PictureБыстрое развитие коммутаторов и концентраторов приводит к вытеснению некогда вездесущих маршрутизаторов на дальнюю окраину локальных сетей.

Маршрутизаторы, которые долго были рабочими лошадками локальных сетей предприятий, похоже, могут собираться на покой. В результате увеличения запросов к пропускной способности, подключения к Internet, распространения мультимедиа-приложений маршрутизаторы стали узким местом сети. Чтобы выйти из непростого положения, некоторые специалисты по сетям и их производители предлагают поручить функции маршрутизатора коммутаторам нового поколения, и тем самым реализовать постепенный переход к виртуальным локальным сетям (VLAN). Архитектура VLAN позволяет переложить "обязанности" маршрутизации на коммутаторы локальных сетей, и администратор сети может соединять пользователей виртуальной сети независимо от того, в какой локальной сети они работают.

С развитием сетей администраторы приходят к выводу - их сети с маршрутизаторами оказываются слишком громоздкими, чтобы эффективно управлять трафиком. С ростом числа периферийных подразделений, "охваченных" сетями, и удаленных соединений узкие места и пробки стали проявляться более явно. Несмотря на имеющиеся предложения по этому поводу, разработчики и просто сторонники VLAN единодушны в том, что маршрутизаторы следует перенести из центра сети на ее периферию, поручив им играть роль шлюза к другим локальным и глобальным сетям.

Основная функция маршрутизатора заключена в пересылке пакетов согласно их сетевым иерархическим адресам и в обеспечении таких сетевых функций, как безопасность, управление трафиком, работа в архитектуре IBM SNA (System Network Architecture), а также поддержка протокола Quality of Service (этот протокол является промышленным стандартом, характеризующим качество передачи и доступность системы).

Основная функция коммутатора состоит в том, чтобы с помощью внутренней высокоскоростной магистрали одновременно поддерживать ряд соединений между сетевыми устройствами. Традиционно с ведением таблиц сетевых адресов и преобразованием данных из одной формы в другую (например из Ethernet в Token Ring) лучше справлялись маршрутизаторы, а не коммутаторы. Однако в последнее время коммутаторы начали захватывать роль маршрутизаторов в локальных сетях уровня подразделений - хотя, по всей видимости, это явление еще не приобрело глобального характера. Администраторы сетей будут довольны, если первая волна коммутаторов, снабженных функциями маршрутизации, поможет решить многие проблемы сетевого трафика. Компания DelMarva Power and Light недавно модифицировала свою магистраль, включающую 1900 узлов. В дополнение к имеющимся маршрутизаторам Cisco были установлены коммутирующие концентраторы MMAC Plus компании Cabletron, снабженные программами маршрутизации. "Нам надо было решить некоторые проблемы IP-трафика, не боясь потерять деньги, вложенные в MMAC, - объясняет старший администратор сети в DelMarva Джон Скоггин. - Использование модулей маршрутизации в настоящее время обеспечивает более чем достаточную мощность".

По мере расширения такие изменения в сетях появляются все чаще. Дон Маккалуф, старший управляющий по готовым системам корпорации 3Com, характеризует эту ситуацию так: "Коммутировать, где можно, и маршрутизировать, где должно".

Опубликованный недавно отчет позволяет предположить, что мнение Маккалуфа разделяет все большее число специалистов. В сентябре 1995 года исследовательская компания International Data Corp. выпустила отчет, из которого следует, что в период с 1995 по 1999 год ежегодный рост выпуска высокоскоростных маршрутизаторов должен замедлиться с 21% до 2%, а прирост всего рынка маршрутизаторов снизится с 45% до 9%. В другом отчете IDC (июнь 1995 года) рост доходов от продаж магистральных коммутаторов в период между 1993 и 1998 годами составит 68%.

