Три теплых места для Gigabit Ethernet

Специально для читателей LAN.

Продукты для Gigabit Ethernet появились как раз вовремя. Теперь администраторы сетей могут расчистить заторы, повысить скорость обработки и увеличить пропускную способность территориальных сетей без изменения устоявшейся структуры сети. После опроса порядка 100 компаний об их планах в отношении Gigabit Ethernet я получил четкое представление о том, где эту технологию лучше всего применять. В конечном итоге основные сценарии использования Gigabit Ethernet сводятся к следующим трем: подключение серверов, масштабирование компактной магистрали и модернизация территориальной сети FDDI.

КАК ДЕЛА НА ФЕРМЕ?

До сих пор во многих компаниях серверы подключаются с помощью технологий со множественным доступом к среде передачи. Несмотря на то что переход к полнодуплексному Fast Ethernet на 100 Мбит/с для увеличения скорости доступа к серверам имел просто-таки массовый характер, каналы подключения серверов являются по-прежнему самым узким местом сети. Давайте рассмотрим такой реальный случай.

Один из моих клиентов использует 40 станций SPARC в качестве серверов для распространения разного рода корпоративных данных по своей сети Intranet. С помощью классического Ethernet серверы подключены группами по 10 к концентраторам. Четыре концентратора связаны маршрутизатаром с пропускной способностью всего 200 000 пакетов в секунду. Таким образом, каждая подсеть содержит 10 серверов. Серверы обслуживают около 4000 пользователей с помощью протоколов IP и IPX. В данном случае узким местом является связь с серверами.

Как можно исправить эту ситуацию? За счет перевода серверов на соединения 100 Мбит/с: таким образом каналы связи с серверами могут быть расширены. Мы спроектировали сеть, в которой каждый сервер подключался к коммутатору второго уровня на 100/1000 (Fast Ethernet/Gigabit Ethernet). Структура осталась той же, а число коллизионных доменов в каждой подсети увеличилось до 10. Пропускная способность резко возросла, так как каждый сервер оказался в своем собственном коллизионном домене.

Для связи четырех коммутаторов 100/1000 необходим коммутатор третьего уровня 100/1000 с маршрутизацией IP. Это позволило бы сохранить структуру подсетей, а также все преимущества применения маршрутизаторов типа ограничения широковещательного трафика и управляемости. Изменение в проекте оборачивается впечатляющим увеличением емкости до 6 млн пакетов/с - от клиента к серверу и от сервера к клиенту (четыре гигабитных канала к серверам, каждый из которых поддерживает до 1,5 млн пакетов/с).

НА МАГИСТРАЛИ

Следующее место для Gigabit Ethernet - это компактная магистраль. В одной из компаний маршрутизатор связывал глобальную сеть, Internet, пять серверов SPARCStation и пять монтажных шкафов. Серверы связаны с маршрутизатором с помощью прямых каналов Fast Ethernet на 100 Мбит/с, а каждый монтажный шкаф посредством соединений на 10 Мбит/с. Порядка 700 настольных систем подключены через концентраторы. Эти концентраторы связаны посредством коммутаторов второго уровня, причем каждый из них подключен к порту маршрутизатора на 10 Мбит/с. Здесь узким местом является маршрутизатор, производительность которого не превышает 200 000 пакетов/с.

Как лучше всего решить проблему без отказа от маршрутизатора? Мы решили ограничить число настольных систем в коллизионном домене десятью. Это означает, что общее число необходимых коммутируемых портов должно было быть увеличено до 70. При стоимости сетевых плат 10/100 менее 90 долларов, а коммутаторов на 100 Мбит/с порядка 200 долларов в расчете на порт, такое решение вполне приемлемо по цене (платами 10/100 потребовалось оснастить 70% всех настольных систем). Каналы между маршрутизатором и монтажными шкафами были переведены с 10 на 100 Мбит/с, а серверы подключены к сети по соединениям на 1000 Гбит/с.

Это привело к росту производительности отсека связи с 74 000 до 800 000 пакетов/с. Число подсетей увеличилось с пяти до семи. Пропускная способность к серверам возросла на порядок и составила более 7 млн пакетов/с вместо 740 000 пакетов/с.

Очевидно, что возросшую нагрузку мог выдержать только коммутатор третьего уровня 100/1000 со скоростью обработки в миллионы пакетов в секунду. Маршрутизатор был подключен к коммутатору третьего уровня через один из портов на 100 Мбит/с, ранее использовавшийся для подключения сервера. Теперь помимо обслуживания всех отличных от IP протоколов маршрутизатор отвечает за связь с глобальной сетью и доступ к Internet.

БОЛЬШОЙ КОММУТАТОР В ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ СЕТИ

Третье место для Gigabit Ethernet - это территориальная сеть. Другой наш клиент располагал классической территориальной сетью FDDI, ресурсы которой были практически исчерпаны. Пять зданий были связаны с помощью кольца FDDI посредством маршрутизаторов серии 7500 компании Cisco Systems. Каждый 7500 обслуживал 20 каналов Ethernet, таким образом общее число подсетей равнялось 100: около 80 из них имели пропускную способность 10 Мбит/с, а оставшиеся - 100 Мбит/с. Пользователей было около 1500, т. е. в среднем 15 в одном коллизионном домене. Наибольшее расстояние между зданиями составляло 1,5 км. Средняя загруженность каналов Ethernet за счет трафика в результате ввода серверов Web (их планировалось разместить в одном здании) составляла около 30%, но, согласно прогнозам, она должна была возрасти до 80%.

На тот момент узким местом была сеть FDDI, загруженность которой достигла 60%, что оставляло весьма малый запас для пикового трафика. Плюс к этому в ближайшие шесть месяцев 40% пользователей должны были получить сетевые платы на 100 Мбит/с.

Что же в этой ситуации предпринять? Заменить сеть FDDI. Конечно, установка коммутатора FDDI перед маршрутизаторами позволит увеличить пропускную способность сети FDDI, но тогда узким местом станут маршрутизаторы. Единственным решением является коммутация третьего уровня 100/1000. Это позволит передавать свыше 1 млн пакетов/с между зданиями и сохранить структуру подсети. Кроме того, такую модернизацию можно проводить постепенно - здание за зданием.

Таким образом, мы нашли три теплых места для Gigabit Ethernet - и подобные продукты уже появились в продаже, так что администраторы могут ими воспользоваться. Хорошей вам сети.