IP-коммутация в ЛВС может повысить производительность перегруженных сетей и продлить срок службы их инфраструктуры

 

Администраторам информационных служб не следует торопиться с переходом на АТМ или другую новейшую технологию. Чудодейственное влияние на перегруженные сетевые магистрали способна оказать и обычная IP-коммутация. Открывая новые пути пересылки данных, она в полной мере использует ресурсы существующей инфраструктуры и тем самым продлевает ее жизнь.

 

Попытки обойти сетевые заторы с помощью дополнительных коммутаторов, концентраторов и маршрутизаторов предпринимались и прежде, но оказались неэффективными. Постоянно растущее число пользователей, появление новых приложений, жадно поглощающих сетевые ресурсы,  -  все это подстегнуло процесс совершенствования технологии IP-коммутации в ЛВС и привело к росту ее популярности.

 

Чуть больше года назад фирма Ipsilon Networks предложила собственную концепцию коммутации IP Switching. Она разработала протокол IFMP (Ipsilon Flow Management Protocol  -  протокол управления пересылкой данных фирмы Ipsilon), предназначенный для повышения скорости передачи данных между IP-сетями (в том числе Internet) с использованием среды АТМ. С тех пор на рынок обрушился целый шквал продуктов, ориентированных на применение АТМ.

 

Но если вы пока не готовы внедрить АТМ на своем предприятии или попросту не хотите этого делать  -  не отчаивайтесь. Целый ряд производителей уже выпускают продукты, позволяющие использовать IP-коммутацию не только в ЛВС, но и на настольных системах. Естественно, каждый из них обещает значительные преимущества по сравнению с традиционными технологиями, вызывающими столь частые заторы. Предполагается, что новые системы повысят пропускную способность, облегчат создание сетей и упростят управление ими.

 

Разработчики некоторых схем IP-коммутации пытаются решить проблемы производительности ЛВС без коренной перестройки имеющейся инфраструктуры, что весьма привлекательно для менеджеров сетей. В числе таких технологий можно назвать IP Packet Switching (коммутация IP-пакетов) корпорации Digital Equipment и FastIP корпорации 3Com.

 

Первая из них предлагается в качестве бесплатной модернизации ПО, записанного в ПЗУ базовых сетевых коммутаторов GigaSwitch/FDDI. Она работает на уровне коммутации сети и использует процессор управления обработкой сигнала для создания и сопровождения адресных таблиц преобразования формата IP в формат подуровня канального уровня МАС (Media Access Control  -  управление доступом к среде передачи). Такая схема позволяет создавать между подсетями высокоскоростные коммутируемые подключения уровня 2 (канального), не прибегая при этом к посредничеству маршрутизаторов уровня 3 (сетевого).

 

Конечно же, такой подход не лишен недостатков: его применение в среде ГВС привело бы к необходимости иметь дело с огромными и неуклюжими адресными таблицами, справиться с управлением которыми было бы нелегко. Поэтому в глобальных сетях Digital предлагает использовать сочетание коммутаторов GigaSwitch/FDDI и GigaSwitch/ATM. Однако это вновь возвращает нас к необходимости существенно обновить инфраструктуру.

 

В этом же направлении работает и фирма Bay Networks. Она уже приступила к бета-тестированию узла коммутации Switch Node, призванного значительно снизить время запаздывания пакетов. На середину мая ею намечен выпуск высокопроизводительного коммутатора уровня 3 под названием Fiddlestix, который предназначен для сетей 10/100 Мбит/с Ethernet. Он будет оснащен функцией самообучения IP Autolearn, позволяющей создавать и сопровождать переходные адресные таблицы IP  -  MAC, аналогичные применяемым в коммутаторах GigaSwitch/FDDI корпорации Digital Equipment.

 

Но и этому устройству присущи те же недостатки: необходимость оперировать огромными коммутационными таблицами ставит под сомнение его пригодность для глобальных вычислительных сетей. Видимо, именно по этой причине Bay Networks позиционирует его как средство, предназначенное для ЛВС.

