Ethernet vs. Token Ring

IBM, породившая Token Ring, тихо производила свою продукцию, надежность и устойчивая работа которой обеспечивала ей все больше и больше поклонников. Ethernet, рожденная в недрах компании Xerox, скромно довольствовалась остатками, на которые Голубой гигант не соизволил обратить внимание. Но технологиям свойственно стареть. Морально. Казавшаяся когда-то превосходной скорость передачи данных в 4 Мбит/с, превратилась сначала в "очень не большой", а потом и вовсе очень скромный показатель. Старший брат Token Ring - FDDI (практически эквивалентная по логической структуре технология, но рассчитанная на большие скорости/расстояния, а соответственно и непомерно дорогая) - решал задачу лишь отчасти - не у каждого доставало денег.

Вот тогда широкая общественность и обратила свои взоры к технологии, куда более дешевой и обещавшей номинально большую производительность - 10 против 4. Положение усугубилось еще и тем, что из-под нахлынувшей волны дешевых персональных компьютеров "всплывали" только те технологии, которые могли обеспечить функциональность при невысоком уровне качества и низкой цене. Куда более технологичные сети Token Ring, не могли, конечно, состязаться в этом с простой технологией Ethernet и остались уделом избранных, в основе своей, клиентов Big Blue. Даже выпуск 16-мегабитной версии Token Ring не вернул технологии утраченных позиций - при существенно большей цене новая генерация не предлагала существенного преимущества перед мнимыми десятью мегабитами Ethernet.

Всеобщий переход от централизованных вычислительных систем к распределенным, совпавший с периодом взросления персональных компьютеров, сделал насущной скорость передачи информации. Якобы возросшей скорости (по сравнению с Token Ring 4 Мбит/с), которую предлагал Ethernet, стало не хватать. Разработчики стали всерьез думать о новом порядке скорости передачи сетей. Вот в этот момент очень рискованно и решительно в "разборки" ввязалась компания Hewlett-Packard, решив раздать "всем сестрам по серьгам" и подарив Token Ring уникальный шанс.

Здесь необходимо отметить, что ни одна из так называемых технологий 100 Мбит/с не является по существу новой. Они продолжают использовать ту же элементную базу, что и их предшественники. Они работают на практически тех же частотах и имеют те же недостатки, являя собой типичный пример экстенсивного развития техники в тот момент, когда достигнут некий технологический предел. Увеличение скорости передачи достигается за счет физического увеличения количества основных элементов. Вместо одной пары кабеля - все четыре, чуть выше частота (за счет расстояния, "но кто вам считает?") плюс аппаратное сжатие - и результат налицо.

Новая технология НР тоже не претендовала на потрясение основ и технологические прорывы. Просто разработчики, обобщив имеющийся опыт, нашли в себе силы отказаться от традиционного подхода и бросить вызов косности и нерациональности. Сначала все было хорошо. Первые продукты, построенные по новой технологии с амбициозным названием 100VG-AnyLAN, появились раньше быстрого Ethernet. Заложенные принципы были красивы и рациональны, посему снискали уважение и симпатии профессионалов. Несмотря на то что в новой технологии многое было развитием идей, на которых основывается Token Ring, первая реализация поддерживала лишь часть AnyLAN - была по существу реализацией Ethernet. От Ethernet, правда, там осталась только логическая часть, обслуживающая приложения. Главный принцип, породивший Ethernet, - множественный доступ к среде с контролем несущей и обнаружением коллизий - был отвергнут как несостоятельный и уступил место протоколу обслуживания запросов по приоритетам (во многом сходному с передачей маркерного кольца Token Ring, естественно, с 20-летней поправкой на развитие технологии). Кроме всего прочего, этот протокол давал почти 20%-ное преимущество по производительности, особенно в загруженных сетях, за счет отсутствия коллизий, таких дорогих сердцу каждого производителя продукции в стиле Ethernet.

