Технологии коммутации
Елена Покатаева
Неслышными шагами уходит в прошлое целая эпоха сетевых решений... Благодаря усилиям таких компаний, как Cisco Systems и Wellfleet, заложенной в фундамент фирмы Bay Networks, индустрия маршрутизаторов насчитывает по крайней мере полтора десятка лет. До последнего времени никаких особых потрясений на этом фронте не наблюдалось. Маршрутизаторы выполнялись на основе универсального процессора. Модели устройств сменяли друг друга по мере перехода к новым типам процессоров, тогда же выпускалась новая версия ПО маршрутизатора (в случае с Cisco Systems это система IOS). Рядом, точнее на уровне ЛВС, благополучно существовали чисто программные решения, например ПО многопротокольной маршрутизации MPR (Multiprotocol Router) фирмы Novell.
Елена Покатаева
В последние годы корпоративные сети предприятий стали расти и усложняться (корпорация IDC предсказывает, что объем рынка оборудования для корпоративных магистралей к 2000 г. увеличится до 9,5 млрд. долл.), а сеть Интернет разрастается просто немыслимыми темпами. Отсюда берут истоки два основных класса проблем:
- IP-маршрутизация, т. е. маршрутизация в Интернет на основе TCP/IP (сетевой протокол Интернет), связанная с поддержкой огромных маршрутных таблиц и большой скоростью передачи обновлений таблиц между маршрутизаторами Интернет;
- маршрутизация в локальных сетях, которым при постоянном росте числа пользователей требуется все больше портов маршрутизаторов, а модернизация сети становится все сложнее и дороже.
Прошлый год ознаменовался взрывным ростом интереса к коммутирующим технологиям как способу решения проблем производительности в сетях, построенных на базе мостов и маршрутизаторов.
Говоря о проблемах ЛВС, надо отдельно рассматривать уровень рабочих групп и магистральных структур. Даже собственно термин “рабочая группа” наполняется различным содержанием в зависимости от типа и архитектуры рассматриваемой сети. Так, рабочие группы большой компании обычно состоят из отделов, каждый из которых использует одну сетевую ОС, одинаковые приложения и одну скорость передачи данных (10 Мбит/с или 100 Мбит/с Fast Ethernet). Рабочая группа компании среднего размера часто представляет собой некое ядро, составленное из нескольких файловых серверов и сервера приложений, к которому подключается устройство удаленного доступа для передачи данных по аналоговым телефонным каналам или линиям frame relay. Если же речь идет о малой компании, то понятие “рабочая группа” относится ко всей сети организации, объединяющей все ПК пользователей и предоставляющей им доступ к централизованным файловым серверам.
Пользователи сетей клиент-серверной архитектуры одними из первых почувствовали необходимость изменения архитектуры с разделяемой средой (традиционная технология Ethernet), когда на современных высокопроизводительных ПК стало невозможно запускать мощные приложения. Технология коммутации, гарантирующая выделенную пропускную способность каждому соединению, представляется хорошим выходом из такой критической ситуации. Действительно, коммутация позволяет разбить ЛВС на сегменты, количество пользователей в которых уменьшается, скорости же остаются настолько высокими, чтобы с ними могли взаимодействовать такие высокопроизводительные сетевые устройства, как серверы и коммутаторы.
Для повышения эффективности крупных корпоративных сетей предлагаются технические решения на базе магистрали, выполненной на основе коммутаторов, к которой подключаются локальные сетевые сегменты. Типичная функция магистрального коммутатора заключается в передаче множественных запросов на передачу данных со станций, находящихся в локальных сегментах, на серверы, подключенные к магистрали. Коммутатор демонстрирует наивысшую производительность, если несколько потоков данных проходят через его различные порты одновременно. Однако если несколько потоков данных из разных сегментов поступают на один и тот же сервер, запросы будут выполняться по очереди и производительность коммутатора окажется ниже максимальной.
Магистральная структура может выполняться на основе различных сред передачи данных. Несколько лет назад прекрасным способом создания магистрали уровня организации считалась технологогия FDDI. Буквально вчера несомненным технологическим фаворитом была АТМ. Сегодня мы переживаем очень важное время - время успокоения, когда дым рекламных фейерверков несколько развеялся порывами ветров суровой реальности.
А реальность такова, что стоимость оборудования FDDI и ATM хотя постепенно и снижается, все же остается высокой для массового внедрения. Окончательное принятие многообещавшего стандарта Gigabit Ethernet, которое ожидалось в марте, перенесено на III квартал в связи с неутешительными результатами тестирования в некоторых средах.
Безграничность возможностей АТМ остается в основном на уровне обещаний. Сегодня насчитывается почти 70 различных спецификаций, с разных позиций описывающих эту технологию. Разработка отраслевых стандартов, которой занимаются АТМ-Форум и институт ITU, в самом разгаре. Реально работают только режим эмуляции ЛВС (LANE, LAN Emulation), при котором данные в формате ЛВС передаются по АТМ-магистрали, и CBR (Constant Bit Rate) - для передачи голоса. Нынешняя система приоритета типов трафика очень проста и поддается лишь ручной настройке. Для поддержки интенсивных потоков данных в современных ЛВС разрабатывается спецификация ABR (Available Bit Rate), применение которой (после утверждения стандарта) потребует изменений в аппаратуре. Все же на базе своих реальных достижений АТМ утвердила свои позиции в качестве магистральных коммутаторов.
Здесь следует отметить, что задачу надо рассматривать с двух точек зрения: с позиций глобальных IP-сетей, в первую очередь Интернет, и с позиций корпоративных магистралей (их в данном случае лучше называть опорными сетями).
В области магистральных IP-коммутаторов трудится фирма Cisco Systems, удачно купившая технологии традиционной коммутации второго уровня вместе с компаниями Creschendo, Grand Junction и Kalpana. При разработке устройств этого класса особое внимание уделяется реализации сложных дисциплин и стратегий обслуживания больших потоков информации различных типов (голоса, данных, видео).
Структура ЛВС на основе магистрали
В центре внимания разработчиков аппаратуры для корпоративных опорных сетей сейчас находится поддержка разнообразных протоколов глобальных сетей - от Х.25 и frame relay до довольно экзотических вариаций типа frame relay поверх IP. Недавно фирма Cabletron Systems заговорила о механизме коммутации в терминах приложений, который воплощен в ее новом устройстве . В течение еще какого-то времени другие поставщики коммутаторов уровня ЛВС воплотят в “железе” свои подходы к гибкому управлению различными типами трафиков. И вот тогда уже можно будет всерьез говорить о наступлении эры реальной интеграции голоса, видео и данных.
Самое удивительное здесь то, что в основе всего этого многообразия технических средств лежит идея совмещения функциональности традиционных коммутаторов и маршрутизаторов, известная как технология коммутации на третьем уровне модели OSI.
К Елене Покатаевой, научному редактору PC Week/RE, можно обратиться по адресу: pokat@pcweek.ru или по телефону: (095) 237-9109.