 

Корпорация 3Com подошла к решению проблемы с клиентской стороны. Ее ПО FastIP устанавливается на всех клиентах и серверах, оно позволяет находить и использовать пути уровня 2, отличающиеся минимальными задержками сигнала. Обращение к уровню 3 происходит лишь в самом начале, при определении адреса получателя. Такой подход не требует внесения каких-либо изменений в маршрутизаторы, которые теперь обеспечивают защиту информации, не обрабатывая адресную часть заголовка каждого пакета.

 

Полный путь уровня 3 проходит лишь первый пакет сообщения, остальные же используют более короткий маршрут при той же степени защиты информации в маршрутизаторах. Разработчикам такой схемы удалось сохранить существующие элементы обеспечения безопасности, свести к минимуму изменения в сети и снизить нагрузку на маршрутизаторы. Более того, применение данной технологии не предусматривает каких-либо изменений в конфигурации маршрутизаторов.

 

К сожалению, при этом требуется настройка настольных систем, отнимающая драгоценное время у информационных служб. К тому же FastIP  -  разработка частная, на первом этапе ее смогут поддерживать только сетевые интерфейсные платы 3Com. Заинтересует ли она других производителей и в какой степени, пока сказать трудно.

 

Пути пакетов

 

Корпорация Cascade Communications в основу своей технологии IP Navigator положила маршрутизацию пакетов по виртуальным каналам структуры МРТ (Multi Point-to Point tree  -  множественное дерево “точка - точка”). Такой подход позволил свести к минимуму количество виртуальных каналов в ядре подключения к ГВС.

 

Это позволяет обойти проблему обработки больших таблиц маршрутизации и при этом избавить маршрутизаторы от громоздких переходных адресных таблиц IP  -  MAC, предлагаемых корпорацией Digital и фирмой Bay Networks.

 

Коммутаторы ядра обеспечивают здесь связь между пограничными коммутаторами на уровне 1 (физическом), что значительно снижает количество звеньев передачи и задержку сигнала. Доверие к такой схеме подкрепляется и тем, что ядро Internet оснащено в основном коммутаторами корпорации Cascade.

 

Объединив свои усилия, корпорации 3Com и Cascade предложили интегрированную технологию на базе IFMP и Next Hop Resolution Protocol (протокол определения следующего звена маршрута). Ее цель  -  не внося изменения в существующую инфраструктуру, обеспечить гарантированное качество обслуживания в каналах ЛВС, ГВС и Internet по всему маршруту прохождения IP-пакета от одной настольной системы к другой. Обеспечение постоянной скорости передачи данных имеет очень большое значение для новых классов приложений, предназначенных, например, для проведения видеоконференций. Что касается возможности широкомасштабного использования новой технологии, то в прошлом году более 20 компаний продемонстрировали совместимость своих продуктов с протоколом IFMP.

 

Свой вклад в решение проблемы внесла и фирма Cisco Systems, предложившая собственную концепцию теговой коммутации (tag switching) для повышения пропускной способности ГВС. В соответствии с ней маршрутизаторы уровня 3, опираясь на стандартные протоколы маршрутизации, присваивают кадрам так называемые теги (признаки). Остальные маршрутизаторы имеют дело только с ними, не просматривая всего содержания адресной части кадра. Таблицы маршрутизации при этом строятся на топологической основе и не требуют определения маршрута для каждого пакета.

 

Широкое распространение маршрутизаторов Cisco гарантирует жизнеспособность новой технологии. В то же время последняя тесно связана со специализированной ОС Internetworking Operating System этой фирмы, что вызывает серьезные сомнения в ее полной совместимости с другими элементами сети.

 

В заключение вновь вернемся к концепции IP Switching, создатели которой обещают пятикратное увеличение пропускной способности, простоту управления и высокую рентабельность. Такие посулы не могут не заинтересовать перспективных пользователей. Ну что ж, в конце нынешнего года на рынке должны появиться соответствующие продукты, которые и покажут, насколько теоретические расчеты соответствуют действительности.

 

Эрик Питерсон (PC Week Labs)

Версия для печати