Противостояние началось. Довольно скоро появились и продукты в стиле Ethernet. Мир производителей раскололся надвое. Из нежелания ли попасть в зависимость от набирающего силы гиганта, оправдывая ли мнемоническое правило, что народ всегда выбирает худшее из всех возможных предложений, но большинство, к сожалению, поддержали устаревший и технически менее совершенный Ethernet. Тем временем версия AnyLAN, предназначенная для апологетов Token Ring, все не появлялась. Решающее оружие НР - универсальность технологии - так и оставалось не реализованным. Противостояние продолжалось бы достаточно долго, но по непонятным причинам IBM решила не пользоваться предложенной возможностью возродить былую славу Token Ring. В тот момент, когда чаша весов начала склоняться в пользу большинства, IBM сильной рукой вбила решающий гвоздь в гроб Token Ring и отказалась от участия в проекте AnyLAN, пригвоздив еще и ее. НР, естественно, продвигать чуждую ей технологию в одиночку не стала, сосредоточив усилия на Ethernet-версии, но и здесь особой настойчивости не проявила, довольно быстро присоединившись к большинству.

На фоне баталий на полях локальных сетей произошли и значительные изменения в сопредельных областях. Довольно удачная сеть FDDI стала быстро сдавать под натиском АТМ, а иногда и совсем непостижимых сетей Gigabit Ethernet, смахивающих скорее на шарлатанство или жульничество, чем на реальную технологию. Перед популярной некогда технологией замаячила угроза небытия.

Спохватившись, Голубой гигант попытался предложить Fast Token Ring. Но сочувствия пока не нашел. Последняя надежда, которая еще может ободрить тех, кто искренне привержен незаслуженно отброшенной за борт прогресса технологии, - это инициатива молодой компании Xylan, пожелавшей потягаться со всем миром, предложив Gigabit Token Ring. Смелость города берет, может быть, это будет счастливым исключением из правила.

Стоит ли отказываться от Token Ring?

С появлением первых продуктов технологии Gigabit Token Ring некоторые пользователи снова начали взвешивать все "за" и "против", решая, стоит ли отказываться от локальных сетей Token Ring и переходить на иные технологии.

До недавнего времени у технологии Token Ring не было никаких шансов увеличить скорость передачи - ее "потолок" составил 16 Мбит/с. В результате многие пользователи в конце концов решили перейти на технологию Ethernet, которая обладает скоростью 100 Мбит/с, а в скором будущем сможет предложить и 1 Гбит/с. Но ситуация начала меняться.

Разработка новой технологии, а также некоторые негативные факторы, связанные с переходом на Ethernet, вполне способны послужить для многих пользователей Token Ring стимулом не покидать "насиженное место".

"Мы не переходим на Ethernet, потому что тогда пришлось бы потратить кучу денег на новое оборудование, а когда мы в конце концов введем новую технологию в

строй, настанет пора ее модернизировать до нового варианта Ethernet, обеспечивающего еще более высокую скорость, - сказал Гэри Дэмс, старший аналитик по вопросам связи из корпорации Mortgage Guarantee Insurance. - Да и эффективность работы персонала снизится. Чтобы добиться повышения производительности нашей старой сети Token Ring, сотрудники вместо того, чтобы выполнять свои прямые обязанности, начнут заниматься заменой плат и драйверов".

Помимо экономии средств на закупку оборудования отказ от слишком поспешного перехода на новую технологию позволит избежать нерационального использования ценных человеческих ресурсов. Ведь пользователям также придется "перестроиться" с больших кадров Token Ring на более короткие кадры Ethernet и научиться по-новому работать с приложениями, чтобы обеспечить оптимальную производительность.

Но есть пользователи, которые решили перейти на Ethernet, не считаясь с затратами, хотя прошедшая недавно испытания более

быстродействующая технология Token Ring получила самые высокие оценки.

"Некоторые системы на базе Token Ring было бы рентабельно перевести на Ethernet, - заметил Мэтт Кентакки, начальник службы связи в компании Household International. - Даже с учетом крупных затрат, связанных с заменой концентраторов и сетевых плат в ПК, мы все равно собираемся завершить переход в ближайшие полгода-год".

