Корпоративные сети
. Обеспечение гарантий требуемого качества транспортного обслуживания
для каждого приложения, работающего в сети. В понятие качества
обслуживания должны включаться такие параметры как средняя пропускная
способность, пиковая пропускная способность, допускаемая в течение
небольшого периода времени, максимальная величина задержек пакетов,
вариация задержек пакетов.
. Наличие дешевых решений для нетребовательных сегментов сети и более
дорогих, но и более высокопроизводительных решений для сегментов,
поддерживающих трафик реального времени. Обычно удешевление локальной
сети всегда достигалось за счет использования разделяемых сред
передачи данных между всеми компьютерами сегмента. По такому пути шли
авторы стандарта Ethernet в 70-е годы, по такому же пути пошли и
авторы практически всех новых технологий для локальной сети.
. Возможность поэтапного внедрения новой технологии в существующие сети,
не требующего чрезмерных разовых вложений.
Все работы по созданию технологий, удовлетворяющих этим требованиям, можно
разделить на три большие группы:
1. Создание масштабируемой по скорости технологии на основе технологии
Ethernet: линия Ethernet - FastEthernet - GigabitEthernet. Качество
обслуживания не обеспечивается ни одной из входящих в триаду
технологий, поэтому для его поддержки необходима реализация
дополнительных механизмов в коммутаторах и маршрутизаторах.
2. Создание технологии с масштабируемой скоростью, частично совместимой с
Ethernet, и имеющей встроенные возможности для обеспечения начального
уровня качества обслуживания для трафика реального времени: линия
100VG-AnyLAN - 1000VG.
3. Использование в локальных сетях технологии АТМ, изначально
разработанной для поддержки тонкой градации качества обслуживания для
соединений "приложение - приложение" и обеспечения иерархии скоростей
в рамках одной и той же технологии. Так как технология АТМ существенно
отличается от остальных технологий локальных сетей и не имеет дешевого
варианта работы на разделяемой среде, то основные усилия разработчиков
сосредоточены на реализации механизмов наименее болезненного внедрения
этой технологии в существующие локальные сети и удешевлении АТМ-
оборудования.
Необходимо подчеркнуть, что появление в начале 90-х годов быстродействующих
многопортовых мостов, которыми в сущности являются современные коммутаторы
локальных сетей, резко расширило функциональные возможности протоколов
локальных сетей. Использование микросегментации, когда в сети отсутствуют
разделяемая среда между конечными узлами и портами коммутаторов, снимает
многие ограничения, свойственные тому или иному протоколу. Крайней формой
отхода от классического использования разделяемой во времени среды нужно
считать полнодуплексные версии протоколов локальных сетей, которые работают
исключительно в микросегментах.
В полнодуплексной версии из протокола локальной сети удаляются все
алгоритмы, связанные с предоставлением доступа к разделяемой среде, а они
обычно влияют на значительную часть микросхем сетевых адаптеров и их
драйверов, а также соответствующих схем портов коммутаторов. От протокола
остается только метод физического кодирования сигналов (ман- честерский код
или избыточные коды типа 4B/5B), формат пакета и, возможно, способ
тестирования работоспособности связей и узлов, а также организация обхода
отказавших элементов сегмента (эти процедуры развиты только в протоколе
FDDI, а также присутствуют в рудиментарной форме в протоколе TokenRing).
Зато взамен ненужных процедур доступа в полнодуплексной версии
соответствующего протокола должны присутствовать новые процедуры -
процедуры управления потоком кадров, так как теперь ничто не мешает
станциям сети посылать кадры в коммутаторы с максимальной скоростью и
создавать на определенных портах перегрузки, которые могут привести к
потерям кадров и к существенному замедлению работы локальной сети. Таким
образом, локальная сеть, использующая полнодуплекесную версию протокола, по
принципам работы становится очень близкой к глобальной сети (например, Х.25
или framerelay), в которой узлы всегда использовали канал связи с
коммутатором в полнодуплексном режиме.
Ввиду большой популярности коммутаторов и, соответственно, полнодуплексных
режимов работы протоколов в локальных сетях при сравнении протоколов и
выборе наиболее перспективного для вашей сети необходимо всегда учитывать
существование двух режимов работы каждого протокола - полудуплексного (в
сети с концентраторами-повторителями) и полнодуплексного (в сети на основе
коммутаторов). Сравнение возможностей и стоимости только полудуплексных
версий не даст правильной картины, так как эти показатели могут отличаться
значительно. Так, например, максимальный диаметр сегмента FastEthernet даже
при использовании оптоволокна составляет менее 400 метров в полудуплексном
режиме, а при использовании полнодуплексного режима увеличивается до 2-х
километров, как и у других технологий, таких как FDDI, ATM и100VG-AnyLAN.
