Що таке швидкісна ЛВС?
Для вирішення проблеми великих затримок і нестачі смуги досить встановити комутатор, до кожного порту якого підключено по одному пристрою. Комутація ЛВС не вимагає вимагає вносити будь-які зміни на робочих станціях, а зміни в мережевій інфраструктурі мінімальні. Замість концентраторів і маршрутизаторів ставляться комутатори, які автоматично налаштовуються для роботи на MAC-рівні. Однак смуга навіть виділеного з'єднання Ethernet (10 Мбіт / с) або token ring (16 Мбіт / с) недостатня для многий додатків і у багато разів поступається швидкості 100 Мбіт / с, що забезпечується в мережах FDDI, 100BaseT (Fast Ethernet), 100VG-AnyLAN (IEEE 802.12), а також швидкостей ATM.
Перехід на більш швидкісні технології потребують внесення в мережу більшого числа змін, ніж установка комутатора. Буде потрібно не тільки замінити концентратор і / або маршрутизатор, а й встановити нові адаптери і драйвери для них в кожен комп'ютер. Перехід на більш швидкісні технології при коректному виборі рішення забезпечить істотне підвищення продуктивності мережі. При організації високошвидкісних мереж зазвичай для передачі основного трафіку використовуються швидкісні магістралі. магістралі також дозволяють підключити мережеві сервери і навіть робочі станції, яким потрібна висока швидкість, малі затримки або передача великих обсягів інформації.
Високошвидкісні рішення для магістралей
Потреби в розширенні магістральної лінії пов'язані в основному з двома аспектами. По-перше, ецнтралізація серверів та інших ресурсів збільшує обсяг пердачи даних між робочими групами. При централізації сервери зазвичай переносяться з робочих груп і підрозділів в єдиний серверний центр корпоративної мережі. Таке рішення істотно знижує витрати на управління і підтримку. Крім того, зв'язок між робочими групами зазвичай збільшує магістральний трафік навіть при наявності в групах локальних серверів. На малюнку 3.1 показаний приклад мережі з централізованими ресурсами.
Малюнок 3.1 Насичення магістралі
Магістральні рішення сьогодні грунтуються на передачі кадрів або осередків. Основна різниця між цими технологіями полягає в розмірі переданих за один прийом блоків інформації. Технології передачі пакетів типу FDDI, Fast Ethernet або 100VG-AnyLAN схожі на традиційні низькошвидкісні протоколи ЛВС. Системи ATM використовують короткі осередки фіксованої довжини (53 байта), що забезпечують можливість досить точного передбачення часу затримки. Оскільки всі осередки мають однакові розміри, пріоритизація трафіку може бути реалізована за рахунок організації декількох черг або регулювання черговості. Організація магістралей є одним з найважливіших застосувань ATM оскільки майже всі широкосмугові застосування критичні до затримок. Крім того, технологія ATM забезпечує хорошу масштабування і може бути використана в розподілених мережах, дозволяючи збільшити протяжність корпоративних мереж.
перспективи ATM
ATM в частині організації магістралей вигідно відрізняється від інших швидкісні технології. Використовуваний метод передачі коротких осередків фіксованої довжини забезпечує високу ефективність як для широкосмугових додатків, так і для критичних до затримок завдань. Ці переваги мимоволі звертають увагу адміністраторів на ATM-технології, незважаючи на порівняно високі ціни. Високий рівень масштабування ATM забезпечує простоту переходу від низькошвидкісних рішень (25 Мбіт / с) до швидкостей до 2.4 Гбіт / сGbps, дозволяючи використовувати смугу пропускання відповідно до реальних потреб. Нарешті, ATM забезпечує можливість безпосереднього підключення до телекомунікаційного сервісу, дозволяючи підприємствам з'єднувати віддалені сайти через ATM-мережі загального користування.
