स्पेनिंग ट्री प्रोटोकॉल

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (एसटीपी) एक नेटवर्क प्रोटोकॉल है जो ईथरनेट नेटवर्क के लिए लूप-मुक्त तार्किक टोपोलॉजी बनाता है। स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल का मूल फ़ंक्शन ब्रिज लूप और उनसे होने वाले प्रसारण विकिरण को रोकना है। स्पैनिंग ट्री एक सक्रिय लिंक विफल होने पर दोष सहिष्णुता प्रदान करने वाले बैकअप लिंक को सम्मिलित करने के लिए नेटवर्क योजना और डिजाइन की भी स्वीकृति देता है।

जैसा कि नाम से पता चलता है, स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल एक स्पैनिंग ट्री (गणित) का निर्माण करता है जो संयोजित स्तर-2 नेटवर्क ब्रिज के नेटवर्क के अंदर नोड्स के संबंध की विशेषता बताता है, और उन लिंक्स को निष्क्रिय कर देता है जो स्पैनिंग ट्री का भाग नहीं हैं, किसी भी दो नेटवर्क नोड्स के बीच एक सक्रिय पथ छोड़ देता है। स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल एक एल्गोरिदम पर आधारित है जिसका आविष्कार राडिया पर्लमैन ने तब किया था जब वह डिजिटल उपकरण निगम के लिए काम कर रही थी।^[1]^[2]

2001 में,विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान ने रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (आरएसटीपी) को 802.1w के रूप में प्रस्तुत किया। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल नेटवर्क परिवर्तन या विफलताओं के प्रतिक्रिया में अधिकतम तेजी से पुनः प्राप्त प्रदान करता है, ऐसा करने के लिए नए अभिसरण व्यवहार और ब्रिज पोर्ट भूमिकाएं प्रस्तुत करता है। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को मानक स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के साथ प्रतिक्रिया-संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को मूल रूप से विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D के रूप में मानकीकृत किया गया था, लेकिन स्पैनिंग ट्री (802.1D), रैपिड स्पैनिंग ट्री (802.1w), और विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (802.1s) की कार्यक्षमता को विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1Q-2014 में सम्मिलित किया गया है।^[3]

जबकि स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल आज भी उपयोग में है, अधिकांश आधुनिक नेटवर्कों में इसका प्राथमिक उपयोग दोष सहिष्णुता तंत्र के अतिरिक्त लूप-संरक्षण तंत्र के रूप में होता है।^{[citation needed]} लिंक संग्रह प्रोटोकॉल जैसे लिंक संग्रह नियंत्रण प्रोटोकॉल दो या दो से अधिक लिंक्स को दोष सहिष्णुता प्रदान करने के साथ-साथ समग्र लिंक क्षमता में वृद्धि करेगा।

प्रोटोकॉल संचालन

लोकल एरिया नेटवर्क (लैन) में स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल कार्यान्वयन के साथ स्विच करता है। एक स्विच स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल रूट ब्रिज है। सभी स्विच पोर्ट जो दो स्विच के बीच एक लिंक को जोड़ते हैं, वे या तो एक रूट पोर्ट (आरपी), एक निर्दिष्ट पोर्ट (डीपी) या एक अवरुद्ध पोर्ट (बीपी) होते हैं।

लिंक विफल होने के बाद स्पैनिंग ट्री एल्गोरिद्म नए कम कीमत वाले ट्री की गणना और विस्तार करता है।

लोकल एरिया नेटवर्क (लैन) में स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल कार्यान्वयन के साथ स्विच

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (एसटीपी) की आवश्यकता उत्पन्न हुई क्योंकि लोकल एरिया नेटवर्क में प्रसार बदलना प्रायः प्रतिरोध क्षमता में संशोधन के लिए अनावश्यक लिंक का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं, तब एक संपर्क विफल हो जाता है।^[4]^: 386 हालांकि, यह सम्पर्क कॉन्फ़िगरेशन एक स्विचिंग लूप बनाता है जिसके परिणामस्वरूप प्रसारण विकिरण और मीडिया अभिगम नियंत्रण सूची अस्थिरता होती है।^[4]^: 388 यदि स्विच को जोड़ने के लिए अनावश्यक लिंक का उपयोग किया जाता है, तो स्विचिंग लूप से संरक्षण की आवश्यकता है।^[4]^: 385

स्विच्ड लोकल एरिया नेटवर्क में अनावश्यक लिंक से जुड़ी समस्याओं से संरक्षण के लिए, नेटवर्क टोपोलॉजी की सुरक्षा के लिए स्विच पर स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल प्रयुक्त किया जाता है। स्विच और विशेष रूप से अनावश्यक लिंक के बीच प्रत्येक लिंक को सूचीबद्ध किया गया है। स्पैनिंग-ट्री एल्गोरिथम तब लोकल एरिया नेटवर्क में स्विच के बीच एक चयनात्मक लिंक समायोजित करके अनावश्यक लिंक पर अग्रेषण को ब्लॉक कर देता है। यह चयनात्मक लिंक सभी ईथरनेट फ़्रेमों के लिए उपयोग किया जाता है जब तक कि यह विफल न हो जाए, जिस स्थिति में एक गैर-चयनात्मक अनावश्यक लिंक सक्षम होता है। जब एक नेटवर्क में प्रयुक्त किया जाता है, तो स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल रूट ब्रिज के रूप में एक स्तर-2 स्विच को निर्दिष्ट करता है। फिर सभी स्विच अग्रेषण के लिए रूट ब्रिज की ओर अपना सर्वश्रेष्ठ सम्पर्क चयन करते हैं और अन्य अनावश्यक लिंक को ब्लॉक करते हैं। ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट (बीपीडीयू) का उपयोग करके सभी स्विच लोकल एरिया नेटवर्क में अपने प्रतिवेशों के साथ निरंतर संचार करते हैं।^[4]^: 388

परंतु दो स्विच के बीच एक से अधिक लिंक हों, स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल रूट ब्रिज बैंडविड्थ के आधार पर प्रत्येक पथ की कीमत की कम्प्यूटेशन करता है। स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल चयनात्मक लिंक के रूप में निम्नतम कीमत वाले पथ का चयन करेगा, जो उच्चतम बैंडविड्थ है। स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल इस चयनात्मक लिंक को दो स्विच के बीच ईथरनेट फ्रेम के लिए उपयोग किए जाने वाले एकमात्र पथ के रूप में सक्षम करेगा, और रूट पोर्ट के रूप में चयनात्मक पथ को जोड़ने वाले स्विच पोर्ट को नामित करके अन्य सभी संभावित लिंक को निष्क्रिय कर देगा।^[4]^: 393

लोकल एरिया नेटवर्क में स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल सक्षम स्विच के रूट ब्रिज चयन किए जाने के बाद, सभी गैर-रूट ब्रिज रूट पोर्ट के रूप में अपने पोर्ट में से एक को निर्धारित करते हैं। यह या तो पोर्ट है जो स्विच को रूट ब्रिज से जोड़ता है, या यदि कई पथ हैं, तो रूट ब्रिज द्वारा कम्प्यूटेशन के अनुसार चयनात्मक पथ वाला पोर्ट है। क्योंकि सभी स्विच सीधे रूट ब्रिज से जुड़े नहीं होते हैं इसलिए वे स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का उपयोग करके एक दूसरे के बीच संचार करते हैं। रूट ब्रिज के लिए दिए गए पथ की कुल कीमत निर्धारित करने के लिए प्रत्येक स्विच अपने पथ की कीमत को परिवेश स्विच से प्राप्त कीमत में जोड़ता है। एक बार रूट ब्रिज के सभी संभावित पथों की कीमत जोड़ दी जाती है, तब प्रत्येक स्विच एक पोर्ट को रूट पोर्ट के रूप में निर्दिष्ट करता है जो निम्नतम कीमत, या उच्चतम बैंडविड्थ के साथ पथ से जुड़ता है, जो अंततः रूट ब्रिज की ओर ले जाएगा।^[4]^: 394

