Фундамент будущего серверной коммутации создается из оригинальных систем серверной коммутации для Gigabit Ethernet, разрабатываемых небольшими компаниями, многие из которых вышли на рынок чуть более года назад.
Фирма Alteon Networks (Сан-Хосе, шт. Калифорния), называющая себя “пионером Gigabit Ethernet” и отпраздновавшая в мае только первую годовщину своего образования, уже успела подписать договор на поставку оборудования с корпорацией NEC. Компания также получила поддержку со стороны IBM и корпорации Compaq Computer своих продуктов для серверной коммутации.
Список хитов возглавляет сетевой серверный адаптер AceNIC Gigabit Ethernet. Он имеет 32-разрядный процессор, принимающий на себя часть нагрузки процессора компьютера. В его конструкции использована оригинальная схема адаптивного распределения прерываний, которая более чем в четыре раза снижает частоту прерываний ЦП.
В результате адаптер фирмы Alteon может значительно продлить срок жизни имеющихся серверов. Передавая обработку сетевых процессов адаптеру, ЦП сможет уделить больше времени и ресурсов обслуживанию клиентов сети.
Будущие версии ОС, такие, как Solaris 2.6 и Windows NT 5.0, смогут принимать контрольную сумму пакетов, передаваемых по TCP/IP, непосредственно от AceNIC. Проверка контрольной суммы обеспечивает сохранность IP-пакетов. Математические вычисления, необходимые для данной операции, занимают около 2000 тактов ЦП. Благодаря передаче функций расчета контрольной суммы адаптеру и проведению вычислений “на лету” время ожидания сервера сводится к нулю.
Большая пропускная способность
С помощью технологии “больших кадров” (jumbo frames) фирме Alteon удалось обойти ограничение в 1518 байт, накладываемое Ethernet на максимальную длину пересылаемых блоков. Большие кадры позволяют пересылать кадры размером 9 Кб между двумя адаптерами AceNIC через коммутатор фирмы Alteon. В результате возрастает общая пропускная способность сети.
Хотя это частное, не стандартизированное решение, большие кадры являются лучшей реализацией Gigabit Ethernet из тех, что мы встречали в Тестовом центре PC Week Labs. Установив больший размер кадра, мы достигли пропускной способности 800 Мбит/с, которая в два раза превышает стандартную для Gigabit Ethernet и более чем в шесть раз выше, чем имеет Gigabit Ethernet под Windows NT 4.0. (Возможно, большие кадры могли бы пересылаться и быстрее, но мы достигли предела производительности шины SBus станции Sun UltraSPARC.)
Если большие пакеты использовать совместно с ВЛВС (виртуальные ЛВС), появляется возможность создавать очень мощные решения. Например, большие пакеты можно пересылать по выделенной ВЛВС между двумя серверами, обеспечивая высокую производительность, а другая ВЛВС будет отведена для работы со стандартными пакетами Ethernet, чтобы обеспечить доступ к остальной сети. В результате мы получаем высокоскоростной канал между серверами и высокоскоростные подключения для трафика обычной Ethernet. Фирма Sun Microsystems уже сделала инвестиции в разработку подобной схемы серверной коммутации.
Простота спасет мир
Игра, которую затеяла Alteon, называется оригинальностью, а жизненным кредо фирмы Foundry Networks является простота. Эта молодая компания из Саннивэйла (шт. Калифорния), работающая в области технологий Gigabit Ethernet, появилась на свет в июне 1996 г.
Компании, занимающиеся разработкой Gigabit Ethernet, реализуют механизм гарантированного качества услуг (QoS) тысячью различных способов, но Foundry предлагает простую и понятную схему на базе своих продуктов серии NetIron.
Используя простую двухприоритетную очередь, администраторы могут устанавливать уровни качества обслуживания на основе практически любых критериев, например номера TCP-порта, IP- или ВЛВС-адреса. Хотя в подобных очередях нет ничего нового, Foundry впервые реализовала эту схему для сетей Gigabit Ethernet, обеспечив полнофункциональную маршрутизацию на три уровня со скоростью более 3,5 млн. пакетов в секунду. Для сравнения - максимальная производительность традиционных маршрутизаторов составляет приблизительно полмиллиона пакетов в секунду.
Производительность маршрутизации, которой обладают устройства, подобные NetIron, раньше нигде не была достигнута.
Первым появившимся на рынке маршрутизатором со скоростью работы в несколько миллионов пакетов в секунду стал GFR фирмы Ascend Communications. На основе технологии, приобретенной вместе с фирмой Netstar, Ascend разработала архитектуру коммутации, построенную на базовых матричных кристаллах (FPGA, field programmable gate arrays). Системы с применением FPGA, позволяющие производить изменение конфигурации в процессе работы, предоставляют много возможностей, но стоят относительно дорого, поскольку увеличение плотности портов требует экспоненциального увеличения вычислительной мощности.
Большинство новых коммутаторов для Gigabit Ethernet, появляющихся на рынке, такие, как P550 Cajun Switch фирмы Prominent, используют стандартную перекрестную архитектуру. Во многих устройствах применяются экзотические материалы, например матрицы из арсенида галлия, которые уменьшают искажение данных. Гордостью коммутатора Cajun Switch является скорость коммутации 41 Гбит/с на задней панели, выдерживающая экспоненциальный рост сетевого трафика.
Большинство крупных и более известных производителей (таких, как фирмы Cisco Systems и Bay Networks) уже успели купить небольшие компании для того, чтобы заполучить новые технологии коммутации.
Alteon и Foundry Networks - лишь два примера из большого числа молодых компаний, действующих в области коммутации для Gigabit Ethernet. Другие уже на подходе.
Панкай Чоудри (PC Week Labs)