Високошвидкісні технології для серверів
Для серверів потрібно зазвичай більш висока швидкість в порівнянні з робочими станціями, оскільки з сервером може одночасно працювати безліч користувачів мережі. Якщо продуктивність сервера перевершує можливості мережі, сервер буде частина часу простоювати. На малюнку 3.2 показана картина трафіку при доступі до сервера.
Малюнок 3.2 Трафік клієнт-сервер може породжувати в мережі пробки
У середовищах клієнт-сервер часто виникають пробки при доступі до сервера численних клієнтів. Ця ситуація стає все більш частою у міру розширення сфери обслуговування сервера в рамках мережі. Оскільки основний трафік сконцентрований в каналі з'єднання сервера з мережею, зазвичай для підключення серверів використовують швидкісні технології, в результаті чого в мережі виникають різні за швидкістю з'єднання. Для підключення клієнтів до комутатора цілком достатньо смуги 10 Мбіт / с, адміністратор лише повинен вирішити підключати до портів окремих осіб чи груп (на основі концентраторів). Однак для з'єднання сервера з комутатором слід використовувати смугу 100 або 155 Мбіт / с з забезпеченням буферизації (щоб уникнути блокування комутатора).
Серверні з'єднання досить сильно навантажені
Серверні з'єднання представляють собою досить сильно завантажені сегменти для яких потрібно забезпечити стійкість до збоїв. якщо сервер має виділене з'єднання з ЛВС (через окремий порт комутатора), алгоритм контролю насичення може не грати важливу роль, оскільки ніякі інші пристрої не використовують спільний з даними сервером канал доступу. Отже, вибір технології може грунтуватися на простоті протоколу, пропускної здатності, рівні витрат на організацію і підтримку. Деякі організації з невеликим навантаженням на сервери об'єднують в одному високошвидкісному сегменті кілька серверів. У таких випадках алгоритм контролю насичення починає відігравати важливу роль, оскільки при завантаженому каналі зв'язку сегмента серверів з мережею може виникати значна затримка. Для таких ситуацій розумно використовувати системи з маркерним доступом до середовища (наприклад, FDDI).
Системи клієнт-сервер додатково збільшують навантаження
У міру зростання числа додатків клієнт-сервер навантаження на канали доступу до серверів постійно зростає і потрібно забезпечувати для кожного сервера канал з високою пропускною здатністю. В кінцевому підсумку все мережеві ресурси можуть виявитися розподіленими в мережі ATM для забезпечення високої швидкості, масштабованості і малих затримок. Однак, високошвидкісні з'єднання ЛВС будуть як і раніше грати важливу роль для невеликих організацій.
Високошвидкісні технології для робочих станцій
Потреби розширення смуги для робочих станцій пов'язані з 2 причинами - зростання продуктивності комп'ютерів і поява великої кількості multimedia-додатків. У міру підвищення продуктивності комп'ютерів практично кожному користувачеві потрібно надання окремого комутованого порту Ethernet або token ring.
Багато адміністратори сподіваються на швидке і значне зниження цін на обладнання ATM і припускають встановити адаптери ATM на настільні комп'ютери. Технології FDDI і CDDI залишаються досить дорогими для того, щоб їх можна було використовувати на робочих станціях. Однак, багато пробки в мережах, пов'язані з ростом потреб користувачів можна усунути іншими способами. Так, для подолання проблем, пов'язаних з непередбачуваною затримкою передачі пакетів, можна вирішити за рахунок зниження числа станцій в сегменті. використання ATM в настільних комп'ютерах буде визначатися темпами зниження цін.
Додатки multimedia вимагають розширення смуги
ATM для настільних комп'ютерів
Вартість використання ATM в настільних системах вже не перевищує $ 500 на станцію, але перехід на ATM тягне за собою цілий ряд складнощів при використанні традиційних протоколів ЛВС. Численні високошвидкісні рішення на базі технологій ЛВС забезпечують більш простий спосіб модернізації локальних мереж. Мережеві адаптери 10/100 Мбіт / с з автоматичним визначенням швидкості є важливою складовою частиною такого процесу модернізації. У нові комп'ютери має сенс встановлювати такі адаптери, навіть якщо в мережі поки використовується швидкість 10 Мбіт / с. У цьому випадку перехід від 10BaseT до використання технології Fast Ethernet буде значно простіше.
