Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru

ЛВС: симптомы, диагноз, методы лечения

Сегодня руководство практически любого предприятия с числом рабочих мест в компьютерной сети более 50 сталкивается с одной трудноразрешимой на первый взгляд проблемой. Казалось бы, не так давно вложена куча денег в кабельную систему на витой паре пятой категории, скорость сетевых устройств доведена до 100 Мбит/c. Тем не менее при увеличении количества рабочих мест, объединенных ЛВС, многие пользователи периодически, а иногда и постоянно испытывают трудности с быстрым доступом к сетевым ресурсам. Приходится выслушивать бесконечные жалобы сотрудников.

Разумеется, многократно рассматривался вариант с переходом на оптическое волокно. Да, это даст возможность организовать каналы со скоростью 1000 Мбит/c (1 Гбит/c). Однако неизбежен переходный период и связанные с этим трудности - : очередная остановка предприятия на длительный срок, вложение денег в демонтаж имеющейся витой пары (на выброс!!!) и новую проводку, замена большинства сетевых устройств и т.д.- не позволяют быстро принять долгожданное решение. В итоге пользователи мучаются, а начальство ищет ответ на вопрос что делать?

Выход, оказывается, несложен. Все те же прелести, которые сулит использование оптического волокна, может обеспечить и уже имеющаяся кабельная система пятой категории в совокупности с новой технологией "Гигабит по меди". Она позволяет в несколько раз увеличить пропускную способность компьютерной сети без замены проводки, без значительных изменений в ее топологии и логической организации, без перехода к новым способам передачи данных, которые непосредственно несовместимы с имеющимися. Необходимы только сетевые устройства, поддерживающие интерфейс Ethernet 1000Base-T. Преимущества такой "бескровной революции" очевидны:

• нет необходимости прерывать работу подразделений;
• не нужно тратить крупные суммы на замену медных кабелей на оптические;
• высвобождаются свободные порты Fast Ethernet для организации новых рабочих мест;
• защищаются предыдущие инвестиции.

Сети должны соответствовать электронному бизнесу

Чтобы в полной мере реализовать все преимущества электронной коммерции, современные предприятия внедряют приложения типа B2B или B2C, требующие широкой полосы пропускания, устанавливают мощные бизнес-приложения для работы в Интернете, ставшем неотъемлемой частью современного делового мира. В этих условиях возрастают требования ко всем сетевым структурам предприятия: необходима доступность и быстрая реакция системы, идет ли речь о локальной корпоративной сети или о центре обработки данных электронной коммерции с огромным трафиком.

Организациям, которые намерены приобщиться к электронному бизнесу, необходимо простое, экономичное решение, способное обеспечить постоянное наращивание возможностей сети в соответствии с новым направлением их бизнеса. "Современные приложения электронного бизнеса могут тормозить работу традиционных сетей 10/100 Мбит/с, замедляя реакцию системы, - говорит заместитель директора Yankee Group Майкл Шпейер (Michael Speyer). - Предприятия, заинтересованные в развитии электронного бизнеса, предварительно должны оценить способность своих сетей поддерживать такие приложения. Скорости Gigabit over copper ("Гигабит по меди") в 1000 Мбит/с гарантируют немедленное повышение производительности, необходимое для управления новым ПО электронного бизнеса без дополнительных затрат на реконструкцию кабельной системы".

Технология Gigabit Ethernet при скорости 1000 Мбит/с - это безусловно не тот Ethernet, что существовал прежде. Современная версия - Ethernet на 10 и 100 Мбит/с способна обеспечить "турбопроизводительность" без тех сложностей, что характерны для других технологий.

Gigabit Ethernet - мода или реальный инструмент?

При передаче данных штрафы за превышение скорости никто не выписывает. Скорее наоборот: дорого стоят задержки и простои. Gigabit Ethernet становится самой быстрой из существующих технологий организации сетевого взаимодействия. Она опирается на все те же компоненты Ethernet, с которыми проектировщики и администраторы хорошо знакомы, и уже сейчас имеет шансы в течение следующих нескольких лет стать самой быстрой связующей технологией для локальных, территориальных и даже городских сетей. По оценкам компании International Data, в 1999 г. потребители установили 1,6 млн. портов Gigabit Ethernet, что соответствует росту в 500%.