Коммутаторы, поддерживающие одновременно технологии Ethernet и Token Ring, предлагают пользователям менее болезненную альтернативу радикальному переходу на Ethernet.

"Мы просто вставляем плату, поддерживающую пользователей Ethernet, в коммутатор компании Xylan; при этом другие его модули обеспечивают работу сегментов сети Token Ring, - объяснил Барри Фордженг, сетевой администратор химического концерна ELF Autochem. - Согласованное функционирование обеих технологий в одном устройстве обеспечивает оптимальную гибкость".

Фордженг отметил одну важную особенность, которая подтолкнула пользователей принять решение о переходе с Token Ring на другую технологию.

"Все технологические разработки последних трех лет относились к коммутации Ethernet, - продолжил он. - Обидно наблюдать, как одна технология галопом мчится вперед, а другая еле плетется".

С другой стороны, некоторые пользователи возобновили попытки поднять скорость Token Ring, поскольку "пройден слишком длинный путь".

"Поздновато отказываться от своих принципов, - полагает Фред Кори, инженер-консультант по сетевым системам в банке First Union National. - Мы зашли слишком далеко: у нас уже около 20 тыс. станций на Token Ring".

Многие компании часто сохраняют у себя несколько пользователей Token Ring, а новых сотрудников и новые узлы соединяют по технологии Ethernet. "Мы ничего не меняем в нашей системе, основанной на Token Ring", - заверил Кори.

По его подсчетам, используя коммутацию Ethernet вместо Token Ring, он сэкономит 400 долл. на каждое рабочее место. Объясняется это тем, что почти каждый новый ПК поставляется с бесплатной, встроенной сетевой платой Ethernet, тогда как платы для Token Ring стоят несколько сотен долларов.

"Экономическая выгода работы с Ethernet может стать намного более веским фактором, чем техническое преимущество Ethernet, т. е. ее скорость", - прокомментировал Кори.

Рэй Петерсон, сетевой администратор в техническом колледже Indianhead, проанализировал варианты технологии Ethernet и решил повременить с переходом еще несколько лет.

"Пусть Token Ring еще немного поработает, - говорит Петерсон. - Для нас нерационально отказываться от нее. Само собой, нам было бы интересно "нарастить" скорость Token Ring".

Многие сетевые инженеры уже поставили крест на технологии Token Ring. Их аргументы понятны - Ethernet дешевле, популярнее, проще и быстрее. Зачем ставить сети Token Ring, когда Ethernet в два раза дешевле и проще в поддержке? Но при более пристальном рассмотрении у этой технологии обнаруживаются определенные достоинства, и даже преимущества, перед Ethernet - хотя бы в реальной пропускной способности.

Реальность Token Ring

Идея Token Ring проста - любая станция, получившая специальную последовательность бит, называемую токеном, может быть активной. Токен передается от станции к станции по кольцу в определенной последовательности. Отсюда и название технологии. Главные особенности такой сети: надежность, гарантированная для каждой станции полоса пропускания и пассивная среда передачи. Собственно технология Token Ring изначально разрабатывалась именно для повышения надежности, которая была в те времена слабым местом Ethernet.

Надежность достигается за счет большой избыточности: ведь архитектура сети Token Ring представляет собой кольцо, которое в случае разрыва в одном месте может передавать информацию в обход. Кроме того, каждая станция самостоятельно генерирует токен в случае его потери, исправляет ошибки и шумы и выполняет множество других функций, которые и обеспечивают устойчивую работу сети.

Другой отличительной особенностью Token Ring является гарантированная полоса пропускания. Технология передачи данных такова, что все станции кольца в обязательном порядке получают доступ к сети за определенное время. Таким образом, количество станций, которые могут быть подключены к сети Token Ring, в процентном выражении будет больше, чем для Ethernet. В Token Ring не бывает ситуации, когда станция просто не дождалась своей очереди и посчитала сеть разорванной. Известно, что для Ethernet реальная пропускная способность сети - 30% от максимальной; после этого наступает насыщение и неминуемы заторы. Поэтому, сравнивая устройства Token Ring и Ethernet, нужно принимать во внимание, что реальная пропускная способность 10-мегабитного Ethernet около 3 Мбит/c, а 16-мегабитного Token Ring - как раз около 16 Мбит/с.