Що слід брати до уваги?
Програми з інтенсивним обміном даними по мережі і зростання числа робочих станцій послужили причиною швидкого зростання потоків даних в мережах. Реорганізація мереж і централізація ресурсів забезпечують можливість підвищення продуктивності ЛВС. Оскільки ніхто не хоче рубати під собою сук, одним з найбільш ефективних варіантів модернізації мереж є інтеграція високошвидкісних технологій з наявними мережевими інфраструктурами. Розуміння обмежень використовуваних протоколів і їх застосовності до важливість справ забезпечує можливість вибору правильної технології і отримання максимальних переваг. Мережеві середовища змінюються від систем на базі хостів і терміналів до розподіленої архітектурі клієнт-сервер. Це означає, що розробка нових додатків буде вести до зростання запитів в частині смуги доступу до серверів. Однак простого збільшення смуги може бути недостатньо через непередбачувану затримки трафіку.
Переваги централізованих систем перед розподіленими
Можливо однією з найбільш поширених цілей реконфігурації мереж є централізація серверів. Об'єднання серверів в одному приміщенні забезпечує ряд переваг в порівнянні з розподілом серверів по всій мережі і убеспечівает більш гнучке рішення. Крім того, таке рішення виходить більш економічним за рахунок зниження витрат на підтримку, забезпечення безпеки і кондиціонування повітря.
Досить часто сервери розподілені по робочих групах на різних поверхах або в різних будівлях. Кожен підрозділ може раелізовать ЛВС для своєї робочої групи, купити і конфігурувати свій власний сервер, а потім побажати інтегрувати робочу групу з іншою мережею. Така схема може працювати в тих випадках, коли основний трафік локалізована в робочих групах. Однак, використання додатків клієнт-сервер, електронної пошти та взаємодія робочих груп можуть зажадати єдиного управління та консолідації мережевих ресурсів. Перенесення серверів з локальних сегментів на корпоративну магістраль або в високошвидкісний сегмент ЛВС за межами магістралі забезпечує зручність фізичного доступу до обладнання та більш ефективну систему резервного копіювання даних. Багато адміністратори користуються цією нагодою для модернізації серверного обладнання та програм, а також організації мережевого сервісу, що включає кілька робочих груп, забезпечуючи досить високу продуктивність при невисоких витратах.
Консолідація серверів забезпечує також велику гнучкість при виборі рішень. Оскільки недорогі системи ЛВС на базі мідних кабелів забезпечують тільки локальні рішення, обмеження довжини найчастіше визначає вибір технології для зв'язку мереж і робочих груп. розміщення серверів в одному приміщенні або на одному поверсі дозволяє використовувати для їх з'єднання швидкісні технологііFast Ethernet. Організація окремого комутованого сегмента для кожного сервера дозволяє ефективно вирішити проблему затримок, що виникає унаслідок змагального характеру доступу до середовища ЛВС. Крім того, комутатор дозволяє організувати ефективне і недороге з'єднання групи серверів з іншою мережею.
Підтримка мереж і загальний рівень витрат
Оскільки в багатьох організаціях витрати на сервери і ЛВС підрозділів відносять до загального бюджету інформаційної системи підприємства, обслуговування і підтримка спрощуються при установці устаткування і серверів разом. Крім того, така концентрація обладнання дозволяє підвищити рівень безпеки і полегшити задачу підтримки параметрів навколишнього середовища і харчування. В одному приміщенні з серверами логічно розмістити і пристрої об'єднання мереж (комутатори і маршрутизатори), що істотно спростить завдання налаштування і підтримки мережі.
