Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Изменения в стеке Windows повышают производительность сети

Майк Фратто

Будущая версия ОС Windows Server 2008 (первоначальное кодовое название — Longhorn) вносит в платформу Windows ряд усовершенствований, относящихся к протоколу TCP. Изменения в сетевом стеке — например, автонастройка окна приема (recieve-side-window) и реализация алгоритма Compound TCP — повысят производительность сети. Но переход на любую новую систему всегда является болезненным. Поэтому, перед тем как приступить к развертыванию ОС Windows Server 2008 или даже ОС Vista, надо понять, как это отразится на вашей сети.

Кроме совершенствования сетевого стека, повышению эффективности системы способствуют имеющиеся в Windows Server 2008 функции администрирования. Например, реализация функции QoS (Quality of Service), базирующаяся на принципе групповой политики, позволит вам управлять тем, как Windows «потребляет» доступную полосу пропускания. А протокол IPv6, уже реализованный в предыдущих версиях Windows, теперь устанавливается и задействуется по умолчанию. Однако эти изменения в стеке TCP будут влиять на производительность сети.

Новая метла по-новому метет

Изменения в поддержке протокола TCP в ОС Windows Vista и Server 2008 повышают скорость работы сетевых компьютеров, но одновременно трансформируются в более высокий коэффициент использования сети, что на практике может ухудшить ее производительность, поскольку большее число компьютеров будет потреблять большую полосу пропускания. Вполне вероятно, что VoIP-телефония и другие приложения, требующие приоритетной передачи данных, при росте числа компьютеров с ОС Windows Vista и Server 2008 будут функционировать на пределе своих возможностей. Решение кроется в автонастройке окна приема в протоколе TCP.

Производимые по умолчанию инсталляции ОС семейства Windows до появления Vista и Server 2008 имели «врожденное» узкое место — в TCP-стеке в виде фиксированного размера окна приема. TCP-соединения должны были квитировать (подтверждать прием) каждый байт, посылаемый от одного хоста к другому. Окно же приема служит для одномоментного квитирования множества TCP-пакетов вместо квитирования каждого пакета в отдельности. При этом текущее окно расширяется или сжимается в зависимости от того, насколько быстро приемник может обрабатывать TCP-пакеты. Максимальная скорость передачи, на которую может выйти хост, определяется размером окна и временем на передачу и подтверждение приема (round-trip time). Передающий хост будет пересылать столько пакетов, сколько их может уместиться в окне приема, затем он должен перейти в режим ожидания квитирующей информации. Размер рассматриваемого окна в ОС Windows XP и Windows Server 2003 по умолчанию равен 65 535 байт, что соответствует максимальной скорости примерно 5,2 Мбит/с на соединение при времени на передачу и подтверждение приема, равном 100 мс — и это вне зависимости от скорости передачи данных по ЛВС.

Ограничения Windows XP и Server 2003 можно было бы обойти путем добавления реестровых ключей с целью открыть возможность масштабирования окна приема в соответствии с документом RFC 1323. Это позволило бы иметь окно большего размера и, следовательно, большую скорость передачи. Однако ручное конфигурирование реестровых ключей — дело трудное и сопряженное с потенциальными ошибками. Кроме того, новый размер окна будет действовать в отношении всех TCP-соединений данного хоста. В ОС Windows Vista и Server 2008 окно приема масштабируется в режиме автонастройки по критерию максимальной скорости в расчете на соединение, и делается это в порядке реакции на изменения в сети — например, в случае возникновения перегрузки сети или увеличения задержки передачи данных.

В проведенном нами неформальном тесте компьютер с ОС Windows Vista показал вдвое большую скорость загрузки файла из сервера Windows 2003 по сравнению с загрузкой того же самого файла на компьютере с ОС Windows XP.

Умный протокол

В Windows Server 2008 есть еще одно усовершенствование — протокол Microsoft Compound TCP (CTCP), позволяющий увеличить объем данных, которые сервер пересылает в рамках одной серии TCP-пакетов. Функции «медленного старта» и предотвращения «заторов» TCP-пакетов предназначены для сравнительно умеренного увеличения скорости отправки данных хостом, чтобы не происходило перегрузки сети. Протокол CTCP линейно наращивает скорость пересылки данных, контролируя при этом джит-тер, размер окна приема и скорость передачи. Сервер быстрее достигает максимальной скорости и быстрее восстанавливается после потери пакета. В связи с тем что у нас была лицензия только на бета-версию Windows Server 2008, нам не удалось получить количественную оценку производительности, но мы можем утверждать, что скорость передачи данных между Vista-клиентом и Server 2008 заметно выше, чем между тем же сервером и любой другой платформой Windows.

