เกณฑ์วิธีต้นไม้แบบทอดข้าม

เกณฑ์วิธีต้นไม้แบบทอดข้าม () หรือ เอสทีพี เป็นตัวช่วยในการหาเส้นทาง หรือ Spanning Tree Protocol หน้าที่ของมันคือ ช่วยป้องกันการเกิด loop ได้ และก็ช่วยเสริมให้มีเส้นทางสำรอง เช่น สมมุติว่าเรามีจุดหมายปลายทางอยู่จุดหนึ่งแล้วเส้นทางนี้เกิดมีปัญหาทำให้ระบบใช้งานไม่ได้เลย ก็ทำให้ระบบทั้งหมดมีปัญหาไปด้วย ตัว Spanning Tree มันก็จะมีระบบช่วยป้องกันไม่ให้ระบบหยุดการทำงาน ถ้าเส้นทางหนึ่งมีปัญหาก็สามารถไปใช้เส้นทางอื่นได้ Redundancy ของ Spanning Tree มันทำให้ระบบมีเสถียรภาพ เพราะใช้ตลอดเวลาก็ไม่ Down ถึงแม้เส้นทางใดเส้นทางหนึ่งใช้ไม่ได้ก็ตาม Spanning tree ก็จะมีเส้นทางขึ้นมาใช้แทนโดยรวมทำให้มีเสถียรภาพมากขึ้นเพื่อป้องกันการเกิดลูป (loop) ในเน็ตเวิร์ก (network) อุปกรณ์สวิทช์ (switch) ทั้งหมดในเน็ตเวิร์ก จะต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน เพื่อกำหนดจุดอ้างอิงเดียวกันในการป้องกันลูป ซึ่งจุดอ้างอิงที่ว่านี้เรียกว่ารูทบริดจ์ (หรือรูทสวิตช์ Root Switch)
ในกระบวนการเลือกรูทบริดจ์นี้สวิตช์ทุกตัวจะอาศัยบริดจ์ไอดี ซึ่งเป็นค่าเฉพาะตัวของสวิทช์แต่ละตัวเป็นเงื่อนไขในการเลือก โดยค่าบริดจ์ไอดีมีขนาด 8 ไบต์ (byte) แบ่งออกเป็น 2 ส่วนได้แก่

สำหรับในเน็ตเวิร์กใดๆนั้นจะมีรูทบริดจ์ได้เพียงแค่ 1 เดียวเท่านั้น โดยบริดจ์ที่มีค่าบริดจ์ไอดีต่ำที่สุดจะถูกเลือกให้เป็นรูทบริดจ์ ส่วนบริดจ์อื่นๆจะถูกเรียกว่า นอนรูทบริดจ์ (Non Root Bridge)

บริดจ์ไอดีเป็นพารามิเตอร์หนึ่งใน BPDU ที่สวิตช์แลกเปลี่ยนกัน เพื่อใช้ในการกำหนดว่า สวิตช์ใดจะทำหน้าที่เป็นรูทบริดจ์ในเน็ตเวิร์กนั้นๆ

บริดจ์ไอดีจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่รูทบริดจ์ เป็นจุดอ้างอิงของเน็ตเวิร์กหนึ่ง สวิตช์ทุกตัวในเน็ตเวิร์กจะต้องมีรูทบริดจ์เป็นค่าเดียวกันเสมอ ทำให้สวิตช์ทุกตัวเห็นเน็ตเวิร์กโทโพโลยี (Network Topology) รูปเดียวกันเสมอ ซึ่งจะส่งผลให้ไม่เกิดลูปในเน็ตเวิร์กนั้นๆ

สำหรับคุณสมบัติของรูทบริดจ์ได้แก่

Spanning tree มันจะคุยกันโดยแต่ละตัวจะส่งข้อมูลเป็นชุดข้อมูลขนาดเล็ก ที่เรียกว่า Bridge Protocol Data Unit หรือ BPDU ทุกครั้งที่ส่ง BPDU มันจะบอกว่าตัวไหนคือ Root Bridge หรือใครคือ Root ID จากนั้นมันก็วิ่งไปที่ root ว่ามีค่า Cost เท่าไหร่ แล้วข้อมูล BPDU ใครเป็นคนส่งก็ดูจาก portที่มันส่ง BPDU มันก็จะบอกว่า Root Bridge คือตัวไหน และค่า Cost เท่าไหร่

ถ้า Switch มันตรวจสอบพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอะไรเกิดขึ้นภายใน Switch และถ้ามันมีค่า cost พอที่จะเปลี่ยนสถานะมาเป็น Designated port มันก็จะทำการเปลี่ยนสถานะจาก Blocking ไปจนถึง Forward port ตามสถานการณ์นั้นๆ port ที่ Blocking จะไม่ส่ง User ของมัน แต่จะมีการส่ง BPDU ส่งไปให้ Port ที่ Block แต่ข้อมูลของ User ไม่ส่ง ถ้าเกิด หายไปหรือเริ่มมีการผิดปกติ มันก็จะเปลี่ยนจาก มาเป็นทันที ถ้า หายไปในช่วงระยะเวลาหนึ่งมันก็จะเปลี่ยนเป็น ประมาณ 15 วินาที ถ้ามัน Listening แล้ว port นี้ต้องเปลี่ยนตัวเองไปอีก และมันก็จะเข้าสู่ Mode Learning มันก็จะดูว่ามีอะไรเกิดขึ้น ถ้าเกิดว่ายังไม่ได้รับ BPDU เข้ามามันก็จะ Learning ทันที ข้อมูลที่ส่งเข้ามาหาตัวมันก็จะเก็บที่ Mac Table ทันที เพื่อที่จะเก็บเป็นข้อมูลตั้งต้น พอผ่านมา 15 วินาทีมันก็จะเข้าสู่ Mode Forwarding ทันที Forward เป็นการส่งข้อมูล User ตามปกติ

Spanning tree จะคำนวณตลอดว่า BPDU ที่ได้รับมานั้นถูกต้องหรือเปล่าได้รับจากเส้นทางเดิม Switch ตัวเดิมหรือเปล่า ถ้าหากว่าเส้นทางใดเสียหาย เท่ากับว่า port BPDU เปลี่ยนมันก็จะเข้า step เปลี่ยนสถานะเป็น Listening การเข้าสู่ Mode ต่างๆ ของ Spaning tree ต้องใช้เวลาประมาณ 15 วินาที ถ้าหากว่า Network เสียหายการส่งข้อมูลของ User อาจต้องรอถึง 50 วินาที จึงปรับปรุงไปเป็น Rapit Spanning tree คือ ลดสถานะบางอย่างออกไป

Rapid Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1w) จะเพิ่มความสามารถโดยจะแยกสถานะของ port และสามารถเปลี่ยนสถานะของ port ให้ทำงานได้เร็วขึ้น และเพิ่มในเรื่องของ Switch ทำให้ Switch สามารถส่ง BPDU ได้เองจากปกติ Root Bridge จะเป็นผู้ส่งเสมอทำให้เร็วขึ้น

Shortest Path Bridging (IEEE 802.1aq) เปลี่ยนที่ทันสมัยเพื่อ Spanning Tree