Корпоративные сети
двиденной замены, например, сетевой
технологии, из-за того, что новая прикладная программа испытывает острый
дефицит пропускной способности для своего трафика.
1.2. Стратегические проблемы построения транспортной системы корпоративной
сети
Из-за того, что транспортная система создает основу для взаимосвязанной
работы отдельных компьютеров, ее часто отождествляют с самим понятием
"корпоративная сеть", считая все остальные слои и компоненты сети просто
надстройкой. В свою очередь, транспортная система корпоративной сети
состоит из ряда подсистем и элементов. Наиболее крупными составляющими
транспортной системы являются такие подсистемы как локальные и глобальные
сети корпорации, опять же понимаемые как чисто транспортные средства. В
свою очередь каждая локальная и глобальная сеть состоит из периферийных
подсетей и магистрали, которая эти подсети связывает воедино. Например,
крупная локальная сеть, приведенная на рисунке 1.2, состоит из подсетей,
объединенных магистралью, включающих два кольца FDDI и четыре
маршрутизатора. Каждая подсеть также может иметь иерархическую структуру,
образованную своими маршуртизаторами, коммутаторами, концентраторами и
сетевыми адаптерами. Все эти коммуникационные устройства связаны
разветвленной кабельной системой.
[pic]
Рис. 1.2.Структура локальной сети
Глобальная сеть, объединяющая отдельные локальные сети, разбросанные по
большой территории, также имеет, как правило, иерархическую структуру с
высокоскоростной магистралью (например, АТМ), более медленными
периферийными сетями (например, framerelay) и каналами доступа локальных
сетей к глобальным. Эти составляющие глобальной сети представлены на
рисунке 1.3.
[pic]
Рис. 1.3. Структура глобальной сети
При создании и модернизации транспортной системы стратегически значимыми
сегодня являются в первую очередь следующие проблемы.
1.2.1. Создание транспортной инфраструктуры с масштабируемой
производительностью для сложных локальных сетей
Сегодня все чаще и чаще возникают повышенные требование к пропускной
способности каналов между клиентами сети и серверами. Это происходит по
разным причинам: из-за повышения производительности клиентских компьютеров,
увеличения числа пользователей в сети, появления приложений, работающих с
мультимедийной информацией, которая хранится в файлах очень больших
размеров, увеличением числа сервисов, работающих в реальном масштабе
времени. Особенно резко возросла нагрузка на серверы, которые публикуют
корпоративные данные в Internet. Хотя такой трафик большую часть пути между
сервером и клиентом проходит по глобальным каналам Internet, последний
отрезок пути приходится на сегменты локальной сети предприятия, которые
должны справляться с такой повышенной нагрузкой.
Требования к пропускной способности каналов связи к тому же очень
неоднородны для различных сегментов и подсетей крупной локальной сети. Так
как очень маловероятно, что все клиенты с одинаковой интенсивностью
обмениваются данными со всеми серверами предприятия и внешними серверами,
то часть сегментов загружена больше, а часть - меньше (рис. 1.4).
[pic]
Рис. 1.4. Интенсивности потоков данных в разных сегментах локальной сети
Следовательно, имеется потребность в экономичном решении, предоставляющем
сегментам и подсетям ту пропускную способность, которая им требуется.
Тем не менее, 10-Мегабитный Ethernet устраивал большинство пользователей на
протяжении около 15 лет. Это объясняется тем, что пропускная способность в
10 Мб/с с большим запасом перекрывала потребности клиентских и серверных
компьютеров сетей тех лет. До появления персональных компьютеров в
локальную сеть объединялись миникомпьютеры, которых на предприятиях было не
так уж и много, поэтому подсети включали по 5 - 20 компьютеров. Трафик
состоял в основном из алфавитно-цифровых данных, интенсивность которых
обычно не превышала нескольких десятков Кбайт в секунду для одного
компьютера. Персональные компьютеры, массово появившиеся в середине 80-х,
были весьма маломощными, с медленными дисками, и также не создавали проблем
для 10-Мегабитных каналов.
Большая избыточность 10-Мегабитных каналов также не очень беспокоила
специалистов, так как технология Ethernet была достаточно дешевой,
коммуникационное оборудование сети состояло из одного-двух маршрутизаторов,
коаксиального кабеля и сетевых адаптеров, стоимость которых была весьма
небольшой по сравнению со стоимостью компьютеров, в которые они
устанавливались.
Однако в начале 90-х годов начала ощущаться недостаточная пропускная
способность каналов Ethernet. Для компьютеров на процессорах Intel 80286
или 80386 с шинами ISA (8 Мбайт/с) или EISA (32 Мбайт/с) пропускная
способность сегмента Ethernet составляла 1/8 или 1/32 канала "память -
диск", и это хорошо согласовывалось с соотношением объемов локальных данных
и внешних данных для компьютера. Теперь же у мощных клиентских станций с
процессами Pentium или PentiumPRO и шиной PCI (133 Мбайт/с) эта доля упала
до 1/133, что явно недостаточно. Еще больший недостаток в пропускной
способности стали ощущать серверы, как на основе RISC-, так и на основе
Intel-процессоров. Основным решением в этой области стало использование
нескольких сетевых адаптеров, работающих на разные подсети.