Комутатори з проміжною буферизацією і зміна швидкості
Одним з основних питань при переході до високошвидкісних технологій є простота і надійність об'єднання з традиційними низькошвидкісними ЛВС. Для мереж Ethernet перехід від швидкості 10 Мбіт / с на 100 Мбіт / с вимагає буферизації пакетів в комутаторі. пам'ять комутатора грає критично важливу роль в забезпеченні неблокируемой роботи, тому потрібне використання в комутаторі проміжної буферизації (store and forward). Прості комутатори cut-through (комутація на льоту), що забезпечують мінімальну затримку при комутації портів 10 Мбіт / с, не забезпечують необхідної при зв'язку різношвидкісних портів буферизації.
З двох основних типів комутаторів ЛВС (cut-through і store-and-forward) в загальному випадку комутатори cut-through (в тому числі адаптивні) забезпечують менші затримки, оскільки кожен пакет містить в заголовку алрес одержувача, доступний комутатора і дозволяє забезпечити перемикання ще до прийому всього пакета. Комутатори з проміжною буферизацією приймають кожен пакет цілком у буфер і тільки після цього передають його в порт призначення. Перевагою комутації store-and-forward є можливість перевірки цілісності пакету і відкидання пакетів, прийнятих з помилками. Однак, інтеграція високошвидкісних ЛВС з традиційними мережами просто вимагає буферизації пакетів для узгодження швидкостей. Для ефективної і надійної неблокируемой комутації розмір буферів повинен бути досить великим.
Двошвидкісні адаптери і комутатори з автоматичним визначенням швидкості
При покупці нових комп'ютерів в них доцільно встановлювати адаптери, здатні підтримувати високу і низьку швидкість (10/100 або 4/16 Мбіт / с). двохшвидкісні адаптери дуже зручні оскільки режим автоматичного визначення швидкості дозволяє використовувати такі адаптери як в старих, так і в нових мережах. використання універсальних адаптерів дозволяє забезпечити ефективність вкладення коштів, а також спростити настройку та підтримку мережі. Різниця в ціні між високошвидкісними і універсальними адаптерами нехтує мала (іноді її просто немає), а з урахуванням витрат на настройку та підтримку мережі використання ьактх адаптерів забезпечує істотну економію. Фактично всі нові станції має сенс обладнати універсальними адаптерами, що дозволить згодом без будь-яких проблем перейти на більш швидкісну технологію. З усіх високошвидкісних технологій Fast Ethernet є в даний час найбільш дешевою і популярною за рахунок повної сумісності з 10BaseT.
Механізм доступу до середовища, відповідність завданням і масштабованість
Питання сумісності з встановленим обладнанням і програмами, а також величина витрат на модернізацію і підтримку мережі є дуже важливими, але не слід упускати з виду і механізми доступу до мережевому середовищі. У більшості випадків доступ визначається на основі тієї чи іншої реалізації алгоритму CSMA / CD або передачі маркера. Важливо також представляти картину трафіку в мережі і її вплив на загальну продуктивність системи. Нарешті, питання масштабування мережі і розуміння поточних вимог до пропускної здатності і величиною затримки також мають важливе значення при виборі швидкісної технології і комутаторів. Розглянувши ці питання, Ви зможете вирішити необхідні наступні документи: комутатор ЛВС або комутатор осередків.
Derivatives of traditional bus and ring contention algorithms
Виключаючи ATM, високошвидкісні протоколи ЛВС використовують поділюване середовище без організації з'єднань - в рамках цілого сегмента використовується один комунікаційний канал.
Мережевий ринок визначає підтримку тієї чи іншої технології і внесок конкретних виробників в розробку пристроїв. вибір технології підтримуваної численними виробниками (включаючи світових лідерів) забезпечує стандартизацію, інтероперабельність і розумні ціни.
вибір технології
Розуміння основних переваг тій чи іншій високошвидкісної технології забезпечує можливість правильного вибору рішення.
Порівняння високошвидкісних технологій