Некоторые разработчики выступают даже за то, чтобы в локальных сетях вообще не использовать выделенных маршрутизаторов. Например, в сети самой компании Cabletron, обслуживающей 1500 пользователей, имеются только коммутаторы, и сотрудники фирмы утверждают, что эта система более экономична и производительна. "У маршрутизаторов хорошие механизмы безопасности, однако при определенном увеличении их числа в сети производительность может снизиться до 40%, - поясняет Трент Уотерхаус, руководящий маркетингом продуктов коммутации Cabletron. - Маршрутизаторы по-прежнему нужны для подключения к региональным сетям, но у нас много таких пользователей, которые эксплуатируют сети с 5 и 10 тысячами узлов без маршрутизации".

В то же время, несмотря на рост интереса к коммутаторам, многие отраслевые аналитики предостерегают пользователей от полного пренебрежения маршрутизаторами. В отчете, опубликованном в прошлом году консультационной фирмой Gartner Group, предлагается "использовать коммутацию для увеличения пропускной способности, а маршрутизацию - для сегментации". В нем делается вывод о том, что пользователи сетей, основанных исключительно на коммутаторах, получают высокие накладные расходы на трафик, ограниченные возможности контроля протокола, а также нехватку сегментации, безопасность и недостаток информации о топологии сети.

От АТМ все зависит

Многие специалисты придерживаются того мнения, что будущее маршрутизаторов во многом зависит от того, как развиваются сети ATM (Asynchronous Transfer Mode), широкое распространение которых может серьезно сказаться на конкурентоспособности маршрутизаторов. Однако высокая цена, как правило, служит препятствием для их применения вне магистрали.

ATM пропагандируется как универсальная технология, могущая передавать голосовую и видеоинформацию и просто данные, успешно решая проблемы распределения пропускной способности, и только дороговизна охлаждает пыл умиленных пользователей.

Благодаря применению ячеек фиксированной длины, ATM может передавать данные, чувствительные ко времени передачи, что позволяет создавать на существующей технологической базе чрезвычайно быстрые коммутаторы. Коммутаторы ATM пригодны как для локальных, так и для глобальных сетей. Возможности ATM в наращивании производительности поистине неограничены.

Среди производителей сверхбыстрых ATM-устройств - фирма Fore Systems, чьи коммутаторы ASX-1000 обеспечивают скорость 10 Гбит/с. "В эволюции маршрутизаторов большая роль отводится развитию технологии ATM, - говорит президент консультационной фирмы CIMI Том Нолл. - Если производителям маршрутизаторов удастся ослабить влияние ATM на уровне коммутации для рабочих групп, то уменьшится вероятность того, что ATM вытеснит маршрутизаторы". Он считает, что именно неудача с производством приемлемых ATM-сетей вынудила производителей пропагандировать виртуальные локальные сети.

"Фактическим стандартом для VLAN становится ATM, хотя производители и преуменьшают связь между этими технологиями", - утверждает Нолл.

В качестве платформы построения VLAN могли бы выступать Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN, хотя архитектурные отличия от ATM все же сильно затрудняют реализацию VLAN на этой базе.

Мнения экспертов относительно предполагаемых темпов распространения ATM значительно расходятся. Такие производители, как Adaptec Software, уверены в возможности реально использовать ATM в ближайшее время на всех уровнях, вплоть до настольного компьютера, другие убеждены, что пройдут годы, прежде чем ATM будет применяться где-либо, кроме магистрали.

Нолл приводит данные, согласно которым только 8% пользователей имеют хоть какое-то представление об ATM. По соображениям здравого смысла, ATM должна была бы к 2010 году распространиться на 55% систем в США, но CIMI считает, что эта цифра составит всего лишь 28%. "К 2010 году на ATM полностью перейдет элита, частично - сотрудники промежуточного уровня, из рядовых же работников - практически никто, - прогнозирует Нолл. - Худшего положения для сетевых администраторов и представить трудно, поскольку им придется иметь дело с системой, в которой много разных режимов, и ни один из них не является главным".

Когда нагрузка магистрали университета в Орегоне, использующей маршрутизаторы, превысила ее возможности, старший инженер сети, Дейв Мейер, сначала решил было перевести трафик магистрали на FDDI. "Но FDDI работает в режиме разделения несущей, и при этом нельзя выделить больше 100 Мбит/с. Таким образом, мы не смогли создать выделенные линии на 200 Мбит/с", - говорит Мейер. В университетской сети более 200 подсетей, поэтому было решено перейти на магистраль с ATM. "Если вам нужна мощная линия, то это прекрасное масштабируемое решение, поскольку не приходится менять инфраструктуру, надо лишь обновить интерфейсы", - советует Мейер.

