Скорость XXI века

Когда и где стоит использовать АТМ, Gigabit Ethernet и коммутацию третьего уровня.

Все познается в сравнении

Число пользователей корпоративной сети растет лавинообразно. Развертывается интрасеть, под завязку забитая браузерами. Надо всем этим царит Java, и в каждом углу сидит по аплету. Глупо спорить, что пропускную способность такой сети надо повышать.

Не так просто, впрочем, решить, какую именно скоростную технологию для локальных сетей следует применить. Некоторое время казалось очевидным, что в таком случае не обойтись без АТМ, однако теперь кумиром публики стала технология Gigabit Ethernet. А куда прикажете отнести коммутацию третьего уровня?

Мы назвали скоростные технологии для локальных сетей, которые сейчас в большой моде. Чтобы понять, каким образом их лучше всего использовать в той или иной конкретной сети, нужно уяснить, для какой роли каждая из них предназначена и как их можно применять совместно.

Оценка АТМ

Большинство отраслевых аналитиков сходятся во мнении, что АТМ следует использовать в локальной сети только в тех случаях, если требуется обеспечить:

Тому, кто не обнаружит своих задач в этом списке, расстраиваться не стоит. Томас Нолл, президент консалтинговой компании CIMI, указывает, что в применении АТМ нуждаются всего 30% организаций.

Как считает большинство аналитиков, основная сила технологии АТМ состоит в том, что она поддерживает мультимедийный трафик, для обработки которого нужны функции QoS. По словам Скипа Мак-Аскилла, аналитика из консалтинговой компании Gartner Group, коммутаторы АТМ в состоянии "предоставлять полосу пропускания тем приложениям, которые в ней нуждаются, причем на столько времени, сколько необходимо".

Например, какой-нибудь финансовой фирме с Уолл-стрит может понадобиться, чтобы на мониторе каждого из сотрудников в нижней части экрана высвечивалась бегущая строка с текущими биржевыми котировками, в верхнем углу было окно, где в реальном времени транслировались бы передачи CNN, - и все это одновременно с работой в текстовом редакторе. В этом случае, конечно, без АТМ не обойтись. Кроме того, по словам Нолла, АТМ очень удобна для пользователей, которым нужна изохронность - возможность обработки критичных к задержкам данных. Он также отмечает, что это - узко специализированные технологии, которые ни к чему в большинстве настольных систем.

Одной из привлекательных черт АТМ изначально считалась возможность применения данной технологии как в локальных сетях, так и в WAN. Впрочем, это требуется далеко не для всех пользователей, и тот, кто решил присмотреться к АТМ только по этой причине, скорее всего, откажется от ее использования. Кроме того, на горизонте уже замаячили такие технологии, как IP over SONET (Synchronous Optical Network), которая также может служить мостом между локальными сетями и WAN.

Быстро растущим организациям может понравиться то, что АТМ, как кажется, обладает практически неограниченной масштабируемостью. "Нисходящие каналы связи (downlinks) могут работать на 155 Мбит/с, основной магистральный канал - на 622 Мбит/с, а еще выше по сети можно обнаружить оборудование на 2,4 Гбит/с", - рассказывает Патрик Лимпах, инженер по сетям Университета Case Wester Reserve, где используются изделия компании FORE Systems. Не то чтобы Лимпаху эти скорости были нужны прямо сейчас, но ему приятно сознавать, что у него есть такая возможность.

Аналитики отмечают, что АТМ - это зрелая технология, в которой существуют стандарты и в соответствии с которой ведется массовое производство изделий. "Технология АТМ хороша своей управляемостью, совместимостью продуктов от разных производителей и доступностью на рынке", - говорит Джон Моренси, руководитель консалтинговой компании The Registry.

Впрочем, известно и то, что эта технология весьма трудоемка. Многие отмечают сложность развертывания сетей, основанных на передаче ячеек, и обеспечения их взаимодействия с традиционными технологиями на базе передачи пакетов.