पथ की कीमत

विभिन्न पोर्ट गति और स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल भिन्नता के लिए पथ कीमत
डेटा दर (लिंक बैंडविड्थ)	मूल स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल लागत (802.1 d-1998)	आरएसटीपी / एमएसटीपी लागत (अनुमानित मान)^[3]^: 503
4 Mbit/s	250	5,000,000
10 Mbit/s	100	2,000,000
16 Mbit/s	62	1,250,000
100 Mbit/s	19	200,000
1 Gbit/s	4	20,000
2 Gbit/s	3	10,000
10 Gbit/s	2	2,000
100 Gbit/s	N/A	200
1 Tbit/s	N/A	20

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल पथ कीमत डिफ़ॉल्ट ( दोष) मूल रूप से सूत्र $.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}1 Gbit/s/bandwidth$ द्वारा कम्प्यूटेशन की गई थी। जब तेज गति उपलब्ध हो गई, तो डिफ़ॉल्ट मानों को समायोजित किया गया क्योंकि अन्यथा 1 गीगाबाइट/सेकेंड से ऊपर की गति स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल द्वारा अलग नहीं की जा सकती थी। इसका आनुक्रमिक रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल बड़े अंश के साथ समान सूत्र $20 Tbit/s / bandwidth$ का उपयोग करता है: ये सूत्र सूची में प्रतिदर्श मानों की ओर ले जाते हैं।^[5]^: 154

पोर्ट अवस्था

लोकल एरिया नेटवर्क में सभी स्विच पोर्ट जहां स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल सक्षम है, ये वर्गीकृत किए गए हैं।^[4]^: 388

ब्लॉकिंग (अवरूद्ध): पोर्ट जो सक्रिय होने पर स्विचिंग लूप का कारण बनता है। लूप किए गए पथों के उपयोग को रोकने के लिए, ब्लॉकिंग पोर्ट पर कोई उपयोगकर्ता डेटा भेजा या प्राप्त नहीं किया जाता है। ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट डेटा अभी भी ब्लॉकिंग अवस्था में प्राप्त होता है। एक ब्लॉकिंग पोर्ट फॉरवर्डिंग (अग्रेषण) मोड में जा सकता है यदि उपयोग में अन्य लिंक विफल हो जाते हैं और स्पैनिंग ट्री एल्गोरिदम निर्धारित करता है कि पोर्ट फॉरवर्ड स्थिति में संक्रमण कर सकता है।
सुनना: स्विच ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट को संसाधित करता है और संभावित नई जानकारी की प्रतीक्षा करता है जिससे यह ब्लॉकिंग स्थिति में वापस आ जाए। यह मीडिया अभिगम नियंत्रण सूची को वृद्धि नहीं करता है और यह फ्रेम को फॉरवर्ड नहीं करता है।
सीखना: जबकि पोर्ट अभी तक फ्रेम को अग्रेषित नहीं करता है, यह प्राप्त फ्रेम से स्रोत एड्रैस सीखता है और उन्हें मीडिया अभिगम नियंत्रण सूची में जोड़ता है।
फॉरवर्डिंग (अग्रेषण): फ्रेम प्राप्त करने और फॉरवर्ड करने के सामान्य संचालन में एक पोर्ट आने वाले बीपीडीयू की जांच करता है जो प्रदर्शित करेगा कि इसे लूप को रोकने के लिए ब्लॉक स्थिति में वापस आना चाहिए।
निष्क्रिय: एक नेटवर्क व्यवस्थापक ने मैन्युअल रूप से स्विच पोर्ट को निष्क्रिय कर दिया है।

जब कोई डिवाइस पहली बार किसी स्विच पोर्ट से जुड़ा होता है, तो यह तुरंत डेटा फॉरवर्ड करना प्रारंभ नहीं करेगा। इसके अतिरिक्त यह बीपीडीयू को संसाधित करते समय कई स्थितियों से गुजरेगा और नेटवर्क की टोपोलॉजी निर्धारित करेगा। कंप्यूटर, प्रिंटर या सर्वर (कंप्यूटिंग) जैसे होस्ट से जुड़ा पोर्ट सदैव फॉरवर्ड स्थिति में जाता है, तथापि लगभग 30 सेकंड की विलंबता के बाद यह सुनने और सीखने की स्थिति से गुजरता है। सुनने और सीखने की स्थिति में प्रयुक्त समय एक मान द्वारा निर्धारित किया जाता है जिसे आगे की विलंबता (डिफ़ॉल्ट 15 सेकंड और रूट ब्रिज द्वारा स्थित) के रूप में जाना जाता है। यदि कोई अन्य नेटवर्क स्विच जुड़ा हुआ है, तो पोर्ट ब्लॉकिंग मोड में स्थित हो सकता है यदि यह निर्धारित किया जाता है कि यह नेटवर्क में लूप का कारण होगा। टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना (टीसीएन) ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का उपयोग पोर्ट परिवर्तन के अन्य स्विचों को सूचित करने के लिए किया जाता है। टीसीएन को एक गैर-रूट स्विच द्वारा नेटवर्क में इंजेक्ट किया जाता है और रूट तक प्रचारित किया जाता है। टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना प्राप्त होने पर, रूट स्विच अपने सामान्य ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट में टोपोलॉजी परिवर्तन फ़्लैग निर्धारित करेगा। यह फ्लैग अन्य सभी स्विचों के लिए प्रचारित किया जाता है और उन्हें अपनी फॉरवर्ड सूची प्रविष्टियों को तेज़ी से पूर्ण करने का निर्देश देता है।

कॉन्फ़िगरेशन

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को कॉन्फ़िगर करने से पहले, नेटवर्क टोपोलॉजी की सावधानीपूर्वक योजना बनाई जानी चाहिए।^[6] मूल कॉन्फ़िगरेशन के लिए आवश्यक है कि लोकल एरिया नेटवर्क में सभी स्विचों पर स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को सक्षम किया जाए और प्रत्येक पर स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के समान संस्करण को चयन किया जाए। व्यवस्थापक निर्धारित कर सकता है कि कौन सा स्विच रूट ब्रिज होगा और स्विच को उपयुक्त रूप से कॉन्फ़िगर कर सकता है। यदि रूट ब्रिज नीचे चला जाता है, तो प्रोटोकॉल स्वचालित रूप से ब्रिज आईडी के आधार पर एक नया रूट ब्रिज निर्धारित करेगा। यदि सभी स्विचों में समान ब्रिज आईडी है, जैसे कि डिफ़ॉल्ट आईडी, और रूट ब्रिज नीचे चला जाता है, तो बंधन की स्थिति उत्पन्न होती है और प्रोटोकॉल स्विच मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस के आधार पर एक स्विच को रूट ब्रिज के रूप में निर्धारित करेगा। एक बार जब स्विच को एक ब्रिज आईडी निर्धारित कर दिया जाता है और प्रोटोकॉल ने रूट ब्रिज स्विच को चयन कर लिया है, तो रूट ब्रिज के लिए सबसे अच्छे पथ की कम्प्यूटेशन पोर्ट कीमत, पथ कीमत और पोर्ट प्राथमिकता के आधार पर की जाती है।^[7] अंततः स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल एक लिंक की बैंडविड्थ के आधार पर पथ कीमत की कम्प्यूटेशन करता है, हालांकि स्विच के बीच के लिंक में समान बैंडविड्थ हो सकती है। प्रशासक पोर्ट कीमत को कॉन्फ़िगर करके चयनात्मक पथ के प्रोटोकॉल की चयन को प्रभावित कर सकते हैं, पोर्ट की कीमत जितनी कम होगी, उतनी ही अधिक संभावना होगी कि प्रोटोकॉल चयनात्मक पथ के लिए संयोजित लिंक को रूट पोर्ट के रूप में चयन करेगा।^[8] टोपोलॉजी में अन्य स्विच अपने रूट पोर्ट को कैसे चयन करते हैं, या रूट ब्रिज के लिए कम से कम कीमत वाले पथ का चयन पोर्ट प्राथमिकता से प्रभावित हो सकता है। सर्वोच्च प्राथमिकता का तात्पर्य होगा कि अंततः पथ को कम प्राथमिकता दी जाएगी। यदि किसी स्विच के सभी पोर्ट की प्राथमिकता समान है, तो निम्नतम संख्या वाले पोर्ट को फ़ॉरवर्ड फ़्रेम के लिए चयन किया जाता है।^[9]