Главная трудность для большинства пользователей состоит в том, что стоимость ATM слишком высока, чтобы оправдать ее использование где-либо, кроме магистрали. Скоггин из DelMarva и Мейер согласны в том, что время прихода ATM к настольным компьютерам еще не пришло.

Эволюция маршрутизаторов

Хотя роль высокопроизводительных маршрутизаторов в будущем, по-видимому, уменьшится, роль маршрутизаторов начального класса даже возрастет, особенно в удаленных офисах. IDC предсказывает, что до 1999 года поставки маршрутизаторов среднего класса будут расти незначительно, зато начального класса увеличатся на 25%.

Так, Cisco, крупнейший производитель средств маршрутизации, поставляющая более половины всех маршрутизаторов высшего класса, в последнее время снизила их производство. В прошлом году компания начала выпуск семейства CiscoProline, в который входят и "пограничные" (edge) маршрутизаторы (что в какой-то мере стало результатом покупки в сентябре 1995 года компании Grand Junction Networks). В общем-то эти маршрутизаторы являются упрощенными версиями маршрутизаторов высшего класса, спроектированными для больших локальных и глобальных сетей. Пограничная маршрутизация предъявляет менее жесткие требования, поскольку обслуживает соединения типа точка-точка. Маккалуф из 3Com пришел к выводу, что ключевым требованием к маршрутизаторам является легкость использования: "Мы любыми путями старались упростить устройства, где только возможно, поскольку необязательно человек, контролирующий работу устройства с удаленной машины, обладает опытом диспетчера сети".

Реальность важнее технологии

Хотя необходимость в специализированных маршрутизаторах начинает слабеть, маршрутизация сама по себе будет нужна всегда.

Таково мнение производителей. Например, Ричард Палмер, директор отдела продаж высокопроизводительных систем Cisco, предвидит время, когда функции маршрутизаторов и коммутаторов будут объединены в одном многоцелевом устройстве. В качестве средства сближения может выступить учрежденческая АТС. Однако он не думает, что этот день наступит скоро.

Такие компании, как Alcatel Business Systems, Siemens, Fujitsu Systems, разрабатывают программные системы, которые смогут передавать голос по линиям ATM. Предполагается, в конце концов, осуществлять все сетевые операции по коммутируемым телефонным линиям. Оснований для этого больше в Европе и Азии, где современные телефонные технологии распространены шире, для США это отдаленная перспектива.

Том Байн, исследователь фирмы Meta Group, считает, что реальная общественная служба ATM появится не раньше, чем в начале следующего века: "Инфраструктуры телекоммуникаций и производителей маршрутизаторов слишком отличаются друг от друга".

Но в дискуссиях об изменении роли маршрутизации часто забывают об умонастроениях потребителя. Сетевые администраторы все время оказываются в океане информации о новейших технологических достижениях, которые преподносятся как жизненно необходимые. Аналитики утверждают, что это становится похоже на гипноз.

"Некоторые пользователи покупают маршрутизаторы, не понимая толком, как это скажется на остальной сети", - замечает Нолл из CIMI. В то же время, не будучи уверенными в ATM, они полностью отказываются от ее покупки. В результате обновление сети идет медленно, эволюционным, а не революционным путем.