Советы покупателю

Тот, кто все-таки полагает, что технология АТМ хорошо подходит для его сети, наверняка хочет удостовериться в поддержке выбранным коммутатором всех основных функций.

Как считает Мак-Аскилл, шина коммутатора должна допускать увеличение пропускной способности с 2,5 до (как минимум) 5 Гбит/с, а лучше - 10 Гбит/с. Сам же коммутатор должен поддерживать целый набор сетевых интерфейсов, в том числе порты АТМ на 155 и 622 Мбит/с.

Кроме того, следует проверить, поддерживает ли коммутатор новые стандарты, например PNNI (Private Network-to-Network Interface), благодаря которому можно связывать сети АТМ между собой. Скорее всего, на АТМ будут переведены не все локальные сети, поэтому надо удостовериться, что коммутатор может быть настроен на поддержку технологии LAN Emulation (LANE) 2.0, обеспечивающей передачу трафика традиционных локальных сетей через АТМ, а также стандарта User-to-Network Interface 4.0, который определяет необходимые для работы LANE сигналы. "Для поддержки многих из этих стандартов требуется серьезная модификация встроенного программного обеспечения и даже замена коммутаторов, поэтому клиенту стоит получше разобраться, к какому поколению относится предлагаемый производителем коммутатор", - говорит Мак-Аскилл.

Нужно также понять, какие услуги третьего уровня обеспечивает коммутатор АТМ. Поддерживает ли он стандарт MPOA (Multi-Protocol over ATM), дающий возможность маршрутизировать сообщения, или к нему надо подключать отдельный маршрутизатор? В MPOA предусматривается маршрутизация сообщений без установки отдельного дорогого маршрутизатора. С другой стороны, стандарт на MPOA был утвержден совсем недавно, и в ближайшее время на рынке вряд ли появятся изделия, поддерживающие его в полной мере.

Еще один важный критерий отбора, по словам Лимпаха, - поддержка функций управления SNMP и RMON (Remote Monitoring).

Менее важными свойствами коммутатора АТМ - хотя их наличие и весьма желательно - являются, по словам аналитиков, поддержка большого числа эмулированных локальных сетей и зеркального отображения портов, возможности формирования трафика (traffic shaping), многоадресной рассылки, упреждающего и частичного отбрасывания пакетов, а также наличие буферов, способных вместить до 8000 ячеек.

Что же касается характеристик, о которых можно не беспокоиться, то Лимпах считает одной из них возможность управления коммутатором через Web. "Я не спорю, управление на базе HTML сейчас в большой моде, однако вряд ли стоит расходовать вычислительные ресурсы процессора коммутатора на обработку команд HTML - ведь есть простой и понятный командный интерфейс SNMP", - говорит Лимпах.

Путеводитель по Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet - это технология для тех, чей девиз "будь проще, и люди к тебе потянутся". Главная ее привлекательная черта - простота. Gigabit Ethernet - прекрасный выбор в следующих случаях:

"Если кто-то хочет получить максимальную скорость при минимальных затратах и стремится значительно повысить информационную емкость уже существующей инфраструктуры, то Gigabit Ethernet - как раз для него", - говорит Нолл.

Стоимость оборудования для Gigabit Ethernet варьирует от 3000 до 3500 дол. за коммутируемый порт, а цена адаптера составляет примерно 2000 дол. Оборудование АТМ на 622 Мбит/с стоит 3500 дол. за коммутируемый порт и 3000 дол. за адаптер. Ожидается, что цены на Gigabit Ethernet будут падать по мере роста объемов производства.

Идеальная роль для этой технологии (а она, по мнению Нолла, актуальна примерно для 70% крупных организаций) состоит в том, чтобы обеспечивать связь между коммутаторами Fast Ethernet, которые, в свою очередь, поддерживают каналы связи на 100 Мбит/с с серверами и на 10 Мбит/с - с настольными станциями.

Джордж Холл, президент компании - провайдера услуг Internet под названием Internet Network Technologies, говорит, что желает повысить пропускную способность сети, не разрушая уже существующей архитектуры коммутируемых сетей Ethernet и Fast Ethernet. "Мы хотели бы усовершенствовать сеть, не выходя за рамки стандарта 802.3, и Gigabit Ethernet позволяет нам это сделать", - говорит он.

Аналитики, однако, предупреждают, что не следует упускать из виду следующее: при переходе на Gigabit Ethernet придется менять кабельную систему; кроме того, в этих сетях существуют серьезные ограничения на дальность связи.

Гигабитное оборудование

Размышляя о закупке коммутатора для Gigabit Ethernet, следует в первую очередь обращать внимание на календарные планы поставок разных производителей, среди которых есть новички (вроде Alteon Networks, Extreme Networks, Foun-dry Networks, Packet Engines и Prominet) и крупные, устоявшиеся игроки (3Com, Bay Networks, Cabletron, Cisco Systems).

Главное с технической точки зрения - чтобы коммутатор имел пропускную способность физического носителя (wire-speed throughput) на всех интерфейсах и чтобы его шина могла поддерживать работу всех портов с полной загрузкой. Некоторые коммутаторы - например, Ace-Switch компании Alteon - легко перегружаются. Коммутатор Ace-Switch имеет восемь портов на 10/100 Мбит/с и два порта Gigabit Ethernet, однако пропускная способность его шины - всего 2,5 Гбит/с. "Поэтому емкость устройства практически полностью исчерпывается при подключении к нему двух гигабитных каналов", - говорит пользователь Gigabit Ethernet Стив Льюис, сетевой администратор компании DynCorp.

Необходимо также выяснить, масштабируется ли сеть на большое число коммутаторов, считает Джеймин Патель, руководитель подразделения деловой инфраструктуры консультативной компании Predictive Systems. "Покупатели должны задавать целый ряд вопросов, - говорит Патель. - Поддерживаются ли запасные каналы связи между коммутаторами? Возможна ли балансировка нагрузки при использовании нескольких каналов связи между коммутаторами? Каким образом можно связывать между собой отдельные участки гигабитной сети в пределах кампуса?"

Покупателя может заинтересовать и то, поддерживается ли в устройстве коммутация третьего уровня. "Многие коммутаторы Gigabit Ethernet старшего класса выпускаются со встроенными функциями коммутации третьего уровня; таким образом, можно одним выстрелом убить двух зайцев", - говорит Мак-Аскилл.

Компании, подобные Rapid City Communications (недавно приобретена Bay), Extreme и Foundry, обеспечивают коммутацию на скорости физического носителя и маршрутизацию на каждом порту. Однако некоторые производители - например, Pro-minet - пока не сумели встроить в свои изделия функции коммутации третьего уровня.

Несомненно, стоит ознакомиться и с тем, как поддерживаются основные функции коммутатора - виртуальные LAN, зеркальное отображение портов, многоадресная рассылка, а также ограничения на поддерживаемое пространство MAC-адресов. Кроме того, необходимо проверить, можно ли подключить коммутатор к магистрали АТМ, - на тот случай, если в будущем понадобится совместно использовать эти технологии.

А как насчет поддержки QoS и протокола RSVP (Resource Reservation Protocol) в коммутаторах для Gigabit Ethernet? По мнению аналитиков, об этом говорить пока рано. "RSVP позволяет только запрашивать полосу пропускания; никто не гарантирует, что сеть сможет выполнить этот запрос или хотя бы отреагировать на него", - утверждает Мак-Аскилл. К тому же, стандарты в данной области появятся нескоро. Internet Engineering Task Force пытается установить соответствие между запросами RSVP и QoS стандарта ATM, что позволит объединять сети с передачей ячеек и пакетов и предоставлять единые услуги. "Однако до этого еще далеко", - говорит он. Тот, кому требуется QoS прямо сейчас, должен обратить внимание на АТМ.

Работа над стандартом Gigabit Ethernet будет закончена только в 1998 г., поэтому покупателю остается либо надеяться на то, что оборудование разных производителей окажется совместимым, либо просто покупать все у одного производителя. В любом случае стоит спросить у производителя, можно ли будет модифицировать его продукты таким образом, чтобы они поддерживали окончательную версию стандарта.

Коммутация третьего уровня

Что бы ни было выбрано - ATM или Gigabit Ethernet, - стоит подумать и о коммутаторах третьего уровня. Эти устройства маршрутизируют только первый пакет информационного потока (conversation), а потом переходят в режим коммутации, что позволяет доставлять данные быстрее, чем при традиционной маршрутизации. "Коммутация третьего уровня позволяет и капитал приобрести, и невинность соблюсти, - говорит Моренси. - Пользователь получает функциональные возможности маршрутизаторов при производительности коммутации второго уровня".

Коммутация третьего уровня нужна, если:

Другими словами, коммутация третьего уровня пригодится тому, кто не хочет дополнительно сегментировать свою сеть, вводя маршрутизаторы, или стремится организовать обмен данными между виртуальными локальными сетями без применения маршрутизаторов. Gartner Group считает, что к концу 1998 г. коммутаторы третьего уровня вытеснят примерно 60% автономных маршрутизаторов, используемых в настоящее время для сегментации локальных сетей.

В сетях АТМ маршрутизация третьего уровня выполняется на базе стандарта MPOA. Что же касается сетей Ethernet, основанных на передаче кадров, то тут коммутация третьего уровня имеет более частный характер. Например, у 3Com есть технология Fast IP, Cabletron продвигает SecureFast Virtual Networking, Cisco собирается выпустить устройства NetFlow, а Ipsilon Networks вообще первой заварила всю эту кашу, предложив схему IP-коммутации.

Изучая любой коммутатор третьего уровня, покупатель, безусловно, должен обратить внимание на базовые параметры - производительность, масштабируемость и возможности для управления сетью. Следует также уточнить детали собственно технологии маршрутизации, лежащей в основе коммутатора. Стоит выяснить, используются ли для маршрутизации общепринятые алгоритмы и какой протокол применяется для обмена данными с другими коммутаторами третьего уровня. Если это стандартный протокол - например, OSPF или RIP, - то есть надежда на построение сетей с использованием оборудования от разных производителей.

Так, в технологии SecureFast Virtual Networking, используемой в устройствах производства Cabletron, применяется так называемая "виртуальная маршрутизация", про которую аналитики говорят, что она, по существу, не является полноценной маршрутизацией на основе стандартов. А вот в изделиях компании Xylan традиционный стек протоколов маршрутизации реализуется средствами коммутатора, что соответствует стандартам в несколько большей степени. Поскольку в большинстве существующих сетей используются изделия от разных производителей, то к данной проблеме надо отнестись весьма серьезно, ведь коммутаторам третьего уровня придется "налаживать диалог" с маршрутизаторами от разных производителей.

Необходимо также разобраться, обеспечивает ли коммутатор маршрутизацию протоколов IPX и AppleTalk. "Многие коммутаторы устроены так, словно везде применяется один и тот же стек протоколов, однако на самом деле мы даже близко не подошли к тому, чтобы использовать только IP", - говорит Лимпах. А вот Нолл считает, что мы должны к этому стремиться: "Тому, кто собирается устанавливать коммутаторы третьего уровня, надо быть готовым к отказу от всех протоколов, кроме IP".

Итак, ни одна технология - ни АТМ, ни Gigabit Ethernet, ни коммутация третьего уровня - не может служить панацеей от всех локально-сетевых бед. Скорее всего, нам придется ориентироваться на сосуществование нескольких технологий.

Именно так и настроен Льюис из DynCorp. "Инфраструктура нашей сети похожа на поломанное колесо, - считает он. - В ряде мест нам понадобится АТМ, чтобы передавать различные мультимедийные потоки, вроде неподвижных видеокадров или кратковременных изображений. Некоторым пользователям требуются еще более напряженные мультимедийные потоки вкупе со скоростной передачей данных, которые к тому же не должны перегружать остальную часть сети. Тут и пригодится Gigabit Ethernet". Очередной раз приходится согласиться с тем, что всякому овощу свое время... и место.

Все познается в сравнении