रूट ब्रिज और ब्रिज आईडी

उदाहरण नेटवर्क क्रमांकित बॉक्स ब्रिजों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो कि लोकल एरिया नेटवर्क में स्विच है। संख्या ब्रिज आईडी है। अक्षर वाले क्लाउड नेटवर्क खंड का प्रतिनिधित्व करते हैं। सबसे छोटा ब्रिज आईडी 3 है। इसलिए, ब्रिज 3 रूट ब्रिज है।

स्पैनिंग ट्री का रूट ब्रिज सबसे छोटा (निम्नतम) ब्रिज आईडी वाला ब्रिज है। प्रत्येक ब्रिज में एक कॉन्फ़िगर करने योग्य प्राथमिकता संख्या और एक मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस होता है; ब्रिज आईडी ब्रिज प्राथमिकता और मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रेस का संयोजन है। उदाहरण के लिए, प्राथमिकता 32,768 और मीडिया अभिगम नियंत्रण 0200.0000.1111 वाले ब्रिज की आईडी 32768.0200.0000.1111 है। ब्रिज प्राथमिकता डिफ़ॉल्ट 32,768 है और इसे केवल 4096 के गुणकों में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।^{[lower-alpha 1]} दो ब्रिज आईडी की तुलना करते समय, प्राथमिकता वाले भागों की तुलना पहले की जाती है और मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस की तुलना तभी की जाती है जब प्राथमिकताएं समान हों। सभी स्विचों में निम्नतम प्राथमिकता वाला स्विच रूट होगा; यदि कोई टाई है, तो निम्नतम प्राथमिकता वाला स्विच और निम्नतम मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रेस रूट होगा। उदाहरण के लिए, यदि A (मीडिया अभिगम नियंत्रण = 0200.0000.1111) और B (मीडिया अभिगम नियंत्रण = 0200.0000.2222) दोनों की प्राथमिकता 32,768 है तो स्विच A को रूट ब्रिज के रूप में चयन किया जाएगा।^{[lower-alpha 2]} यदि नेटवर्क प्रशासक रूट ब्रिज बनने के लिए स्विच B को चयन करेंगे, तो उन्हें इसकी प्राथमिकता 32,768 से कम होनी चाहिए।^{[lower-alpha 3]}

रूट ब्रिज का पथ

सर्वोत्तम प्राप्त बीपीडीयू (जो रूट का सबसे अच्छा पथ है) निर्धारित करने के लिए घटनाओं का क्रम है:

निम्नतम रूट ब्रिज आईडी (बीआईडी) - रूट ब्रिज निर्धारित करता है।
रूट ब्रिज के लिए निम्नतम कीमत - रूट के लिए कम से कम कीमत के साथ अपस्ट्रीम ( प्रतिप्रवाह) स्विच का समर्थन करता है
निम्नतम प्रेषक ब्रिज आईडी - टाईब्रेकर के रूप में कार्य करता है यदि कई अपस्ट्रीम स्विचों की रूट कीमत समान है
निम्नतम प्रेषक पोर्ट आईडी - टाईब्रेकर के रूप में कार्य करता है यदि एक स्विच में एक अपस्ट्रीम स्विच के लिए कई (गैर-ईथरचैनल) लिंक हैं, जहां:
- ब्रिज आईडी = प्राथमिकता (4 बिट्स) + स्थानीय रूप से निर्दिष्ट प्रणाली आईडी एक्सटेंशन (12 बिट्स) + आईडी [मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रेस] (48 बिट्स); डिफ़ॉल्ट ब्रिज प्राथमिकता 32,768 है, और
- पोर्ट आईडी = प्राथमिकता (4 बिट) + आईडी (इंटरफ़ेस संख्या) (12 बिट); डिफ़ॉल्ट पोर्ट प्राथमिकता 128 है।

टाईब्रेकर

पथ बंध: नेटवर्क खंड e से रूट के लिए निम्नतम कीमत वाला पथ ब्रिज 92 से होकर जाता है। इसलिए, नेटवर्क खंड e के लिए निर्दिष्ट पोर्ट वह पोर्ट है जो ब्रिज 92 को नेटवर्क खंड e से जोड़ता है।

रूट पोर्ट

जब एक ब्रिज से कई पथ कम कीमत वाले पथ होते हैं, तो चयन किया गया पथ परिवेश ब्रिज का उपयोग निचले ब्रिज आईडी के साथ करता है। इस प्रकार रूट पोर्ट वह है जो ब्रिज को निम्नतम ब्रिज आईडी से जोड़ता है। उदाहरण के लिए, चित्र में, यदि स्विच 4 को खंड f के अतिरिक्त नेटवर्क खंड d से जोड़ा गया था, तो रूट 2 की लंबाई के दो पथ होंगे, एक पथ ब्रिज 24 से होकर जाएगा और दूसरा ब्रिज 92 से होकर जाएगा। क्योंकि दो कम-कीमत पथ हैं, निम्न ब्रिज आईडी (24) का उपयोग टाईब्रेकर के रूप में किया जाएगा ताकि यह चयन किया जा सके कि किस पथ का उपयोग किया जाए।

पथ

जब एक खंड पर एक से अधिक ब्रिज रूट के लिए कम कीमत वाले पथ की ओर ले जाते हैं, तो निचले ब्रिज आईडी वाले ब्रिज का उपयोग संदेशों को रूट पर फॉरवर्ड करने के लिए किया जाता है। उस ब्रिज को नेटवर्क खंड से जोड़ने वाला पोर्ट खंड के लिए निर्दिष्ट पोर्ट है। चित्रों में, नेटवर्क खंड d से रूट तक दो निम्नतम कीमत वाले पथ हैं, एक ब्रिज 24 से होकर जाता है और दूसरा ब्रिज 92 से होकर जाता है। निचला ब्रिज आईडी 24 है, इसलिए टाईब्रेकर निर्धारित करता है कि निर्दिष्ट पोर्ट के माध्यम से कौन सा नेटवर्क खंड d ब्रिज 24 से जुड़ा है। यदि ब्रिज आईडी बराबर थे, तो निम्नतम मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस वाले ब्रिज में निर्दिष्ट पोर्ट होगा। किसी भी स्थिति में, असफल पोर्ट को ब्लॉक होने के रूप में निर्धारत करता है।