Поскольку каждая сетевая плата Token Ring выполняет роль активной станции, то устройства, образующие сеть, могут быть пассивными. Пассивность же среды передачи позволяет строить физическую сеть из достаточно недорогих элементов даже на основе электромагнитных высокоскоростных реле. Сейчас, правда, появились активные устройства: концентраторы, заглушки, мосты и даже коммутаторы, с помощью которых можно строить достаточно сложные и более надежные сетевые архитектуры. При этом, как отмечает Григорий Кацман, руководитель группы сетевого оборудования из московского представительства IBM, некоторые устройства были изначально предусмотрены в Token Ring. IBM рекомендует своим клиентам ставить на небольшие сети (до 30 станций) устройства Ethernet, а более сложные сети строить на основе Token Ring. Григорий Кацман утверждает, что есть организации, у которых в единую систему Token Ring объединено 400-500 станций.

Технология Token Ring прочно связана с именем компании, которая предложила ее рынку, - всемогущей IBM. Там, где есть оборудование от IBM, с большой вероятностью можно увидеть сеть на Token Ring. В России Token Ring чаще всего применяется в трех областях: в ряде промышленных предприятий, где рассчитывают на надежность этой технологии; в банковской сфере, где традиционно принято доверять оборудованию IBM, и в представительствах тех иностранных компаний, в которых корпоративным стандартом во всемирном масштабе принят Token Ring. Сотрудники московских представительств IBM и Bay Networks приводят два классических примера использования технологии Token Ring: Столичный банк сбережений, где применяются AS/400 и Token Ring, и Coca-Cola.

По словам Григория Кацмана, ни один из клиентов IBM еще не отказался от оборудования Token Ring. Андрей Зеленов, системный инженер Bay Networks, добавляет, что основной рынок Token Ring в России сегодня формируют те заказчики, у которых данная технология уже установлена и которые расширяют свои сети. Новым же клиентам Bay Networks стремится предложить Ethernet, а не Token Ring. Сергей Малышев, вице-президент компании UNI, отметил проект, который его компания реализовала в одном из крупнейших московских банков. В этом проекте ксеть на одном из этажей банка была создана на Token Ring. Она объединяла около 200 станций, 6 активных устройств и имела выходы в Ethernet и FDDI. К сожалению, эта сеть просуществовала лишь год, впоследствии банк решил от нее отказаться, предпочтя иную - стандартную - технологию.

По словам Сергея Малышева, один из главных недостатков Token Ring - несовершенство механизма поиска неисправности. Для обеспечения надежной работы Token Ring предусматривает автоматическую настройку кольца, которая иногда мешает оператору разобраться в происходящих в сети процессах, затрудняя поиск неисправностей и поддержку сети. Другим фактором, увеличивающим стоимость сети Token Ring, является избыточная функциональность каждой отдельной платы. Дело в том, что любая сетевая плата Token Ring является универсальным устройством доступа в сеть, и помимо обеспечения взаимодействия прикладного уровня выполняет много других функций по диагностике кольца, способу входа в среду передачи и т. д. Таким образом, их стоимость получается выше, чем стоимость аналогичных сетевых плат Ethernet.

Однако есть еще одна чисто психологическая причина, которая заставляет компании отказываться от Token Ring. Многие сетевые специалисты считают Token Ring "мертвой" технологией, у которой нет будущего. Дешевизна Ethernet и сложность Token Ring выводят Ethernet на первое место, хотя многие забывают о реальной пропускной способности Token Ring, которая в пять раз больше, чем у Ethernet (16 Мбит/с против 3 Мбит/с). Таким образом, самая обыкновенная предвзятость мешает развитию серьезной и, может быть, все еще перспективной технологии. А ведь сейчас упорно циркулируют слухи о возможной разработке Fast Token Ring.