В начале 90-х годов наметились сдвиги и в характере передаваемой по сети
информации. Наряду с алфавитно-цифровыми данными появились графические,
звуковые и видеоданные, хранящиеся в многомегабайтных файлах. Это еще
больше усугубило ситуацию, так как теперь даже несколько персональных
компьютеров, работающих с мультимедийной информацией, могли перегрузить 10-
Мегабитный сегмент сети.
Поэтому многие сегменты 10 Мегабитного Ethernet'а стали перегруженными,
реакция серверов в них значительно упала, а частота возникновения коллизий
существенно возросла, еще более снижая номинальную пропускную способность.
Самое простое решение - повышение битовой скорости единственного протокола,
работающего во всех сегментах сети, как происходило ранее с сетями на
основе Ethernet - не является уже рациональным для скоростей больших чем 30
- 40 Мб/с. Это стало ясно после разработки и применения первого
высокоскоростного протокола локальных сетей - протокола FDDI, работающего
на битовой скорости 100 Мб/с. Стоимость сегментов FDDI оказалась для этого
слишком высокой, поэтому протокол FDDI стал применяться в основном только
для построения магистралей крупных локальных сетей и подключения
централизованных серверов предприятия. Для связи сегментов Ethernet с
сегментами FDDI потребовалось применение маршрутизаторов или транслирующих
коммутаторов.
Такая схема построения локальной сети, когда в ней существует несколько
сегментов (в случае применения коммутаторов) или подсетей (в случае
применения маршрутизаторов или умеющих маршрутизировать коммутаторов), в
каждом из которых применяется один из двух протоколов в зависимости от той
пропускной способности, которая нужна компьютерам, работающих в этой части
сети, является прообразом схемы, к которой сегодня стремятся производители
сетевого оборудования и сетевые интеграторы.
Более совершенная схема построения локальной сети должна опираться не на
две доступные скорости, а на более дробную иерархическую линейку скоростей
для компьютеров сети. Тогда можно будет более точно и с меньшими затратами
учесть потребности каждой группы компьютеров, объединенных в сегмент, или
даже каждого отдельного компьютера. Для согласования скоростей работы
каналов между сегментами сети необходимо применять устройства,
обрабатывающие трафик с буферизацией пакетов - коммутаторы или
маршрутизаторы, но не концентраторы, которые организуют побитную передачу
данных из сегмента в сегмент.
1.2.2.Предоставление индивидуального качества обслуживания для различных
типов трафика и различных приложений в локальных сетях
Можно пойти и дальше в детализации требований к пропускной способности. В
конце концов пропускная способность каналов связи нужна не компьютеру в
целом, а отдельным приложениям, которые выполняются на этом компьютере. У
файлового сервиса одни требования к пропускной способности, у электронной
почты - другие, а у сервиса интерактивных видеоконференций - третьи.
Особенно остро эти различия стали ощущаться с начала 90-х годов, когда
наряду с традиционным файловым сервисом и сервисом печати в локальных сетях
стали использоваться новые виды сервисов, порождающих трафик реального
времени, очень чувствительного к задержкам. Типичным представителем такого
сервиса является компьютерная телефония. Каждый телефонный разговор двух
абонентов порождает в сети трафик, имеющий постоянную битовую скорость,
чаще всего 64 Кб/с (рис.1.5), когда источник голосовой информации порождает
поток байт с частотой 8 КГц.
Более сложные методы кодирования могут уменьшить интенсивность голосового
трафика до 9.6 Кб/с, и даже до 4 - 5 Кб/с.
Независимо от способа кодирования и интенсивности трафика, качество
воспроизводимого на приемном конце голоса очень зависит от задержек
поступления байт, несущих замеры амплитуды голоса. Вся техника передачи
голоса в цифровой форме основана на том, что замеры должны поступать на
воспроизводящее устройство через те же интервалы, через которые они
производились на приемном устройстве, которое преобразовывало голос в
последовательность чисел. Задержка поступления очередного байта более чем
на 10 мс может привести к появлениям эффекта эха, большие задержки могут
исказить тембр голоса до неузнаваемости или привести к затруднениям в
распознавании слов. Компьютерные сети - как локальные, так и глобальные -
это сети с коммутацией пакетов, в которых задержки передачи пакетов трудно
предсказать. В силу самого способа буферизации пакетов в промежуточных
коммутаторах и маршрутизаторах задержки в компьютерных се
| |  скачать работу |
Корпоративные сети |