निर्दिष्ट पोर्ट

जब रूट ब्रिज में एक लोकल एरिया नेटवर्क खंड पर एक से अधिक पोर्ट होते हैं, तो ब्रिज आईडी प्रभावी रूप से परिबद्ध होती है, क्योंकि सभी रूट पथ कीमते (सभी समान शून्य) होती हैं। उस लोकल एरिया नेटवर्क खंड पर निम्नतम पोर्ट आईडी वाला पोर्ट निर्दिष्ट पोर्ट बन जाता है। इसे फॉरवर्ड मोड में निर्दिष्ट कर दिया जाता है, जबकि उसी लोकल एरिया नेटवर्क खंड पर रूट ब्रिज पर अन्य सभी पोर्ट गैर-निर्दिष्ट पोर्ट बन जाते हैं और उन्हें ब्लॉकिंग मोड में निर्दिष्ट कर दिया जाता है।^[11] सभी ब्रिज निर्माता इस नियम का अनुसरण नहीं करते हैं, इसके अतिरिक्त सभी रूट ब्रिज पोर्ट्स को निर्दिष्ट पोर्ट बनाते हैं, और उन सभी को फॉरवर्डिंग मोड में डालते हैं।^{[citation needed]}

अंतिम टाईब्रेकर

कुछ स्थितियों में, अभी भी एक टाई हो सकता है, क्योंकि जब रूट ब्रिज में समान लोकल एरिया नेटवर्क खंड (ऊपर देखें) पर समान रूप से कम रूट पथ कीमत और ब्रिज आईडी के साथ कई सक्रिय पोर्ट होते हैं, या, अन्य स्थितियों में, कई केबलों और कई पोर्ट द्वारा कई ब्रिज जुड़े होते हैं। प्रत्येक स्थिति में, एक ब्रिज के रूट पोर्ट के लिए कई उम्मीदवार हो सकते हैं। इन स्थितियों में, रूट पोर्ट के उम्मीदवारों को समान रूप से कम (अर्थात सर्वश्रेष्ठ) रूट पथ कीमत और समान रूप से कम (अर्थात सर्वश्रेष्ठ) ब्रिज आईडी की पेशकश करने वाले बीपीडीयू प्राप्त हो चुके हैं, और अंतिम टाईब्रेकर उस पोर्ट की ओर जाता है जिसने निम्नतम (अर्थात सबसे अच्छा) रूट पथ कीमत प्राप्त की है। पोर्ट प्राथमिकता आईडी, या पोर्ट आईडी प्राप्त हुई।^[12]

ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट

उपरोक्त नियम यह निर्धारित करने के एक तरीके का वर्णन करते हैं कि एल्गोरिथम द्वारा किस स्पैनिंग ट्री की कम्प्यूटेशन की जाएगी, लेकिन लिखित नियमों के लिए पूरे नेटवर्क के जानकारी की आवश्यकता होती है। ब्रिजों को रूट ब्रिज का निर्धारण करना होता है और केवल उनके पास सम्मिलित जानकारी के साथ पोर्ट भूमिका (रूट, निर्दिष्ट, या ब्लॉक) की कम्प्यूटेशन करनी होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक ब्रिज में पर्याप्त जानकारी है, ब्रिज आईडी और रूट पथ कीमत के बारे में जानकारी का आदान-प्रदान करने के लिए ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट (ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट) नामक विशेष डेटा फ़्रेम का उपयोग करते हैं।

नेटवर्क ब्रिज एक स्रोत एड्रैस के रूप में पोर्ट के अद्वितीय मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस और स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल मल्टीकास्ट एड्रैस के गंतव्य एड्रैस 01:80:C2:00:00:00 का उपयोग करके एक बीपीडीयू फ्रेम भेजता है।

मूल स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल विनिर्देशन में दो प्रकार के बीपीडीयू हैं^[5]^: 63 रैपिड स्पैनिंग ट्री (आरएसटीपी) एक्सटेंशन एक विशिष्ट रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का उपयोग करता है:

कॉन्फ़िगरेशन बीपीडीयू (सीबीपीडीयू), स्पैनिंग ट्री कम्प्यूटेशन के लिए उपयोग किया जाता है
टोपोलॉजी परिवर्तन अधिसूचना (टीसीएन) ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट, नेटवर्क टोपोलॉजी में बदलाव की घोषणा करने के लिए उपयोग किया जाता है

बीपीडीयू का नियमित रूप से आदान-प्रदान किया जाता है (डिफ़ॉल्ट रूप से प्रत्येक 2 सेकंड) और स्विच को नेटवर्क परिवर्तनों का जांच करने और आवश्यकतानुसार पोर्ट पर फॉरवर्ड प्रारंभ करने और बंद करने में सक्षम बनाता है। होस्ट को एक स्विच से जोड़ने और कुछ टोपोलॉजी परिवर्तनों के समय विलंबता को रोकने के लिए, रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल विकसित किया गया था, जो इन स्थितियों के समय एक स्विच पोर्ट को फॉरवर्ड स्थिति में तेजी से संक्रमण की स्वीकृति देता है।

ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट क्षेत्र

विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D और विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1aq ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का निम्न प्रारूप है: IEEE 802.1D and IEEE 802.1aq BPDUs have the following format:

 1. Protocol ID:       2 bytes (0x0000 IEEE 802.1D)
 2. Version ID:        1 byte (0x00 Config & TCN / 0x02 RST / 0x03 MST / 0x04 SPT  BPDU) 
 3. BPDU Type:         1 byte (0x00 STP Config BPDU, 0x80 TCN BPDU, 0x02 RST/MST Config BPDU)
 4. Flags:             1 byte
   bits  : usage
       1 : 0 or 1 for Topology Change
       2 : 0 (unused) or 1 for Proposal in RST/MST/SPT BPDU
     3–4 : 00 (unused) or
           01 for Port Role Alternate/Backup in RST/MST/SPT BPDU
           10 for Port Role Root in RST/MST/SPT BPDU
           11 for Port Role Designated in RST/MST/SPT BPDU
       5 : 0 (unused) or 1 for Learning in RST/MST/SPT BPDU
       6 : 0 (unused) or 1 for Forwarding in RST/MST/SPT BPDU
       7 : 0 (unused) or 1 for Agreement in RST/MST/SPT BPDU
       8 : 0 or 1 for Topology Change Acknowledgement
 5. Root ID:           8 bytes (CIST Root ID in MST/SPT BPDU)
   bits  : usage
     1–4 : Root Bridge Priority
    5–16 : Root Bridge System ID Extension
   17–64 : Root Bridge MAC Address
 6. Root Path Cost:    4 bytes (CIST External Path Cost in MST/SPT BPDU)
 7. Bridge ID:         8 bytes (CIST Regional Root ID in MST/SPT BPDU)
   bits  : usage
     1–4 : Bridge Priority 
    5–16 : Bridge System ID Extension
   17–64 : Bridge MAC Address
  8. Port ID:          2 bytes
  9. Message Age:      2 bytes in 1/256 secs
 10. Max Age:          2 bytes in 1/256 secs
 11. Hello Time:       2 bytes in 1/256 secs
 12. Forward Delay:    2 bytes in 1/256 secs
 13. Version 1 Length: 1 byte (0x00 no ver 1 protocol info present. RST, MST, SPT BPDU only)
 14. Version 3 Length: 2 bytes (MST, SPT BPDU only)
 
 The TCN BPDU includes fields 1–3 only.