Миф о Super Fast Token Ring

Стандарта на Fast Token Ring нет. Но IBM, видимо, всерьез задумалась над возможностью увеличения частоты передачи в Token Ring. Такое развитие событий было бы логичным продолжением цепочки 3-мегабитный Ethernet - 16-мегабитный Token Ring - 30-мегабитный Fast Ethernet (для Fast Ethernet осталась проблема 30%-ного насыщения). Естественно, некоторые компании стремятся разработать сетевую технологию, которая обеспечивала бы не условные, а реальные 100 Мбит/с. Именно такой технологией может стать Super Fast Token Ring. Причем, по словам Григория Кацмана, для этого достаточно будет разработать новый набор микросхем. Однако, по всей видимости, IBM и Bayпока не торопятся официально заявлять о поддержке инициативы Fast Token Ring, а Cisco Systems и 3Com, которые это сделали, сейчас занимают не очень большую долю рынка Token Ring.

Сергей Малышев уверен: "Сейчас появились коммутаторы для передачи пакетов из Token Ring в ATM, из Token Ring в FDDI. И возникает вопрос: а стоит ли вообще столько времени тратить на Fast Token Ring, когда уже есть высокоскоростная среда, для которой существуют и реальные устройства, и вся инфраструктура. Таким образом, Fast Token Ring не рассматривается как новая технология, но она может облегчить жизнь тем, кто "живет" сейчас на Token Ring".

Собственно, по мнению опрошенных мной специалистов, потенциальный рынок Super Fast Token Ring - это организации, которые по тем или иным причинам уже используют Token Ring и которым необходима высоконадежная, высокоскоростная магистраль, построенная по технологии Token Ring. Насколько широк такой рынок в России - сказать трудно. Вероятно, это будут банки и крупные иностранные компании. Однако уже сейчас у этих организаций есть альтернатива Fast Token Ring - это более современный и многофункциональный Asynchronous Transfer Mode. Но еще более привлекательным, по словам Сергея Малышева, является переход от Token Ring к технологиям Ethernet.

Следует отметить, что нельзя рассматривать Token Ring отдельно от приложений, так как эта технология более интеллектуальна по сравнению с универсальной средой передачи Ethernet. На Token Ring работают и протоколы более высоких уровней, например SNA. Поэтому если какая-либо организация использует оборудование IBM, то ей проще всего работать именно с Token Ring. Однако, повторюсь, IBM пока не собирается поддерживать инициативу Fast Token Ring, а склонна использовать Token Ring на ATM для построения магистрали между сегментами. Таким образом, инициатива Fast Token Ring больше напоминает маркетинговый ход компаний, которые ратуют за передел рынка оборудования для Token Ring. Смогут ли они реализовать свои честолюбивые планы - покажет время.

Super Fast Token Ring: интересная мысль IBM

Давние пользователи Token Ring будут вознаграждены за стоицизм, который им приходилось проявлять в течение последних двух лет, когда любые нововведения, касающиеся локальных сетей, были ориентированы исключительно на Ethernet.

Но сначала Cisco, 3Com и Olicom вызвали оживление на рынке, предложив решения Fast Token Ring на 100 Мбит/с. Теперь IBM, безоговорочный лидер во всем, что касается Token Ring, надеется "омолодить" свой сетевой бизнес за счет прошедшего тяжкие испытания нового стандарта и продуктов Super Fast Token Ring на 128 Мбит/с.

Учитывая резкий рост числа систем Fast Ethernet на 100 Мбит/с, многие пользователи будут считать, по крайней мере сначала, что решения для Token Ring на 128 Мбит/с не только неуместны, но попросту смешны.

Но это не так. Если хотите, момент, который выбрала IBM, предположив, что компания сможет выпустить некоторые стабильные продукты в течение ближайшего года, оказался достаточно удачным.