2.1.1. От Ethernet к Fast и Gigabit Ethernet
2.1.1.1. Причины создания стандарта Fast Ethernet и его основные
характеристики
Первая высокоскоростная технология - FDDI - была создана в середине 80-х
годов для работы на магистралях крупных сетей и для подключения серверов и
мощных компьютеров, которым не хватало пропускной способности в 10 Мб/с,
обеспечиваемой самой популярной технологией локальных сетей - Ethernet.
Поэтому разработчики заботились в первую очередь о повышении пропускной
способности и отказоустойчивости, так как эти свойства наиболее важны для
магистрали сети. Разработанная технология действительно удовлетворяет
поставленным требованиям - двойное оптоволоконное кольцо гарантирует
работоспособность сети при одиночных обрывах кабеля и одиночных отказах
оборудования конечных узлов, обеспечивает высокую (для середины 80-х -
очень высокую) скорость передачи данных в 100 Мб/c. Уже тогда стала
понятной необходимость обеспечения в локальных сетях поддержки трафика
реального времени, и разработчики стандарта включили в него механизм
предоставления приоритетного доступа к разделяемому между всеми узлами
кольцу для синхронного трафика реального времени. Кроме того, использование
оптоволокна позволило даже для такой высокой скорости обеспечить расстояние
между узлами сети до 2-х километров, а общий диаметр - до 100 километров,
что вывело сети FDDI из класса чисто локальных сетей в класс сетей масштаба
крупного города (MetropolitanAreaNetwork).
В дальнейшем технология FDDI развивалась незначительно и, несмотря на
попытки ее удешевления за счет использования высококачественной витой пары,
осталась технологией магистралей и серверных парков. Механизм приоритетов
для поддержки синхронного трафика также остался в зачаточном состоянии, без
предоставления узлам сети возможности автоматически и гибко распределять
полосу пропускания кольца между приложениями с синхронным трафиком.
Поэтому со временем все больше ощущалась потребность в технологии, которая
бы предоставляла большие, чем Ethernet скорости передачи данных для
массовых недорогих компьютеров, таких как персональные компьютеры конца 80-
х годов. Особенно остро эта проблема встала перед сетевым сообществом в
начале 90-х, когда пропускная способность канала диск-память многих моделей
персональных компьютеров превзошла рубеж в 1 Мбайт/c, уже недоступный для
сетевых адаптеров Ethernet.
Так как поддержку всех необходимых механизмов качества обслуживания тогда
обещала быстро приобретающая черты реального стандарта технология АТМ, то
решено было вдохнуть новую жизнь в такую знакомую и проверенную технологию
как Ethernet, не занимающуюся вопросами обслуживания трафика разного типа
ни в коей степени, но хорошо и эффективно обслуживающую многие виды
приложений. Несмотря на постоянные упоминания о мультимедийных приложениях,
доля их в общей смеси приложений многих сетей не так уж велика и до сих
пор, поэтому отсутствие средств поддержки качества обслуживания не казалось
разработчикам нового Ethernet'а чем-то трагическим. Многие специалисты
оправдывали перенос недостатков технологии Ethernet в новый стандарт его
временным сроком жизни - 5 - 8 лет, сроком, который по их мнению был нужен
технологии АТМ для завоевания рынка локальных сетей.
Пользователи с большим энтузиазмом восприняли сообщения, появившиеся в 1992
году о начале работ по разработке высокоскоростного Ethernet'а, обещавшие
им продление жизни привычной и недорогой технологии. Однако вскоре сетевой
мир разделился на два соперничающих лагеря, что и привело в конце концов к
появлению двух различных технологий - FastEthernet и100G-AnyLAN.
Сторонники первого подхода считали, что новая технология должна в
максимальной степени быть похожа во всем на Ethernet - за исключением
только битовой скорости передачи данных.
Сторонники второго подхода призывали воспользоваться удобным случаем для
устранения недостатков, связанных со слишком "случайным" механизмом
предоставления доступа к разделяемой среде CSMA/CD, используемым в
Ethernet.
И у них были достаточно веские причины для критики алгоритма CSMA/CD. Его
основное преимущество - простота реализации, за счет чего Ethernet и
является самой дешевой технологией. Но простота метода доступа к
разделяемой среде имеет и несколько отрицательных последствий. Наиболее
важны следующие два:
1. Столкновения кадров нескольких станций - коллизии - являются
допустимыми событиями в сегменте Ethernet, и при достаточно низком
коэффициенте загрузки сегмента мало сказываются на пропускной
способности канала. Однако, при повышении загруженности сегмента,
которое обычно со временем наблюдается во всех сетях, коллизии
начинают "отбирать" все больше и больше полезной пропу
| |  скачать работу |
Корпоративные сети |