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल मानक

1985 में रेडिया पर्लमैन द्वारा डिजिटल उपकरण निगम में पहला स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल का आविष्कार किया गया था।^[1]1990 में,विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान ने प्रोटोकॉल के लिए 802.1D के रूप में पहला मानक प्रकाशित किया,^[13] पर्लमैन द्वारा डिज़ाइन किए गए एल्गोरिथम पर आधारित है। बाद के संस्करणों को 1998 और 2004 में प्रकाशित किया गया था^[14]^[15] जिसमे विभिन्न एक्सटेंशन सम्मिलित थे। मूल पर्लमैन-प्रेरित स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल, जिसे डीईसी स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल कहा जाता है, यह एक मानक नहीं है और विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान संस्करण से संदेश प्रारूप के साथ-साथ समंजक समय समायोजन में भिन्न है। कुछ ब्रिज स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के आईईईई और डीईसी दोनों संस्करणों को प्रयुक्त करते हैं, लेकिन उनका इंटरवर्किंग नेटवर्क प्रशासक के लिए समस्याएं उत्पन्न कर सकता है।^[16]

एक मानक के विभिन्न कार्यान्वयनों को इंटरऑपरेट (अंतर्संचालन) करने की प्रत्याभूति नहीं है, उदाहरण के लिए डिफ़ॉल्ट समंजक समय समायोजन में अंतर के कारण होता है। आईईईई विक्रेताओं को एक प्रोटोकॉल कार्यान्वयन अनुरूपता विवरण प्रदान करने के लिए प्रोत्साहित करता है, यह घोषणा करते हुए कि कौन सी क्षमताओं और विकल्पों को प्रयुक्त किया गया है,^[15] उपयोगकर्ताओं को यह निर्धारित करने में सहायता करने के लिए कि विभिन्न कार्यान्वयन सही तरीके से इंटरऑपरेट करेंगे या नहीं करेंगे।

रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल

2001 में,विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान ने रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (आरएसटीपी) को विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1w के रूप में प्रस्तुत किया। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को तब विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D-2004 में सम्मिलित किया गया था, जिससे मूल स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल मानक अप्रचलित हो गया।^[17] रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को मानक स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के साथ पूर्व-संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल एक टोपोलॉजी परिवर्तन के बाद अधिकतम तेजी से स्पैनिंग ट्री अभिसरण प्रदान करता है, इसे पूरा करने के लिए नए अभिसरण व्यवहार और ब्रिज पोर्ट भूमिकाएं प्रस्तुत करता है। जबकि स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को टोपोलॉजी परिवर्तन का प्रतिक्रिया देने में 30 से 50 सेकंड का समय लग सकता है, रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल सामान्य रूप से 3 × हैलो समय के अंदर परिवर्तनों (डिफ़ॉल्ट: 3 × 2 सेकंड) या भौतिक लिंक विफलता के कुछ मिलीसेकंड के अंदर की प्रतिक्रिया देने में सक्षम होता है। हैलो समय एक महत्वपूर्ण और कॉन्फ़िगर करने योग्य समय अंतराल है जिसका उपयोग रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल द्वारा कई उद्देश्यों के लिए किया जाता है; इसका डिफ़ॉल्ट मान 2 सेकंड है।^[18]^[19]

रैपिड स्पैनिंग ट्री संचालन

लिंक विफलता के बाद अभिसरण को गति देने के लिए रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल नई ब्रिज पोर्ट भूमिकाएँ जोड़ता है:

रूट - एक फॉरवर्डिंग पोर्ट जो गैर-रूट ब्रिज से रूट ब्रिज तक का सबसे अच्छा पोर्ट है
निर्दिष्ट - प्रत्येक लोकल एरिया नेटवर्क खंड के लिए एक फॉरवर्ड पोर्ट
वैकल्पिक - रूट ब्रिज के लिए एक वैकल्पिक पोर्ट यह पथ रूट पोर्ट का उपयोग करने से भिन्न है
बैकअप - एक खंड के लिए एक बैकअप/अनावश्यक पथ जहां दूसरा ब्रिज पोर्ट पहले से संबंधित है
अक्षम - स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल का दृढ़ता से भाग नोट, एक नेटवर्क व्यवस्थापक मैन्युअल रूप से पोर्ट को अक्षम कर सकता है

स्विच पोर्ट की संख्या बताती है कि एक पोर्ट स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के मूल पाँच के अतिरिक्त तीन में घटाया जा सकता है:

अस्वीकृत - पोर्ट पर कोई उपयोगकर्ता डेटा नहीं भेजा जाता है
सीखना - पोर्ट अभी फ़्रेम अग्रेषित नहीं कर रहा है, लेकिन अपने मीडिया अभिगम नियंत्रण-एड्रेस-सूची को पॉप्युलेट कर रहा है
फॉरवर्डिंग - पोर्ट पूरी तरह सक्रिय है

रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल परिचालन विवरण:

रूट स्विच विफलता का पता 3 हैलो बार में लगाया जाता है, जो कि 6 सेकंड है यदि डिफ़ॉल्ट हैलो समय नहीं बदला गया है।
पोर्ट्स को एज पोर्ट्स के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है यदि वे एक लोकल एरिया नेटवर्क से जुड़े हैं जिसमें कोई अन्य ब्रिज संलग्न नहीं है। ये किनारे पोर्ट सीधे फॉरवर्ड स्थिति में संक्रमण करते हैं। ब्रिज से जुड़े होने की स्थिति में रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल अभी भी ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट के लिए पोर्ट की सुरक्षा करना जारी रखता है। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को एज पोर्ट्स का स्वचालित रूप से पता लगाने के लिए भी कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। जैसे ही ब्रिज किसी एज पोर्ट पर आने वाले ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का पता लगाता है, पोर्ट गैर-एज पोर्ट बन जाता है।
रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल लिंक प्रकार के सम्पर्क के रूप में दो या दो से अधिक स्विच के बीच सम्पर्क को कॉल करता है। एक पोर्ट जो पूर्ण-द्वैध मोड में संचालित होता है, उसे पॉइंट-टू-पॉइंट लिंक माना जाता है, जबकि आधे-द्वैध पोर्ट (हब के माध्यम से) को डिफ़ॉल्ट रूप से एक साझा पोर्ट माना जाता है। यह स्वचालित लिंक प्रकार सेटिंग स्पष्ट कॉन्फ़िगरेशन द्वारा ओवरराइड की जा सकती है। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल अधिकतम-वृद्धि समय को 3 गुना हैलो अंतराल तक कम करके, स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल सुनने की स्थिति को हटाकर, और दो स्विच के बीच एक हैंडशेक का आदान-प्रदान करके पोर्ट-टू-पॉइंट लिंक पर अभिसरण में संशोधन करता है ताकि पोर्ट को फॉरवर्ड स्थिति में शीघ्रता से स्थानांतरित किया जा सके। साझा लिंक पर रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल से अलग कुछ नहीं करता है।
स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के विपरीत, आरएसटीपी रूट ब्रिज की दिशा से भेजे गए बीपीडीयू का जवाब देगा। एक रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज अपने स्पैनिंग ट्री की जानकारी को अपने निर्दिष्ट पोर्ट को प्रस्तावित करेगा। यदि कोई अन्य रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज यह जानकारी प्राप्त करता है और यह निर्धारित करता है कि यह अधिकतम रूट जानकारी है, तो यह अपने सभी अन्य पोर्ट्स को डिस्कार्ड करने के लिए समायोजित करता है। ब्रिज पहले ब्रिज को एक पूर्व स्वीकृति भेज सकता है जो इसकी अधिकतम स्पैनिंग ट्री की जानकारी की पुष्टि करता है। पहला ब्रिज, इस पूर्व स्वीकृति को प्राप्त करने के बाद अनुभव होता है कि यह सुनने/सीखने वाले अवस्थाओ के संक्रमण को उपपथन करते हुए उस पोर्ट को फॉरवर्ड अवस्था में तेजी से परिवर्तित कर सकता है। यह अनिवार्य रूप से रूट ब्रिज से दूर एक कैस्केडिंग प्रभाव बनाता है जहां प्रत्येक निर्दिष्ट ब्रिज अपने प्रतिवेशों को यह निर्धारित करने का प्रस्ताव देता है कि क्या यह तेजी से संक्रमण कर सकता है। यह उन प्रमुख तत्वों में से एक है जो रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल की तुलना में तेजी से अभिसरण समय प्राप्त करने की स्वीकृति देता है।
जैसा कि ऊपर पोर्ट भूमिका विवरण में चर्चा की गई है, रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल पोर्ट की डिस्कार्डिंग स्थिति के संबंध में बैकअप विवरण रखता है। यदि वर्तमान फॉरवर्ड पोर्ट विफल हो जाते हैं या एक निश्चित अंतराल में रूट पोर्ट पर ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट प्राप्त नहीं होते हैं तो यह टाइमआउट से संरक्षित किया जाता है।
रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल एक इंटरफ़ेस पर लीगेसी स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल पर वापस आ जाएगा यदि उस पोर्ट पर स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट का लीगेसी संस्करण पाया जाता है।