Разумеется, когда банку Bank South в Атланте понадобилась технология, которая позволила бы его 144 отделениям обмениваться информацией друг с другом, с центральными машинами и с главной конторой, была выбрана коммутирующая система фирмы 3Com SuperStack и архитектура Boundary Routing. Поскольку там уже была установлена сетевая среда SNA, требовалась система, которая поддерживала бы и трафик документов, и новые технологии. Теперь концентраторы используются на уровне рабочих групп, конвертеры - для связи SNA-трафика с ATM- и глобальными сетями, а маршрутизаторы в удаленных офисах организуют трафик на линии связи с центральной системой. "Мы получили жизнеспособную сеть, выполняющую транзакции с нашими наследуемыми данными, - считает Кейт Чини, глава проекта по совершенствованию инфраструктуры. - И при этом она переносит интерфейсы, связанные с транзакциями, на персональные компьютеры, так что доступ к любой информации может быть осуществлен быстро и эффективно с любого терминала". В долгосрочной перспективе гибридные системы подобного типа помогут руководству информационных подразделений сосредоточить капиталовложения на наиболее важных направлениях. "Большинство людей, даже те, кто разбирается в сетевых проблемах, немедленно начинают нервничать, когда начинаются изменения сетевой технологии, - констатирует Мейер из университета Орегона. - Когда вы отклоняетесь от того, что они изучали, можете потерять вложения, которые потратили на обучение этих людей".

КОГДА МАРШРУТИЗАТОРЫ НЕ ПОДХОДЯТ

Производство маршрутизаторов выросло в целую отрасль промышленности с объемом продаж в 3,4 млн. долл., обслуживающую соединения пользователей сначала в пределах локальной сети, а потом и в территориальных сетях.

Маршрутизаторы функционируют на Уровне 3 модели OSI, предусматривающей внесение в заголовок информации, обеспечивающей интеллектуальную обработку пакета. Поскольку маршрутизаторы основываются на таких протоколах, как IP, они в состоянии реализовать связь без непосредственных соединений между абонентами, при которой каждый пакет обрабатывается независимо и отправляется к месту его назначения. В этом процессе автоматически определяется совокупность полос пропускания, позволяющая соответствующим образом распределять трафик, достигая при этом высокой производительности.

Мощность маршрутизаторов можно наращивать до известной степени, но по достижении определенных размеров их эффективность по таким критериям, как качество обслуживания (в терминах Quality of Service), прозрачность протокола, коэффициент доступности порта и время ожидания пакета падает. В этом случае следует подумать о коммутаторах.

Неважно, будет ли эта технология использовать ATM (Asynchronous Transfer Mode) или ретрансляцию кадров (frame ralay), производительность сетевого трафика все равно возрастет, поскольку резко уменьшится время обработки пакета. Коммутаторы при пересылке пакета по назначению читают только заголовок пакета. А поскольку они работают ниже Уровня 3 модели OSI, коммутаторы могут реализовать любой протокол.

Фиксированный размер ячеек ATM дает возможность организовать еще более быстрый трафик, чем в сетях с ретрансляцией кадров, и это позволяет передавать данные с фиксированными требованиями на время передачи, такие как голос и видео. А коммутация по сравнению с маршрутизацией обеспечивает более высокое качество обслуживания и лучшие возможности управления при менее дорогих линиях и оборудовании.

В прошлом году корпорация Cascade Communications опубликовала перечень вопросов, которые следует рассмотреть при переходе от сети, использующей маршрутизаторы, к сети на основе коммутаторов. Среди аргументов в пользу такого перехода многосвязность сети; слишком большое число узлов коммутации; трудности с масштабированием и предоставлением портов; недостаточная надежность и невысокое качество обслуживания в терминах Quality of Service; высокая стоимость полосы пропускания; ограничения на адресацию; потребность в объединении трафиков различных типов.

КАК РАБОТАЮТ ВИРТУАЛЬНЫЕ СЕТИ

Многие производители сетевого оборудования превозносили виртуальные локальные сети (VLAN) в качестве средства, упрощающего расширение и изменение сети. VLAN определяют как совокупность логически связанных клиентов, которые в действительности могут принадлежать разным локальным сетям. Такой подход позволяет более эффективно использовать линию и облегчает управление сетями, поскольку дает возможность разделить сеть на логические сегменты, лучше поддающиеся управлению. Интерес к VLAN выразили многие пользователи, однако распространение технологии задерживается, во-первых, из-за медленного развития ATM-сетей, а во-вторых, из-за борьбы за стандарты для VLAN между производителями сетевого оборудования.