Главное достоинство Gigabit Ethernet состоит, по выражению Джефа Мартина, менеджера по маркетингу продуктов Bay Networks и вице-президента по коммуникациям в Gigabit Ethernet Alliance, во "второй части названия": "Благодаря использованию кадров Ethernet эта технология выглядит как Ethernet и представляет расширение того, к чему пользователи давно привыкли". Интеграция с сетями Gigabit Ethernet не несет в себе тех сложностей, которые характерны для интеграции, например, с ATM. ATM вряд ли исчезнет из локальных сетей, но, вероятно, будет играть партию второй скрипки по отношению к Gigabit Ethernet. "Популярность продуктов для локальных сетей определяется в первую очередь их стоимостью, - говорит г-н Нолл из компании СIMI, - а здесь ATM не в состоянии конкурировать с Gigabit Ethernet. ATM - очень сложная технология, и это обстоятельство сказывается на ее стоимости".

Наиболее реальная область применения гигабитной технологии - высокопроизводительные подключения рабочих станций, узлы с множеством серверов, компьютерные кластеры, считает г-н Спейер из The Yankee Group. Вместе с тем возможность использования этой технологии в проводных каналах на основе витой пары пятой категории обещает значительную экономию и поэтому привлекает внимание многих сетевых интеграторов. "Это отличное средство для подключения центров обработки данных к Web-серверам и для серверных узлов, где расстояние между машинами невелико, - уверяет он. - Именно здесь в первую очередь найдут применение витые пары Gigabit Ethernet".

Gigabit Ethernet масштабируема и способна обеспечить весьма эффективную структуру из конца в конец. Кроме того, миграция от существующих сетей к Gigabit Ethernet относительно проста.

Стоимость и динамика ее изменения составляют другое достоинство этой технологии. Цены на продукты Gigabit Ethernet подчинены общей тенденции падения цен на рынке сетевого оборудования и постоянного возникновения новых технологий и принятия их стандартов. Данные о цене за порт для различных типов систем, включая разделяемый и коммутируемый Gigabit Ethernet, приводятся обычно на основании информации Dell'Oro Group и IEEE. Согласно этим данным, еще недавно цены на гигабитные системы были в среднем в два раза более привлекательны по сравнению с коммутируемым FDDI и ATM 622 Мбит/c. Тогда же многие специалисты в этой области обратили внимание на постепенное уменьшение разрыва в ценах на маршрутизаторы и коммутаторы второго уровня. Дэвид Пасмор, президент компании Decisys, утверждал: "Вы сможете получить маршрутизацию по цене коммутации. Производителю же изготовление продукта, умеющего осуществлять маршрутизацию на третьем уровне, обойдется во столько же, что и не умеющего это делать. Данное обстоятельство вызовет большие перемены в отрасли". Сейчас, например, коммутаторы семейства Super Stack 3 4900 от 3Com, обеспечивающие 32-гигабитную неблокируемую коммутацию на втором, а также сетевом уровнях, предлагаются по цене 600 долл. за порт 1000Base-SX для многомодового оптоволокна и по 416 долл. за порт 1000Base-T для витой пары пятой категории. По некоторым оценкам, сегодня волоконно-оптическое подключение с использованием Gigabit Ethernet в расчете на один порт стоит на 50% дешевле, чем год назад.

Что дает "Гигабит по меди"

Gigabit Ethernet по меди дает ряд потенциальных выгод. Наиболее очевидная из них заключается в том, что пользователи могут извлечь скорость в 1 Гбит/с из своей медной проводки пятой категории, не прокладывая оптоволокно, которое было раньше фактически единственной альтернативой для достижения такого уровня производительности.

Другое преимущество состоит в том, что мы имеем дело именно с Ethernet и его методом CSMA/CD (множественный доступ к среде, контроль несущей и обнаружение коллизий). Технология передачи данных и протоколы нижних уровней остаются принципиально теми же, на которых строится существующая сетевая структура. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях, - 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к новым возможностям нового оборудования: пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям. Благодаря этому Gigabit Ethernet по меди обеспечивает безболезненный способ развития сети.

Основными областями применения 1000Base-T становятся парки серверов и монтажные шкафы, где ограничение на расстояние в 100 м не составляет проблемы. Высокопроизводительные рабочие станции и мультимедийные приложения также выигрывают от применения Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet может служить высокоскоростной магистралью и со временем заменить другие типы магистральных технологий или выступать в качестве высокоскоростного соединения между равноправными устройствами, рабочими группами или серверами. Лоуренс Оранс, ведущий аналитик Gartner Group, утверждает, что в парках серверов и соединениях между коммутаторами технология Gigabit Ethernet по меди будет пользоваться успехом, как сейчас Fast Ethernet.