वीएलएएन के लिए मानक

स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल और आरएसटीपी वीएलएएन द्वारा स्विच पोर्ट को अलग नहीं करते हैं।^[20] हालांकि, ईथरनेट नेटवर्क स्विच वातावरण में जहां कई वीएलएएन सम्मिलित हैं, प्रायः कई स्पैनिंग ट्री बनाने के लिए वांछनीय होता है ताकि विभिन्न वीएलएएन पर ट्रैफिक अलग-अलग लिंक का उपयोग कर सके।

स्वामित्व मानक

आईईईई द्वारा वीएलएएन के लिए स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल मानक प्रकाशित करने से पहले, वीएलएएन सक्षम स्विच विक्रय करने वाले कई विक्रेताओं ने अपने स्वयं के स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल संस्करण विकसित किए जो वीएलएएन सक्षम थे। सिस्को ने विकसित, कार्यान्वित और प्रकाशित किया प्रति-वीएलएएन स्पैनिंग ट्री (पीवीएसटी) स्वामित्व प्रोटोकॉल अपने स्वयं के स्वामित्व सिस्को इंटर-स्विच लिंक का उपयोग कर रहा है। वीएलएएन एनकैप्सुलेशन (नेटवर्किंग) के लिए इंटर-स्विच लिंक (आईएसएल), और पीवीएसटी+ जो 802.1 क्यू वीएलएएन एनकैप्सुलेशन का उपयोग करता है। दोनों मानक प्रत्येक वीएलएएन के लिए एक अलग स्पैनिंग ट्री को प्रयुक्त करते हैं। सिस्को स्विच अब सामान्य रूप से पीवीएसटी+ प्रयुक्त करते हैं और केवल वीएलएएन के लिए स्पैनिंग ट्री प्रयुक्त कर सकते हैं यदि लोकल एरिया नेटवर्क में अन्य स्विच समान वीएलएएन स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल प्रोटोकॉल को प्रयुक्त करते हैं। एचपी अपने कुछ नेटवर्क स्विच में पीवीएसटी और पीवीएसटी+ अनुकूलता प्रदान करता है।^[20] फोर्स10, अल्काटेल-ल्यूसेंट, एक्सट्रीम नेटवर्क, अवाया, ब्रोकेड संचार प्रणाली और ब्लेड नेटवर्क तकनीक कुछ डिवाइस पीवीएसटी+ को समर्थन करते हैं।^[21]^[22]^[23] अधिकतम नेटवर्क दो सीमाओं के साथ पोर्ट पर समर्थन की कमी जहां वीएलएएन अचिह्नित/मूल है, और आईडी 1 के साथ वीएलएएन पर भी ऐसा करता है। पीवीएसटी+ एक स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल क्षेत्र में टनेल बना सकता है।^[24]

बदले में स्विच विक्रेता जुनिपर नेटवर्क ने सिस्को के पीवीएसटी के साथ अनुकूलता प्रदान करने के लिए अपने वीएलएएन स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (वीएसटीपी) को विकसित और कार्यान्वित किया, ताकि दोनों विक्रेताओं के स्विच एक लोकल एरिया नेटवर्क में सम्मिलित किए जा सकें।^[20] वीएसटीपी प्रोटोकॉल केवल जुनिपर नेटवर्क्स के ईएक्स और एमएक्स सीरीज द्वारा समर्थित है। वीएसटीपी की अनुकूलता पर दो प्रतिबंध हैं:

वीएसटीपी केवल 253 विभिन्न स्पैनिंग ट्री टोपोलॉजी का समर्थन करता है। यदि 253 से अधिक वीएलएएन हैं, तो वीएसटीपी के अतिरिक्त आरएसटीपी को कॉन्फ़िगर करने की अनुशंसा की जाती है, और 253 से अधिक वीएलएएन आरएसटीपी द्वारा नियंत्रित किए जाएंगे।
एमवीआरपी वीएसटीपी का समर्थन नहीं करता है। यदि यह प्रोटोकॉल उपयोग में है, ट्रंक इंटरफेस के लिए वीएलएएन सदस्यता को स्थिर रूप से कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए।^[25]

डिफ़ॉल्ट रूप से, वीएसटीपी रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल प्रोटोकॉल का उपयोग अपने कोर स्पैनिंग-ट्री प्रोटोकॉल के रूप में करता है, लेकिन यदि नेटवर्क में पूर्व ब्रिज सम्मिलित हैं तो स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल को उपयोग के लिए बाध्य किया जा सकता है।^[26] जुनिपर नेटवर्क स्विच पर वीएसटीपी को कॉन्फ़िगर करने के बारे में अधिक जानकारी आधिकारिक दस्तावेज में प्रकाशित की गई थी।^[27]

सिस्को ने रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल का स्वामित्व संस्करण भी प्रकाशित किया। यह पीवीएसटी की तरह ही प्रत्येक वीएलएएन के लिए एक स्पैनिंग ट्री का निर्माण करता है। सिस्को इसे रैपिड प्रति-वीएलएएन स्पैनिंग ट्री (आरपीवीएसटी) के रूप में संदर्भित करता है।

विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल

विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (एमएसटीपी), मूल रूप से विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1s-2002 में परिभाषित और बाद में विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1Q-2005 में समायोजित कर दिया गया, वीएलएएन की उपयोगिता को और विकसित करने के लिए रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के विस्तार को परिभाषित करता है।

मानक में, एक स्पैनिंग ट्री जो एक या एक से अधिक वीएलएएन को मैप करता है, उसे एक बहु स्पैनिंग ट्री (एमएसटी) कहा जाता है। एमएसटीपी के अंतर्गत, एक स्पैनिंग ट्री को व्यक्तिगत वीएलएएन या वीएलएएन के समूह के लिए परिभाषित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, व्यवस्थापक एक स्पैनिंग ट्री के अंदर वैकल्पिक पथों को परिभाषित कर सकता है। स्विच पहले एमएसटी क्षेत्र को आवंटित किए जाते हैं, फिर वीएलएएन को इस एमएसटी के विपरीत मैप या निर्धारित किया जाता है। सामान्य स्पैनिंग ट्री (सीएसटी) एक एमएसटी है जिससे कई वीएलएएन मैप किए जाते हैं, वीएलएएन के इस समूह को एमएसटी इंस्टेंस (एमएसटीआई) कहा जाता है। सीएसटी स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल और आरएसटीपी मानक के साथ पूर्व संगत हैं। एक एमएसटी जिसमें केवल एक वीएलएएन निर्धारित किया गया है वह एक आंतरिक विस्तार ट्री (आईएसटी) है।^[20]

