Protocolos Spanning Tree e Alpha Ring

Como as redes de computadores se tornaram ativos de missão crítica para a maioria, se não para todos,  negócios, manter a rede em funcionamento assumiu uma importância crucial. Assim como existem diferentes tipos de tráfego em uma rede de computadores, existem diferentes soluções para manter esse tráfego fluindo, cada uma com suas próprias vantagens e desvantagens.

Spanning Tree Protocol (STP)

O Spanning Tree Protocol (padronizado como IEEE 802.1d) especifica um projeto de rede com links redundantes para fornecer caminhos de backup automáticos se um link ativo falhar. O STP também evita a criação de loops de ponte que causam tempestades de transmissão. Sem o STP, os switches Ethernet com links redundantes não têm uma maneira padronizada de impedir o loop de dados repetidamente para os outros switches na rede, desativando eventualmente a capacidade da rede de transmitir dados.

A ideia por trás de uma topologia Spanning Tree é permitir que os switches descubram automaticamente um subconjunto da topologia de rede que é livre de loop, ou seja, uma árvore. Com o STP ativado, os switches executarão o algoritmo spanning tree quando forem conectados pela primeira vez, bem como sempre que houver uma mudança de topologia, e se comunicarão automaticamente entre si em um modo sem loop. Então, caso ocorra uma falha de um dos links ativos, o STP desbloqueia os links redundantes para permitir que a rede continue transmitindo tráfego.

O protocolo Alpha-Ring

O protocolo Alpha-Ring é um protocolo proprietário projetado para fornecer um tempo de recuperação de rede mais rápido após uma falha do que o STP padrão. Como o nome sugere, o Alpha-Ring permite que os interruptores sejam organizados em anel. Durante a operação normal, o caminho de backup para o Alpha-Ring é bloqueado e os dados seguem os outros links ao redor do anel.

Se, no entanto, um dos links ativos falhar, o protocolo Alpha-Ring desbloqueia o caminho de backup para permitir que os dados continuem fluindo. O failover típico para o protocolo Alpha-Ring é inferior a 30 milissegundos.

Além disso, ao contrário do STP, o Alpha-Ring não opera usando pacotes que consomem largura de banda para verificar o status do anel. As conexões das portas do anel são monitoradas por cada switch individualmente, sem a necessidade de geração e transmissão de pacotes de teste pelo anel.

Protocolos de Anel Ethernet

Embora a Ethernet geralmente seja considerada como tendo uma topologia em estrela ou barramento, também é possível construir uma rede Ethernet como um anel. Essa configuração tem a vantagem de fornecer um caminho redundante se um link cair. Uma topologia em anel é freqüentemente usada em aplicações como sinais de trânsito e vigilância, onde longas distâncias podem dificultar a execução de links em formação de estrela a partir de um switch central e onde o tempo de inatividade deve ser limitado.

De um modo geral, as arquiteturas em anel têm as seguintes vantagens:

  1. Eles têm tempos de failover rápidos, geralmente abaixo de 50 ms.
  2. Eles exigem um número reduzido de portas. São necessárias menos portas para  fornecem a mesma quantidade de resiliência que as redes comutadas centralizadas com caminhos redundantes. Isso resulta em menor investimento inicial e menores custos de manutenção contínua.
  3. Eles são escaláveis e permitem uma implantação de rede passo a passo. Mais interruptores podem ser adicionados ao anel de forma incremental. O tráfego total não precisa passar por uma chave principal/de distribuição.
  4. Eles usam a largura de banda com eficiência; caminhos dedicados não são necessários.
  5. Eles simplificam a configuração. Caminhos predefinidos entre os switches que estão conectados ao anel não são necessários.
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