”Налог на ячейки”: неизбежное зло?
Панкай Чоудри (PC Week Labs)
Технология передачи трафика IP поверх SONET исключает ATM из процесса передачи данных
С ростом популярности протокола IP в глобальных сетях операторы многих линий пытаются обойти “налог на ячейку”, связанный с применением технологии ATM. Однако, как и в большинстве случаев с другими налогами, полностью уклониться от уплаты невозможно.
Как правило, в качестве спецификации первого уровня модели OSI, определяющей параметры передачи данных по оптическому волокну, сети используют стандарт SONET (Synchronous Optical Network - синхронная оптическая сеть), а в качестве спецификации второго уровня - ATM. Характерный для этой технологии “налог на ячейку” - дополнительные служебные данные, которые добавляются к каждому пакету, передаваемому по ATM-линии, - может поглощать более 10% физической полосы пропускания. Передача IP-трафика непосредственно поверх протокола SONET набирает популярность как метод, позволяющий уменьшить тяжесть этого “налога” и выжать из линии дополнительную пропускную способность.
Меньше расходов -меньше “налогов”
IP поверх SONET исключает ATM из уравнения передачи. Вместо того чтобы, как обычно, сначала инкапсулировать IP-пакеты в ATM-ячейки, а затем отображать эти ячейки в кадры SONET, данная технология предполагает прямое отображение IP-пакетов в SONET-кадры.
Номинальная физическая пропускная способность линии OC-3 составляет 155,52 Мбит/с. Первый “налог”, который приходится выплачивать из этого количества, - это накладные расходы, связанные с формированием и администрированием протокола SONET. В результате от исходной полосы пропускания остается 149,76 Мбит/ с. Более тяжелый удар наносит разбиение на ячейки ATM - после этой процедуры остается всего 135 Мбит/с. Когда внутрь ATM-ячеек помещаются IP-пакеты, происходит дополнительное снижение пропускной способности до 123 Мбит/с.
Если исключить ATM и отображать IP-кадры непосредственно в кадры STS-3c, передаваемые по основанной на технологии SONET линии связи, можно получить итоговую пропускную способность в 135 Мбит/с. Для дорогих линий дальней связи эти 12 Мбит/с имеют очень существенное значение: используя ATM вместо IP поверх SONET, вы теряете пропускную способность, эквивалентную десяти линиям T-1, за которую можно было бы получать деньги от клиентов.
Однако преимущества технологии IP поверх SONET действенны не в любой сети. Во-первых, все данные, передаваемые по такой системе, должны поступать в формате IP. Поскольку достичь скорости 155 Мбит/с для IP-трафика удается не так часто, данное требование можно рассматривать как крупный недостаток IP поверх SONET.
Кроме того, ATM легче поддается статистическому мультиплексированию и ее можно использовать на более медленных линиях.
Виртуальные соединения
“Налог на ячейку” - не единственный довод в пользу исключения ATM из “схемы” глобальной сети. ATM по определению является протоколом, ориентированным на соединение и для каждого потока передачи требующим организации виртуального канала. А протокол IP по своей природе свободен от установления соединений, и ему не нужно того множества виртуальных каналов, с которым приходится иметь дело, работая с ATM. Создание этих виртуальных соединений влечет за собой огромные затраты вычислительной мощности и дополнительные задержки при передаче данных.
Кроме того, функции IP и ATM перекрывают друг друга, так что при наложении одного протокола на другой возникает избыточность. Например, TCP, являющийся наиболее распространенной транспортной спецификацией для IP, предусматривает восстановление исходного порядка следования полученных вразброс пакетов. Но и ATM обладает аналогичной функцией, которая при передаче трафика TCP/IP попросту оказывается ненужной.
У ATM есть и еще один недостаток - малый размер ячейки, составляющий анемичные 53 байта. Даже самый короткий из допускаемых протоколом IP 64-байтовый пакет приходится разбивать на две ATM-ячейки. И если хотя бы одна из них будет потеряна, придется заново передавать весь пакет.
Идея исключения ATM из схемы передачи данных по сети может звучать привлекательно, однако переход на технологию IP поверх SONET имеет свои собственные трудности: в инфраструктуре администрирования, необходимой для линий SONET, нет совершенно ничего общего с соответствующими средствами ATM.
Работу традиционной сети передачи данных можно контролировать с помощью испытанных временем средств, переходя границы различных топологий и протоколов от локальных Ethernet-сетей до сетей ATM со службами эмуляции ЛВС.
С переходом на SONET сетевой ландшафт полностью изменяется, и хорошо освоенных знакомых средств оказывается уже недостаточно для полноценной работы. В мире SONET не существует таких вещей, как SNMP (Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетью). Вместо этого большинство операторов пользуется протоколом TL-1 и вынашивает планы перехода на Common Management Information Service Element (элемент общей службы административной информации).
Кроме того, необходимо учесть аспект обеспечения безопасности. Виртуальные каналы ATM позволяют осуществлять несколько защищенных сеансов связи по одной и той же линии. Передача IP поверх SONET не предоставляет аналогичной возможности, хотя применение новейших методов использования этого протокола дает подобный же результат.
Намного проще, чем в других ситуациях, реализовать передачу IP-трафика непосредственно поверх SONET в линиях, используемых для двухточечной передачи больших объемов данных. Сильно нагруженные серверы Web также могут выиграть от применения этой технологии, о чем свидетельствует опыт фирмы Internet Systems, специализирующейся на поддержке высоконагруженных Web-узлов. В число ее клиентов входят корпорация Netscape Communications и фирма Yahoo.
Темпы распространения технологии IP поверх SONET начнут расти после того, как высокопроизводительные маршрутизаторы будут оснащены специальными интерфейсами для передачи поверх SONET трафика пакетных протоколов. Такие интерфейсы уже представлены фирмой Cisco Systems в недавно выпущенной серии маршрутизаторов GSR 12000 и фирмой Ascend Communications в IP-коммутаторах семейства GRF.