कुछ स्वामित्व प्रति-वीएलएएन स्पैनिंग ट्री कार्यान्वयन के विपरीत,^[28] विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल में एक एकल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट प्रारूप में स्पैनिंग ट्री की सभी जानकारी सम्मिलित है। यह न केवल प्रत्येक वीएलएएन के लिए स्पैनिंग ट्री की जानकारी को संप्रेषित करने के लिए आवश्यक बीपीडीयू की संख्या को कम करता है, बल्कि यह आरएसटीपी के साथ पूर्व संगतता को भी सुनिश्चित करता है और वास्तव में, उत्कृष्ट स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल भी सुनिश्चित करता है। विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल मानक रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट के साथ-साथ कई एमएसटीआई संदेशों के बाद सूचना के एक अतिरिक्त क्षेत्र को एन्कोडिंग करके (0 से 64 उदाहरणों तक, हालांकि व्यवहार में कई ब्रिज कम समर्थन करते हैं) किया जाता है। इनमें से प्रत्येक एमएसटीआई कॉन्फ़िगरेशन संदेश प्रत्येक उदाहरण के लिए स्पैनिंग ट्री की जानकारी बताता है। प्रत्येक इंस्टेंस को कॉन्फ़िगर किए गए कई वीएलएएन निर्धारित किए जा सकते हैं और इन वीएलएएन को निर्धारित किए गए फ़्रेम इस स्पैनिंग ट्री इंस्टेंस में काम करते हैं जब भी वे एमएसटी क्षेत्र के अंदर होते हैं। अपने पूरे वीएलएएन को प्रत्येक बीपीडीयू में स्पैनिंग ट्री मैपिंग तक अभिगम्य से संरक्षण के लिए, ब्रिज अपने वीएलएएन के एमडी5 संग्रह को एमएसटीपी बीपीडीयू में इंस्टेंस सूची पर एनकोड करते हैं। इस संग्रह का उपयोग तब अन्य विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज द्वारा किया जाता है, अन्य प्रशासनिक रूप से कॉन्फ़िगर किए गए मानों के साथ, यह निर्धारित करने के लिए कि परिवेश ब्रिज उसी एमएसटी क्षेत्र में है या नहीं है।

विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज के साथ पूरी तरह से संगत है जिसमें विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट को रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज द्वारा रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज प्रोटोकॉल डेटा यूनिट के रूप में समझा जा सकता है। यह न केवल कॉन्फ़िगरेशन परिवर्तन के बिना रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिजों के साथ संगतता की स्वीकृति देता है बल्कि विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल क्षेत्र के बाहर किसी भी रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिजों को क्षेत्र के अंदर विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिजों की संख्या ध्यान किए बिना क्षेत्र को एकल रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज के रूप में देखने का कारण बनता है। एक एकल रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज के रूप में विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल क्षेत्र के इस दृश्य को और सुविधाजनक बनाने के लिए, विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल प्रोटोकॉल आरएसटीपी द्वारा उपयोग किए जाने वाले संदेश समय समंजक समायोजन के अतिरिक्त लाइव काउंटर के समय के रूप में शेष हॉप्स के रूप में ज्ञात चर का उपयोग करता है। संदेश की वृद्धि का समय केवल एक बार बढ़ाया जाता है जब स्पैनिंग ट्री की जानकारी एमएसटी क्षेत्र में प्रवेश करती है, और इसलिए आरएसटीपी ब्रिज स्पैनिंग ट्री में केवल एक हॉप के रूप में एक क्षेत्र देखेंगे। एक रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल या स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल ब्रिज या एक समापन बिंदु से जुड़े विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल क्षेत्र के कोर के पोर्ट को सीमा पोर्ट के रूप में जाना जाता है। रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल की तरह, इन पोर्ट्स को एज पोर्ट्स के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है ताकि अंतिमबिंदुओं से संपर्क होने पर फॉरवर्डिंग अवस्था में तेजी से परिवर्तन हो सके।

सबसे छोटा पथ ब्रिजिंग

विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1एक्यू, जिसे लघुतम पथ ब्रिजिंग (एसपीबी) के रूप में भी जाना जाता है, स्विच के बीच अनावश्यक लिंक को कई समान कीमत पथों के माध्यम से सक्रिय होने की स्वीकृति देता है, और बहुत बड़ी परत-2 टोपोलॉजी प्रदान करता है, तेजी से अभिसरण करता है, और मेश नेटवर्क पर सभी पथों पर ट्रैफिक को साझा करने की स्वीकृति देकर सभी उपकरणों के बीच बढ़ी हुई बैंडविड्थ के माध्यम से मेश टोपोलॉजी के उपयोग में संशोधन करता है।^[29]^[30] एसपीबी एक लिंक अवस्था प्रोटोकॉल में स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (एसटीपी), विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (एमएसटीपी), रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (आरएसटीपी), लिंक संग्रह और एकाधिक मीडिया अभिगम नियंत्रण पंजीकरण प्रोटोकॉल (एमएमआरपी) सहित कई सम्मिलित कार्यात्मकताओं को समेकित करता है।^[31]

प्रणाली आईडी एक्सटेंशन

ब्रिज आईडी (बीआईडी) बीपीडीयू पैकेट के अंदर एक क्षेत्र है। यह लंबाई में आठ बाइट है। पहले दो बाइट ब्रिज प्राथमिकता 0–65,535 का एक अहस्ताक्षरित पूर्णांक हैं। अंतिम छह बाइट्स ब्रिज द्वारा प्रदान किया गया मीडिया अभिगम नियंत्रण एड्रैस है।विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D-2004 से पहले, पहले दो बाइट्स ने 16-बिट ब्रिज को प्राथमिकता दी थी। विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D-2004 के बाद से, पहले चार बिट्स एक कॉन्फ़िगर करने योग्य प्राथमिकता हैं, और अंतिम बारह बिट्स ब्रिज प्रणाली आईडी एक्सटेंशन को ले जाते हैं। एमएसटी के स्थिति में, ब्रिज प्रणाली आईडी एक्सटेंशन में विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल इंस्टेंस संख्या होती है। कुछ विक्रेताओं ने ब्रिज प्रणाली आईडी एक्सटेंशन को एक वीएलएएन आईडी ले जाने के लिए निर्धारित किया है, जो कि सिस्को के पीवीएसटी जैसे प्रति वीएलएएन में एक अलग स्पैनिंग ट्री की स्वीकृति देता है।

हानि और वर्तमान व्यवहार

स्पैनिंग ट्री एक पुराना प्रोटोकॉल है जिसमें लंबे समय तक अभिसरण समय होता है। अनुपयुक्त उपयोग या कार्यान्वयन नेटवर्क अवरोधों में योगदान कर सकता है। लिंक ब्लॉक करना उच्च उपलब्धता और लूप को रोकने का एक अपरिष्कृत तरीका है। आधुनिक नेटवर्क प्रोटोकॉल के उपयोग से सभी जुड़े हुए लिंक का उपयोग कर सकते हैं जो तार्किक या भौतिक टोपोलॉजी लूप के प्राकृतिक व्यवहार को रोकते और नियंत्रित या शमन करते हैं।

नए, अधिक प्रबल प्रोटोकॉल में टीआरआईएलएल (कंप्यूटिंग) (बहुत सारे लिंक का पारदर्शी अन्तः संबंध) प्रोटोकॉल सम्मिलित है, जिसे पर्लमैन द्वारा भी बनाया गया है,^[32] और विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान से सबसे छोटा पथ ब्रिजिंग है।

स्तर-3 आईपी लिंक के रूप में नेटवर्क उपकरण के बीच सम्पर्क को कॉन्फ़िगर करना और प्रतिरोध क्षमता के लिए और लूप को रोकने के लिए आईपी रूटिंग पर विश्वास करना एक लोकप्रिय विकल्प है।

स्विच वर्चुअलाइजेशन तकनीक जैसे सिस्को वर्चुअल स्विचिंग प्रणाली और वर्चुअल पोर्टचैनल और एचपी इंटेलिजेंट स्थापकरूपरेखा एकल तार्किक संस्था में कई स्विच को जोड़ती है। ऐसा बहु-चेसिस लिंक संग्रह समूह सामान्य पोर्ट लाइन की तरह काम करता है, केवल कई स्विच के माध्यम से वितरित किया जाता है। इसके विपरीत, विभाजन प्रौद्योगिकियां एकल भौतिक चेसिस को कई तार्किक संस्थाओं में विभाजित करती हैं।

