Технологии коммутации
PC Week Labs исследует методы коммутации и маршрутизации в IP-сетях
Панкай Чоудри (PC Week Labs)
Как лучше решить задачу IP-коммутации? Каждый из работающих в данной области поставщиков по-своему отвечает на этот вопрос, причем предлагаемые ими стратегии нацелены на различные сегменты рынка. Одни решения ориентированы на глобальные сети, другие - применимы для сетей масштаба предприятия. В этой статье Тестовый центр PC Week Labs рассматривает преимущества различных подходов.
По мере того как компании все чаще обращаются к Internet для ведения бизнеса, IP-протокол становится де-факто основным коммуникационным протоколом. Однако IP-коммутация создает большую нагрузку на магистрали Internet, поскольку коммутируемые сети сталкиваются с так называемой N2-проблемой, где N - число узлов в сети. В коммутируемой сети каждый узел должен знать путь к любому из остальных узлов, что означает, необходимость хранения N2N путей.
Такие ветераны индустрии, как фирмы Cisco Systems и Cascade (теперь подразделение Core Switching Unit фирмы Ascend Communications), борются с N2-проблемой, применяя системы, в которых число IP-путей при увеличении числа коммутаторов растет линейно, а не квадратично.
Объединившись с корпорациями 3Com и IBM, фирма Cascade использует ноу-хау 3Com в области локальных сетей и технологию мостов корпорации IBM для подсоединения сетей предприятий к глобальной сети через собственный протокол MPP (Multipoint-to-Point Protocol), обеспечивающего необходимую группировку путей при IP-маршрутизации.
В MPP-модели каждый коммутатор должен иметь информацию о всех других коммутаторах, однако в то же время он может не знать пути ко всем пограничным узлам. Пограничные узлы соединены с основными коммутаторами посредством виртуальных соединений, причем один коммутатор может быть связан со множеством узлов.
Трафик между всеми коммутаторами осуществляется через виртуальные цепи с помощью интерфейса frame relay или ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронного режима передачи данных).
Внимание! Высокоскоростной трафик
Один из недостатков подхода на основе MPP - необходимость трансляции IP-путей для виртуальных соединений, что требует огромных объемов вычислений.
Ускорение за счет использования тегов
Другие поставщики сетевого оборудования, в том числе фирма Toshiba America и корпорация NEC, поддерживают систему маршрутизации Tag Switching фирмы Cisco, использующую несколько другой подход при решении N2-проблемы. Система фирмы Cisco объединяет несколько актов переходов на маршрутизаторах за счет присоединения к передаваемым пакетам виртуальной команды - тега. На каждом этапе маршрутизатор считывает только виртуальную команду на перемещение пакета, а не все его содержимое.
Применение виртуальных команд также позволяет избегать множественных актов поиска при прохождении пакетов через несколько маршрутизаторов. Все пакеты, направляющиеся в одно место, подчиняются одной тег-команде.
Тег может также содержать альтернативную информацию для маршрутизатора. Например, сервис-провайдеры Internet с помощью системы Tag Switching фирмы Cisco предоставляют различные уровни обслуживания своим клиентам. Используя теги, можно направить данные клиентов, оплачивающих услуги по более высокому тарифу, через отдельную группу маршрутизаторов, предназначенных для высокоприоритетного трафика.
Реализация данного подхода в IP-маршрутизации обеспечивает более высокие скорости передачи, однако требует соответствующих коммутаторов и маршрутизаторов, работающих с тегами.
И протокол MPP, и Tag Switching Initiative в первую очередь ориентированы на применение в глобальных сетях. Многие предлагают новые технологии IP-коммутации отдельным предприятиям.
Подход фирмы Ipsilon Networks сильно напоминает уже рассмотренные нами стратегии Cascade и Cisco, с той разницей, что в данном случае основной целью является решение проблемы пропускной способности сети, а не N2-проблемы. Схема IP-коммутации фирмы Ipsilon использует для передачи IP-пакетов специальный механизм на основе ATM-технологий. Получив пакеты, коммутатор отсылает их в стек OSI Level 2 (физического уровня), благодаря чему можно избежать затрат, связанных с Level 3 (IP-адресацией).
Данная технология необычайно эффективна в случае распределенных сетей, но оказывается громоздкой в случае локальных сетей, особенно в сравнении с решающими задачу “в лоб” технологиями IP-маршрутизации, предлагаемыми такими фирмами, как Bay Networks и Foundry Networks.
Новые высокопроизводительные технологии гигабитных маршрутизаторов фирм Bay и Foundry не нуждаются в модификации сети или поддержке новых протоколов с применением тегов. Используя ASIC и ограниченную поддержку IP, маршрутизаторы этой новой группы могут пересылать по несколько миллионов пакетов в секунду.
Технологии гигабитных маршрутизаторов фирм Bay и Foundry не требуют специализированного аппаратного или программного обеспечения и, следовательно, имеют преимущество перед конкурирующими стандартами, предлагаемыми такими компаниями, как 3Com.
Стремясь упрочить свои ведущие позиции на рынке Fast Ethernet, 3Com создала стандарт FastIP, дающий возможность сетевым интерфейсным картам устанавливать теги при передаче пакетов по сети. Тем не менее для этой стратегии необходимо, чтобы каждая сетевая интерфейсная карта в сети имела возможности FastIP, что исключает применение Unix-машин.