Хотя многие пользователи серьезно задумывались в последние год-полтора о переходе на Fast Ethernet, немногие решались вступить на изнурительный и разрушительный путь замены плат сетевого интерфейса (NIC) на ПК и изменения инфраструктуры концентраторов и коммутаторов.

Благодаря тому,что коммутируемая сеть Token Ring по-прежнему удовлетворяет потребностям в полосе пропускания для большинства конфигураций кольца, широкомасштабная миграция на Fast Ethernet или даже ATM на уровне настольной системы или рабочей группы, как предполагалось, должна начаться в 1998-99 годах.

В качестве приемлемого решения для подобного перехода может рассматриваться Super Fast Token Ring, однако не для пользователей Token Ring, а для некоторых особо ущемленных клиентов Ethernet. Если IBM гарантирует, что цена на решения для Token Ring на 128 Мбит/с, такие как порты NIC и концентраторы, не превысит стоимости эквивалентных схем для Fast Ethernet более чем на 20%, эти разработки можно будет рассматривать в качестве наилучшего вложения средств в полосу пропускания локальных сетей.

Действительное отличие между Fast Ethernet и Super Fast Token Ring не только в 28 Мбит/с. При сравнимой полосе пропускания решения Token Ring обеспечивают более высокую пропускную способность, особенно в локальных сетях с разделяемой полосой пропускания, где работает большое число пользователей. Поддержка в таких сетях блоков большего размера приводит к значительному уменьшению времени ответа при передаче больших объемов данных, в том числе при загрузке и обновлении страниц Web.

В конфигурациях с разделением полосы пропускания детерминированная схема доступа "захватить - освободить" также является более эффективной, чем

конкурентный метод доступа, обеспечивая большую полосу пропускания для каждого конкретного пользователя в локальной сети.

В среднем Super Fast Token Ring, имеющая конфигурацию с разделением полосы, предоставляет каждому пользователю по крайней мере на 10 Мбит/с больше, чем Fast Ethernet, примерно при тех же затратах.

Такое утверждение, даже учитывая риск применения еще не апробированной Super Fast Token Ring, не может не порадовать пользователей колец. Администраторы сети в организациях, где используется Ethernet, также в состоянии оценить потенциальные преимущества подхода Token Ring, особенно если они сами смогут убедиться в том, что предлагаемый Ethernet конкурентный подход приводит к снижению производительности по мере увеличения объема трафика.

Поэтому не стоит отказываться от Super Fast Token Ring на 128 Мбит/с на том основании, что он появился слишком поздно.

И не приравнивайте Super Fast Token Ring к злополучным попыткам IBM распространить свой ATM на 25 Мбит/с на настольные системы. Соотношение цена/производительность ATM на 25 Мбит/с, даже если учитывать расценки IBM прошлого года, 495 долл. на пользователя, не выдерживает критики, особенно в сравнении с аналогичным показателем для Fast Ethernet.

Что касается Super Fast Token Ring, остается надеяться, что к моменту выпуска продуктов IBM установит разумные цены.

Но цена, хотя важность этого параметра переоценить трудно, не единственная потенциальная помеха успеху Token Ring на 128 Мбит/с. IBM, несмотря на значительность своего положения, не может оставаться единственным производителем, предлагающим решения для Token Ring на 128 Мбит/с. Современные пользователи сети питают вполне объяснимое отвращение к "собственническим" решениям.

Поэтому IBM просто необходимо поощрять других ведущих производителей активно поддерживать и продвигать Token Ring на 128 Мбит/с. На первый взгляд доказать это не так-то просто, учитывая ажиотаж вокруг Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Но IBM должна упорно добиваться и, если необходимо, содействовать созданию новых компаний, занимающихся системами на 128 Мбит/с.

Для локальных сетей с разделяемой полосой пропускания, а также коммутируемых, выбор Super Fast Token Ring мог бы оказаться совершенно оправдан.

Помните: к моменту выхода, когда можно будет оценить предлагаемую этим решением полосу пропускания и уровень использования, станет ясно, что потребители Token Ring сделали более удачный выбор, чем их Ethernet-собратья.