ها. اینجا است که STP وارد عمل می‌شود. STP یک پل ریشه را بر اساس ارزش اولویت و آدرس MAC انتخاب می‌کند تا مسیر فعال شبکه را کنترل کند. پل ریشه سوئیچی است که دارای کمترین ارزش اولویت یا کمترین آدرس MAC است.

سپس پل ریشه BPDUs را به سایر سوئیچ ها ارسال می‌کند تا آنها را از وجود خود و هزینه رسیدن به هر مقصد آگاه کند. پورت‌هایی که در مسیر فعال نیستند توسط پل‌های دیگر مسدود می‌شوند.

برای جلوگیری از حلقه‌ها، پورت‌هایی که نه ریشه هستند و نه منصوب، مسدود می‌شوند. این پورت‌ها ترافیک را ارسال نمی‌کنند اما برای BPDUs از سوئیچ های دیگر گوش می‌دهند. پورت‌هایی که یا ریشه یا منصوب هستند، سپس وارد حالت ارسال می‌شوند تا ترافیک را بطور عادی مسیریابی کنند.

این فرآیند یک توپولوژی منطقی بدون حلقه به نام درخت پوشا تولید می‌کند که در آن تنها یک مسیر فعال بین هر دو سوئیچ در شبکه وجود دارد.

محدودیت‌های STP

در اینجا برخی از محدودیت‌های پروتکل STP آورده شده است:

– همگرایی کند: حدود ۳۰ تا ۵۰ ثانیه طول می‌کشد تا شبکه مجدداً پیکربندی شود.

– عدم متعادل‌سازی بار: تنها یک مسیر فعال وجود دارد و بقیه مسدود هستند.

– عدم کارایی در شبکه‌های پویا: به تغییرات توپولوژی واکنش خوبی ندارد.

پروتکل RSTP چیست

RSTP مخفف Rapid Spanning Tree Protocol است. این نسخه بهبود یافته‌ای از STP است. RSTP بسیاری از ویژگی‌های STP را دارد و با آن سازگار است. این پروتکل پورت‌های اضافی و پشتیبان را اضافه می‌کند و به سرعت می‌تواند وضعیت پورت‌ها را به حالت ارسال تغییر دهد.

چگونگی عملکرد RSTP در شبکه

RSTP با اضافه کردن پورت جایگزین و پشتیبان کار می‌کند. به جای انتظار برای همگرایی شبکه، این پورت‌ها می‌توانند بلافاصله وارد حالت ارسال شوند. اگر پورت تخصیص یافته به یک بخش از شبکه شکست بخورد، پورت جایگزین به حالت ارسال تغییر می‌کند.

مزایای RSTP

در اینجا چند مزیت ارائه شده توسط پروتکل RSTP آورده شده است:

– همگرایی سریع (در مقایسه با STP که ۳۰ تا ۵۰ ثانیه طول می‌کشد).

– مدیریت بهینه تغییرات توپولوژی.

– بازسازی سریع از خرابی لینک.

– مدیریت کارآمدتر برای پورت‌های اضافی.

پروتکل های STP و RSTP چه تفاوتی باهم دارند

پروتکل های شبکه RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) و STP (Spanning Tree Protocol) هر دو برای جلوگیری از حلقه‌ها در شبکه های سوئیچ شده عمل می‌کنند؛ و اما تفاوت بین این دو پروتکل:

زمان همگرایی

وضعیت‌های پورت

STP پنج حالت مختلف دارد: مسدود کردن، گوش دادن، یادگیری، ارسال و غیرفعال. فقط سه حالت پورت توسط RSTP پشتیبانی می‌شود: دور انداختن، یادگیری و ارسال. حالت‌های مسدود کردن و غیرفعال STP در حالت دور انداختن ترکیب می‌شوند.

تغییرات توپولوژی

به دلیل توانایی RSTP در شناسایی خرابی‌ها یا بازیابی‌های لینک با استفاده از BPDUها (واحدهای داده پروتکل پل) یا وضعیت لینک فیزیکی، این پروتکل به تغییرات توپولوژی سریع‌تر از STP پاسخ می‌دهد. یک پرچم TCN (اعلان تغییر توپولوژی) در BPDUها توسط RSTP برای انتقال اطلاعات تغییر توپولوژی به هر سوئیچ در شبکه استفاده می‌شود.

سازگاری رو به عقب

این قابلیت پروتکل برای همکاری با نسخه‌های قدیمی‌تر یا سایر پروتکل‌ها است. RSTP با STP سازگار است، زیرا می‌تواند سوئیچ‌های STP را در همان شبکه شناسایی و با آنها ارتباط برقرار کند. با این حال، این ممکن است عملکرد و مزایای RSTP را کاهش دهد، زیرا باید از قوانین و محدودیت‌های STP پیروی کند.

مقیاس‌پذیری

RSTP در مقایسه با STP مقیاس‌پذیرتر است. RSTP می‌تواند شبکه‌های بزرگتر را با همگرایی سریع مدیریت کند.

چه زمانی از STP یا RSTP استفاده کنیم

– شما باید زمانی از STP استفاده کنید که تجهیزات شبکه موجود مورد استفاده از RSTP پشتیبانی نمی‌کنند و نیاز است با نسخه‌های قبلی سازگاری حفظ شود.

– شما باید زمانی از RSTP استفاده کنید که بازیابی سریع‌تر شبکه پس از هرگونه تغییر در توپولوژی مورد نظر باشد و پیاده‌سازی زیرساخت‌های شبکه مدرن با الزامات دسترسی بالا انجام شود؛ همچنین زمانی که شبکه های سوئیچینگ به کارایی و قابلیت اطمینان بهتری نیاز دارند.

آیا RSTP سریع تر از STP است

بله، RSTP از نظر زمان همگرایی سریع‌تر از STP است.

تفاوت STP و RSTP و MSTP چیست

STP، RSTP و MSTP پروتکل هایی هستند که به جلوگیری از حلقه در سوئیچ های شبکه کمک می‌کنند.

• STP مخفف پروتکل درخت پوشا (spanning tree protocol) استاندارد است اما همگرایی آن کند است.
• RSTP مخفف پروتکل درخت پوشای سریع (rapid spanning tree protocol) است که نسخه بهبود یافته STP است و همچنین زمان همگرایی را کاهش می‌دهد.
• MSTP مخفف پروتکل درخت پوشای چندگانه (multiple spanning tree protocol) است که امکان ایجاد چندین درخت پوشا را برای VLANهای مختلف فراهم می‌کند.

زمان STP و RSTP چیست

زمان STP حدود 30 تا 50 ثانیه است، به این معنی که اگر تغییری در توپولوژی ایجاد شود، طبق زمان داده شده عمل خواهد کرد. زمان RSTP حدود 6 ثانیه است، بنابراین سریعتر از STP است.

Bpdu در STP چیست

BPDU (Bridge Protocol Data Unit) یک پیام داده است که بین سوئیچ ها در یک شبکه با استفاده از پروتکل درخت پوشا (STP) رد و بدل می‌شود. BPDU حاوی اطلاعاتی در مورد هویت، اولویت، نقش‌های پورت و هزینه‌های سوئیچ است.