Проектировщики сетей и первые производители продуктов для Gigabit Ethernet предложили различные применения для этой технологии. Их можно разделить на три основные категории:

• магистрали,
• клиент-серверные приложения,
• рабочие группы.

В зависимости от категории каждое соединение Gigabit Ethernet имеет свою топологию, но любая архитектура использует ее для организации высокоскоростного транспорта.

Архитектура

Наиболее распространенное применение технологии - в качестве магистрали для повышения общей пропускной способности коммутируемого Fast Ethernet. Причина этого в том, что на протяжении последних лет многие организации приобретают двухскоростные сетевые платы Ethernet на 10/100 Мбит/с. Во многих организациях сеть развивается в соответствии с иерархической моделью, где большая часть настольных систем подключается к сети с помощью концентраторов уровня рабочих групп. Тем временем увеличивается популярность приложений, оказывающих значительную нагрузку на сети этих групп. Параллельно возрастает количество рабочих мест, подключенных через коммутируемый Fast Ethernet. Как следствие, локально-сетевые архитектуры коммутируемого Fast Ethernet становятся повсеместными. В результате в топологии сетей вырисовываются центры, которые должны производить коммутацию с достаточно высоким уровнем производительности или абсолютно неблокируемую коммутацию. При этом наиболее популярные сетевые ресурсы могут присутствовать в любом звене топологии, поэтому возникает задача связи между этими центрами, причем связь (магистраль) не должна являться узким местом: в противном случае все преимущества мощной коммутации внутри локальных подсетей будут сведены на нет при межсетевом взаимодействии.

На некотором этапе временным решением проблемы может быть организация транковых каналов между коммутаторами, состоящих из объединенных каналов Fast Ethernet. Однако при увеличении ширины такого канала его стоимость возрастает каждый раз на стоимость двух портов Fast Ethernet и новой кабельной проводки. Как правило, расширять канал в 100 Мбит/с таким методом более чем в 3-4 раза экономически невыгодно. Поэтому построение широкой магистрали Gigabit Ethernet часто становится единственным приемлемым решением.

В клиент-серверной модели клиентские приложения, работающие на настольных ПК, посылают запросы к корпоративным базам данных, сервисам интрасетей, сервисам печати, файл-серверам и т.д. Если только в парке серверов не применяется ATM-622 или FDDI, соединение Fast Ethernet с сервером может стать узким местом. Методика агрегирования линий представляет собой популярный способ преодоления ограничений на пропускную способность для одной сетевой платы. Используемое, как правило, с соединениями Ethernet и Fast Ethernet агрегирование линий позволяет серверу передавать и принимать больше данных за счет установки в нем дополнительных сетевых адаптеров и распределения нагрузки между ними. Подобное увеличение сетевых соединений с сервером, исходящих непосредственно из коммутатора, дает возможность повысить пропускную способность серверных ресурсов. Однако это преимущество сходит на нет, когда в сервере не остается свободных слотов для установки новых адаптеров, поскольку стоимость такого соединения с учетом недостаточной ширины полученного канала становится слишком высокой. Установка одной платы Gigabit Ethernet на сервер обеспечивает гораздо большую эффективность. Она позволяет увеличить скорость линии в восемь (при замене ATM 155 Мбит/с) или в 10 раз (при замене Fast Ethernet).

При наличии парка серверов распределение нагрузки между серверами становится важным фактором при проектировании сети. Коммутаторы Gigabit Ethernet позволяют связать серверы, оснащенные гигабитными сетевыми адаптерами, высокоскоростной магистралью. Эта модель идентична модели с магистралью Ethernet/Fast Ethernet между серверами, которую сегодня используют многие организации, однако она обеспечивает гораздо более высокую функциональность и эффективность.

Подобная модель может применяться и в рабочих группах, где приложениям требуется высокая скорость передачи. "Тяжелые" базы данных, резервные системы, графика, видео и другие приложения для обработки больших объемов данных сталкиваются со значительно меньшими задержками при эксплуатации каналов с многократно увеличенной пропускной способностью. Кроме того, компании не придется оплачивать сотрудникам то время, которое они попусту теряют в ожидании реакции системы на свои запросы.