नेटवर्क के कोर पर, उपयोगकर्ताओं द्वारा आकस्मिक लूप को रोकने के लिए लूप-संसूचक को कॉन्फ़िगर किया गया है।^{[further explanation needed]}

यह भी देखें

↑ Spanning tree incorporated 802.1t, and per 802.1t, uses the 4 most-significant bits of the 802.1d two-octet priority field as priority, and the least-significant 12 bits of that field as the extended system ID.
↑ The original 802.1d envisioned the possibility of the root bridge having more than one port on the same LAN segment, and in that case, the port with the lowest port ID would become the designated port for that LAN segment, and put into forwarding mode, while its other ports on that same LAN segment became non-designated ports put into blocking mode. Not all bridge manufacturers follow that rule, some making all ports designated ports and putting them all into forwarding mode.
↑ Alternatively the network administrator can configure the switch as a spanning tree root primary or secondary. When configuring the root primary and root secondary the switch will automatically change the priority accordingly, 24,576 and 28,672 respectively with the default configuration.^[10]

संदर्भ

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↑ 802.1d-1998 section 8.3.2 b) A Bridge that receives a Configuration BPDU on what it decides is its Root Port conveying better information (i.e. highest priority Root Identifier, lowest Root Path Cost, highest priority transmitting Bridge and Port), passes that information on to all the LANs for which it believes itself to be the Designated Bridge.
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↑ LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society, ed. (1998). ANSI/IEEE Std 802.1D, 1998 Edition, Part 3: Media Access Control (MAC) Bridges. IEEE.
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↑ "Dr. Radia Perlman: One of the First Female Programmers and Inventor the Internet’s Protocols".

बाहरी संबंध

Cisco home page for the Spanning-Tree protocol family (discusses CST, MISTP, PVST, PVST+, रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल, स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल)
स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल article in the Wireshark wiki Includes a sample PCAP-file of captured स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल traffic.
Perlman, Radia. "Algorhyme". University of California at Berkeley. Archived from the original on 2011-07-19.
विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान Standards
- ANSI/विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1D-2004 standard, section 17 discusses रैपिड स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल (Regular स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल is no longer a part of this standard. This is pointed out in section 8.)
- ANSI/विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर संस्थान 802.1Q-2005 standard, section 13 discusses विविध स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल
RFCs
- RFC 4363–2006, proposed standard, Definitions of Managed Objects for Bridges with Traffic Classes, Multicast Filtering, and Virtual लोकल एरिया नेटवर्क Extensions
- RFC 4188–2005, proposed standard, Definitions of Managed Objects for Bridges
- RFC 2674–1999, proposed standard, Definitions of Managed Objects for Bridges with Traffic Classes, Multicast Filtering and Virtual लोकल एरिया नेटवर्क Extensions
- RFC 1525–1993, - SBRIDGEMIB, proposed standard, Definitions of Managed Objects for Source Routing Bridges
- RFC 1493–1993 - BRIDGEMIB, draft standard, Definitions of Managed Objects for Bridges
Spanning Tree Direct vs Indirect Link Failures - CCIE Study
Spanning Tree Protocol Overview

[10] Spanning tree incorporated 802.1t, and per 802.1t, uses the 4 most-significant bits of the 802.1d two-octet priority field as priority, and the least-significant 12 bits of that field as the extended system ID.

[11] The original 802.1d envisioned the possibility of the root bridge having more than one port on the same LAN segment, and in that case, the port with the lowest port ID would become the designated port for that LAN segment, and put into forwarding mode, while its other ports on that same LAN segment became non-designated ports put into blocking mode. Not all bridge manufacturers follow that rule, some making all ports designated ports and putting them all into forwarding mode.

[13] Alternatively the network administrator can configure the switch as a spanning tree root primary or secondary. When configuring the root primary and root secondary the switch will automatically change the priority accordingly, 24,576 and 28,672 respectively with the default configuration.^[10]

[perlman_paper-1] 1.0 ^1.1 Perlman, Radia (1985). "एक विस्तारित लैन में एक स्पैनिंग ट्री की वितरित संगणना के लिए एक एल्गोरिथम". ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 15 (4): 44–53. doi:10.1145/318951.319004. S2CID 61172150.

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[6] Wade Edwards, Terry Jack, Todd Lammle, Toby Skandier, Robert Padjen, Arthur Pfund & Carl Timm (2006). CCNP Complete Study Guide: Exams 642-801, 642-811, 642-821, 642-831. John Wiley & Sons. pp. 506 & 511. ISBN 9780782150667.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[7] Wade Edwards, Terry Jack, Todd Lammle, Toby Skandier, Robert Padjen, Arthur Pfund & Carl Timm (2006). CCNP Complete Study Guide: Exams 642-801, 642-811, 642-821, 642-831. John Wiley & Sons. p. 506. ISBN 9780782150667.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[8] Wade Edwards, Terry Jack, Todd Lammle, Toby Skandier, Robert Padjen, Arthur Pfund & Carl Timm (2006). CCNP Complete Study Guide: Exams 642-801, 642-811, 642-821, 642-831. John Wiley & Sons. p. 511. ISBN 9780782150667.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[9] Wade Edwards, Terry Jack, Todd Lammle, Toby Skandier, Robert Padjen, Arthur Pfund & Carl Timm (2006). CCNP Complete Study Guide: Exams 642-801, 642-811, 642-821, 642-831. John Wiley & Sons. p. 513. ISBN 9780782150667.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[12] "spanning-tree vlan". Cisco Systems. Retrieved 2020-05-04.

[14] 802.1d-1998 section 8.3.1: The designated port for each LAN is the bridge port for which the value of the root path cost is the lowest: if two or more ports have the same value of root path cost, then first the bridge identifier of their bridges, and their port identifiers are used as tie breakers.

[15] 802.1d-1998 section 8.3.2 b) A Bridge that receives a Configuration BPDU on what it decides is its Root Port conveying better information (i.e. highest priority Root Identifier, lowest Root Path Cost, highest priority transmitting Bridge and Port), passes that information on to all the LANs for which it believes itself to be the Designated Bridge.

[16] LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society, ed. (1990). ANSI/IEEE Std 802.1D. IEEE.

[17] LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society, ed. (1998). ANSI/IEEE Std 802.1D, 1998 Edition, Part 3: Media Access Control (MAC) Bridges. IEEE.

[standard-18] 15.0 ^15.1 LAN/MAN Standards Committee of the IEEE Computer Society, ed. (2004). ANSI/IEEE Std 802.1D - 2004: IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) Bridges. IEEE.

[19] "इंटर-वीएलएएन ब्रिजिंग से संबंधित मुद्दों को समझना" (PDF). Cisco Systems, Inc. 11072. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)

[20] IEEE 802.1D-2004, IEEE, 2004-06-04, Since the original Spanning Tree Protocol (STP) has been removed from the 2004 revision of IEEE Std 802.1D, an implementation of RSTP is required for any claim of conformance for an implementation of IEEE Std 802.1Q-2003 that refers to the current revision of IEEE Std 802.1D

[21] Waldemar Wojdak (March 2003). "Rapid Spanning Tree Protocol: A new solution from an old technology". CompactPCI Systems. Retrieved 2008-08-04.

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[28] "Juniper Networks :: Technical Documentation :: Understanding Multiple VLAN Registration Protocol (MVRP) on EX Series Switches". www.juniper.net. Archived from the original on 2012-04-07.

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[30] Understanding VSTP

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[IEEE-34] "IEEE Approves New IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging Standard". Tech Power Up. 7 May 2012. Retrieved 11 May 2012.

[35] "Dr. Radia Perlman: One of the First Female Programmers and Inventor the Internet’s Protocols".

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