Microsoft для приоритизации трафика рекомендует использовать правила политики QoS. И внедрение технологии QoS не такое уж трудное дело, как может показаться на первый взгляд. Если ваша организация эти правила не использует, то вам стоит запланировать их применение на ближайшее будущее. Каких-то сложных настроек правил QoS в отношении трафика не требуется. В минимальном варианте надо определить, к какому трафику предъявляются временные требования и требования относительно полосы пропускания, и соответствующим образом установить свою политику. Срочному трафику, например трафику Интернет-телефонии, потокового видео, трафику, связанному с работой баз данных и корпоративных приложений, следует присвоить наивысший приоритет. Передаче файлов, а так-же работе в режиме «передать и сохранить» (так работает, в частности, электронная почта) может быть присвоен более низкий «приоритет».

Правила политики QoS позволяют помечать пакеты или ограничивать скорость передачи. В отношении компьютеров с ОС Windows Vista и Server 2008 эти правила применяются в порядке реализации новой групповой концепции QoS, получившей название «Объект групповой политики» GPO (Group Policy Object). Согласно этой концепции, правила политики применяются с учетом приложений, адресов отправителя и получателя данных и портов. Объекты GPO привязываются к пользователям и обновляются в момент регистрации пользователя в домене.

Если магистраль вашей территориально распределенной сети (WAN) работает на пределе своих возможностей, то никакая оптимизация на уровне TCP не поможет — вам надо либо увеличить ее пропускную способность, либо понизить нагрузку. Действие контроллеров оптимизации WAN основано частично на оптимизации TCP в направлениях, подобных тем, какие мы находим в ОС Windows Vista и Server 2008. Все, что способствует сокращению времени на передачу и подтверждение приема и упорядочению пересылок данных и периодов ожидания, увеличивает эффективную производительность (в восприятии пользователей), и изменения, которые проведены в ОС Windows Vista и Server 2008, действуют именно в этом направлении.

Однако действительно существенная польза от оптимизации трафика WAN связана с сокращением объема передаваемых данных и их сжатием. Предварительные испытания, проведенные редакцией журнала Network Computing, показывают, что благодаря этим двум факторам эффективная производительность территориаль-но распределенной сети может быть увеличена в 6 и более раз, в результате чего выделенная линия T1 превращается в скоростной канал передачи данных. При этом следует иметь в виду, что предусмотренная в ОС Windows Server 2008 функция кеширования файлов может сократить сетевой трафик задачи разделения фай-лов, реализуемой Windows, но не дает аналогичного эффекта в отношении других TCP-приложений.

А что с хранением?

Еще одним преимуществом нового IP-стека является поддержка разгрузки TCP/IP по методу Chimney и поддержка netDMA (сетевого прямого доступа к памяти). Метод Chimney, новый для платформы Windows, позволяет ОС передавать задачи из IP-стека в адаптеры TOE (TCP Off-load Engine) и iSCSI, которые могут выполнять задачи TCP/IP аппаратно. Этот метод может существенно понизить коэффициент использования центрального процессора (ЦП) для нужд высокопроизводительной сети и iSCSI-приложений. То же самое можно сказать о масштабировании окна приема, позволяющем распределять поступающие пакеты по множеству ЦП, а не загружать только один из них. Благодаря этому ЦП перестает быть узким местом сетевого взаимодействия. Метод NetDMA дает возможность механизму DMA адаптера осуществлять операции копирования без прерываний ЦП.

Компания Microsoft усили-ла интеграцию протокола IPv6 с ОС Windows Vista и Server 2008. Однако если вы не планируете внедрять IPv6, то соответствующую функцию следует отключить. Любой дополнительный незадействованный сервис увеличивает вероятность злонамеренного вторжения в вашу сеть, и «подвешенный» протокол исключением в этом смысле не является. В октябре 2006 г. Microsoft выпустила бюллетень по безопасности MS06-064, в нем были описаны три низкоуровневые атаки типа отказа в обслуживании, направленные на стеки IPv6 ОС Windows XP и Windows Server 2003. Во всех трех случаях слабость систем была связана с установкой IPv6..


Игры: квесты, стрелялки, леталки...




  
14 '2007
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Как делили «последнюю милю»

• ЦОД «в комплексе»

инфраструктура

• NAC: и больше и лучше

• Администрирование в движении

• Стандарт NEA

• Будущее DVR в свете внедрения IP-систем видеонаблюдения

сети связи

• «Многоликие» фиксированные беспроводные системы

• Что такое конвергентная сеть и как к ней перейти?

информационные системы

• Ключевые параметры для управления call-центром

• BPEL4People: человеческий фактор

• Изменения в стеке Windows повышают производительность сети

защита данных

• В поисках совершенства

электронная коммерция

• Эффективность ЦОДов: все дело в метриках

• Оптоволокно меняет облик внешних кабельных инфраструктур


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх