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

  

Мультимедиа и ЛВС

Барри Филлипс

Передача пакетов данных со скоростью около 10 Мбит/с, возможно, и неплохое достижение для локальных сетей сегодняшнего дня, но разработчики сетей будущего ставят перед собой куда более дерзновенную цель — создание коммуникационных средств, достаточно быстрых и интеллектуальных, чтобы обеспечить надежную передачу видеоинформации в масштабе реального времени.

Разработчиков локальных сетей мультимедиа можно разделить на три группы, каждая из которых решает свои задачи. Первая группа ищет способы высокоскоростной передачи видео- и аудиоданных в масштабе реального времени через концентраторы, маршрутизаторы и коммутаторы, обеспечивающие межсетевое взаимодействие в информационных системах. Вторая — совершенствует технологию Ethernet, а третья — пытается гладко состыковать локальные сети и системы проведения видеоконференций.

Ожидается быстрое внедрение систем мультимедиа в локальные сети. Согласно недавнему исследованию фирмы Infonetics, занимающейся изучением рынка, к 1998 г. 45% настольных компьютеров будут оснащены сетевыми средствами мультимедиа (в настоящее время их 16%).

По данным консалтинговой фирмы Gartner Group, доля оборудования для проведения видеоконференций, подключенного к локальным сетям, будет ежегодно возрастать: в 1996 г. она составит 20%, в 1997 г. — 50, и в 1998 г. — 75%. Однако, по мнению той же фирмы, до сих пор еще не решен ряд технологических проблем, поэтому большинство ведущих компаний до середины 1996 г. не включит в свои стратегические планы программы создания средств мультимедиа для видеоконференций, работающих на ПК.

Современные разнообразные системы обеспечения межсетевого взаимодействия скорее исказят видеоданные, чем доставят их к месту назначения в целости и сохранности. Это ставит перед производителями сетевого оборудования сложную задачу перепроектирования своих концентраторов, маршрутизаторов, коммутаторов и адаптеров ЛВС, осуществляющих пакетную передачу данных, для работы с информационными потоками, чувствительными к временным задержкам. Здесь большая роль принадлежит решению проблемы управления трафиком.

Поскольку поставщики услуг каналов дальней связи, таких как линии T-1, гарантируют своим клиентам определенные уровни качества обслуживания (QoS), производители средств межсетевого взаимодействия также стремятся реализовать поддержку функции предоставления требуемого качества обслуживания в локальных сетях мультимедиа завтрашнего дня. Это означает, что необходимо найти способ обеспечения гарантированной пропускной способности сети предприятия, содержащей коммутаторы и маршрутизаторы различных фирм-производителей.

Частичным решением этой проблемы является повышение интеллекта коммутаторов и маршрутизаторов, что позволило бы управлять трафиком реального времени в сети предприятия. Однако от такой интеллектуальной сети мало пользы, если сетевые драйверы и приложения мультимедиа не будут знать, как передавать по сети свои запросы на определенное качество обслуживания. На данный момент такого рода задачи решаются путем создания сложного набора протоколов, который должен поддерживаться широким диапазоном типов сетевых устройств и сетей.

Пионерам обеспечения передачи аудио- и видеоданных по сети Internet в масштабе реального времени — фирме White Pine Software, разработавшей средство CU-SeeMe для проведения видеоконференций, и компании Progressive Networks, создавшей кодер-декодер (кодек) Real Audio, — пришлось изобретать собственные методы управления трафиком реального времени. Технологии управления своими устройствами разработали и другие фирмы.

Компания Cisco Systems, например, создала операционную систему Internetworking Operating System, которая должна управлять трафиком мультимедиа, передаваемым продуктами этой компании. Первоначально Cisco реализовала возможность определять высокоприоритетный трафик и гарантировать, что пропускная способность сети будет не менее установленного предела. В новую версию ОС, выпущенную в сентябре прошлого года, добавлена поддержка алгоритмов, автоматизирующих управление очередями (пакетов — Прим. ред.) путем динамического изменения их конфигурации в зависимости от типа передаваемого трафика (weighted fair queuing).

Однако для любого отдельного производителя задача обеспечения требуемого качества обслуживания слишком трудна. Поэтому коммуникационные фирмы с интересом наблюдают за тем, как сразу тремя способами Инженерная проблемная группа Internet (IETF) пытается обеспечить возможность передачи трафика реального времени в сетях, использующих протокол IP. Первый способ — включение поддержки многоадресной передачи в IP; второй — реализация предоставления требуемого качества обслуживания с помощью нового протокола — ReSource ReserVation Protocol (RSVP), который будет работать над протоколом IP; и третий — разработка нового транспортного протокола, удовлетворяющего требованиям передачи данных мультимедиа.

Этот новый транспортный протокол, получивший название Real-Time Transport Protocol (RTP), обеспечивает передачу данных между конечными узлами сети, работает поверх протокола IP и является альтернативой широко используемому протоколу TCP. Хотя протокол TCP и гарантирует доставку пакетов данных в нужной последовательности, трафик при этом очень неравномерен (пакеты испытывают всевозможные задержки). Обладая способностью распознавать содержимое пакетов (например различать видеоданные, соответствующие спецификациям MPEG и H.261), а также средствами обнаружения потери данных, протокол RTP должен снизить задержки до уровня, необходимого для успешной передачи потоков интегрированных аудио-, видео- и цифровых данных, что требуется для поддержки видеоконференций.

RTP работает "рука об руку" с протоколом RSVP и новыми средствами многоадресной передачи данных, поддерживаемыми в последнее время фирмами-производителями маршрутизаторов. С интеграцией RTP в настольные системы и ПО коммуникационных серверов появляется возможность обеспечить конференцсвязь в масштабе реального времени для больших групп пользователей. Джуди Эстрин, президент компании Precept Software, специализирующейся на разработке связующего ПО RTP, считает, что этот протокол позволит создателям программного обеспечения стандартным образом интегрировать аудио- и видеоданные в свои приложения, использующие протокол IP. Это даст возможность создавать совместимые приложения, работающие в масштабе реального времени.

Дополнением к RTP является протокол Real-Time Transport Control Protocol (RTCP), управляющий вместе с TCP передачей потоков данных. RTCP обеспечивает "адаптивную обратную связь", которая выявляет текущее состояние сети и позволяет приложениям автоматически "учитывать" его в своей работе. Возможность определения состояния сети способна породить новую категорию ПО третьих фирм, которое при флуктуациях нагрузки на сеть сможет подстраивать параметры сеанса связи в автоматическом режиме.

В октябре прошлого года протоколы RTP и RTCP были представлены на утверждение IETF, и вскоре, по всей видимости, они станут официальными протоколами сети Internet. Если это произойдет, то можно ожидать быстрого появления стандартных коммуникационных средств для Internet.

Что касается RSVP, то это — коммерческий вариант более совершенного протокола Internet Stream Protocol версии 2, разработанного по заказу Министерства обороны США для приложений типа "военные игры". Этот протокол, известный также под названием ST-II, обеспечивает передачу аудио- и видеоинформации в сетях IP, осуществляя многоадресную пересылку данных, резервирование ресурсов и предоставление требуемого качества обслуживания. Недостаток протокола — высокая стоимость его реализации.

Компания Bay Networks использует протокол ST-II в своей сети Defense Simulation Internet, поддерживающей высокопроизводительные приложения мультимедиа реального времени, такие как "военные игры" и интерактивные обучающие системы. Фирма InVision Systems — разработчик ПО для проведения видеоконференций в локальных сетях — с помощью стека протоколов ST-II сумела реализовать средства регулирования полосы пропускания в своем ПО пакетной передачи видеоданных.

Протокол RSVP возник в результате обработки набора средств ST-II для создания из него коммерческого продукта. Его поддерживает широкий спектр компьютерных и коммуникационных компаний, в том числе Bay Networks, Cisco Systems, Intel, Silicon Graphics и Sun Microsystems, а также ведущие фирмы-разработчики приложений мультимедиа, такие как InSoft и Starlight Networks.

Кит Уимберли, вице-президент по маркетингу компании InSoft, занимающейся разработкой систем для проведения видеоконференций, говорит, что ими предусмотрена поддержка протоколов RSVP и ST-II в архитектуре цифровых видеосредств компании.

Даниэль Рейс, директор по маркетингу компании Syzygy Communications и специалист по связующему ПО (обеспечивающему требуемое качество обслуживания) для сетей ATM и IP, считает, что поддержка протоколов RSVP и ST-ll разработчиками ПО гарантирует настольным системам стандартное качество обслуживания. Продукт Network Quality of Service Solutions — ПО для настольных систем компании Syzygy — создает возможность для приложений использовать средства, предлагаемые фирмой Bay Networks и базирующиеся на протоколе ST-II.

Наржала Бхаскер, менеджер по стандартам и архитектуре отделения персональных средств проведения телеконференций корпорации Intel, полагает, что в конце 1996 г. или в начале 1997 г. маршрутизаторы будут поддерживать протоколы типа RSVP. Видеопродукты для настольных систем — типа ProShare корпорации Intel — смогут посылать RSVP-запросы (как часть процедуры установления соединения) соседним маршрутизаторам и согласовывать с ними максимальную скорость передачи и величину задержки пакетов.

Основные возможности протоколов типа RSVP и ST-II постепенно реализуются и в самих операционных системах для настольных компьютеров. Например, расширение QuickTime Conferencing фирмы Apple Computer предоставляет интерфейс прикладных программ (API), который позволяет приложениям распознавать трафик реального времени, проходящий через локальный маршрутизатор, и устанавливать приоритеты для различных видов этого трафика.

Корпорация Microsoft также встраивает средства предоставления требуемого качества обслуживания в свою коммуникационную инфраструктуру для Windows, в так называемую технологию WinSock. Набор API-интерфейсов WinSock 2 позволяет приложениям согласовывать (с сетевыми устройствами. — Прим. ред.) требуемый им уровень обслуживания по таким параметрам, как полоса пропускания и задержка. По данным компании Stardust Technologies, тестирующей WinSock 2 на совместимость, этот продукт должен быть выпущен в первой половине текущего года.

Согласно общепринятому мнению, "чистым" сетям АТМ (соединяющим конечные узлы) стандарты на качество обслуживания не потребуются. Ячейки АТМ будут поступать без задержек. Но в мире современных недорогих и широко распространенных локальных сетей Ethernet и Token Ring любая система передачи информации мультимедиа должна уметь функционировать в гетерогенной сетевой среде, в одних частях которой осуществляется коммутация кадров (Ethernet), а в других — ячеек (ATM).

По мнению Джима Нильсена, менеджера по маркетингу фирмы Bay Networks, обеспечение масштабируемой полосы пропускания будущих сетей предприятий будет достигнуто как за счет коммутации кадров (frame switching) в интерфейсах, к которым подключаются настольные системы, так и за счет коммутации ячеек (cell switching) в магистрали. В мае прошлого года фирма представила Centillion Speed Switch 100 — семейство коммутаторов для сетей Token Ring и ATM, поддерживающих коммутацию кадров и ячеек на одном шасси.

Дэвид Делани, глава компании Plaintree Systems, производящей коммутаторы Ethernet, считает, что в будущем большинство настольных систем будет непосредственно обслуживаться и коммутаторами Ethernet, и косвенно магистралями ATM, соединяющими эти коммутаторы между собой. Он также отмечает, что сети ATM (и в частности магистрали ATM) получат широкое распространение только после принятия стандартов межсетевого взаимодействия.

Первая фаза (Phase 1) протокола эмуляции ЛВС (LANE), разрабатываемая Форумом ATM, послужит отправной точкой для обеспечения взаимодействия локальных сетей Ethernet и Token Ring с магистралями ATM, но этот протокол не гарантирует своевременную доставку данных мультимедиа. Эмуляция ЛВС подразумевает инкапсуляцию пакетов Ethernet и Token Ring (в ячейках АТМ) и их передачу по сети ATM. Инкапсулированный трафик изолирован от средств ATM более высокого уровня, например от средств обеспечения требуемого качества обслуживания. Таким образом, эмуляция ЛВС не использует одно из главных достоинств ATM — поддержку множества классов обслуживания, что позволило бы определять минимальные задержку и скорость передачи битов для потоков аудио- и видеоданных.

Стандарты ATM непрерывно совершенствуются. Джим Нильсен из фирмы Bay Networks уверен, что с появлением новых промышленных стандартов управления потоком данных и загруженностью канала передачи информации технология ATM станет основой для построения магистральных сетей мультимедиа. Летом 1995 г. фирма Bay Networks обрисовала свое видение сетей мультимедиа как сетей, основанных на интегрированном частном межсетевом интерфейсе (Integrated Private Network-to-Network Interface — I-PNNI), который представляет собой протокол маршрутизации для смешанных сетей Ethernet — ATM. Фирма собирается включить средства поддержки маршрутизации I-PNNI в свои продукты System 5000 и Backbone (BCN, BLN).

В сетях I-PNNI все сетевые устройства — коммутаторы АТМ, маршрутизаторы и другие межсетевые коммутаторы — используют единое описание сети, что позволяет им выбирать оптимальные пути передачи данных для достижения требуемого для приложений мультимедиа качества обслуживания.

I-PNNI привлекателен не только благодаря поддержке маршрутизации с предоставлением требуемого качества обслуживания, но и за счет успешной интеграции с коммутируемой магистралью ATM. Тем не менее, по словам Энтони Эллеса, менеджера продукции АТМ компании Cisco Systems, преодолены еще не все препятствия на пути широкого распространения I-PNNI. Эллес считает, что для начала придется решить ряд проблем, например найти оптимальный способ перехода от широко используемых протоколов маршрутизации (к I-PNNI. — Прим. ред.), поэтому пройдет еще не менее двух лет, пока не прояснятся значение и роль I-PNNI.

Одни разработчики уже занимаются выше описанными проблемами, другие поставили перед собой цель модифицировать технологическую основу традиционных ЛВС, чтобы те могли успешно работать с данными мультимедиа. Здесь существует несколько групп, ищущих способы заинтересовать фирмы-изготовители комплексного оборудования (OEMs) в широкомасштабной реализации их технологий, а именно трех вариантов Ethernet: Priority Access Control Enabled (PACE) корпорации 3Com, isoEthernet корпорации National Semiconductor и 100VG-AnyLAN компании Hewlett-Packard. Эти новые технологии создавались с целью преодоления основного недостатка Ethernet — неспособности отличать обычные пакеты с данными от пакетов, содержащих аудио- или видеоинформацию и, следовательно, нуждающихся в передаче конечному пользователю с минимальными задержками.

Технология PACE — это вариант (корпорации 3Com) решения проблемы обработки трафика с учетом приоритетов, что необходимо для передачи данных в масштабе реального времени в коммутируемых локальных сетях Ethernet. Согласно этой технологии, каждая рабочая станция должна иметь выделенный порт (пропускная способность 10 Мбит/с) на коммутаторе PACE. Посылая коммутатору пакеты, станция может назначать им приоритет (пакеты могут иметь или не иметь его. — Прим. ред.). Данная технология не требует замены ныне используемых адаптеров ЛВС, но в коммутаторе необходима модификация электронных схем управления доступом к среде передачи.

По словам Боба Роумена, менеджера корпорации 3Com, коммутатор PACE проводит мониторинг сетевого кабеля и, используя алгоритм back-off, не позволяет (другой станции) передавать пакеты при поступлении потока данных, что уменьшает число конфликтов на конечных станциях, повышая таким образом коэффициент использования канала до 98%.

Компания Advanced Micro Devices собирается интегрировать поддержку технологии PACE в свой контроллер доступа к среде передачи для Ethernet (Media Access Controller for Ethernet — MACE) нового поколения. Это позволит изготовителям комплексного оборудования включить поддержку режима реального времени в новые коммутаторы. Корпорация 3Com готовит выпуск PACE-версий своих коммутаторов LinkSwitch 1000 и 3000. В первой половине 1996 г. должны появиться PACE-драйверы для сетевых адаптеров EtherLink. Эти драйверы дадут возможность настольным системам изменять MAC-заголовки пакетов, которые должны иметь приоритет, чтобы коммутатор PACE мог затем распознать эти пакеты.

Технология isoEthernet — вариант Ethernet, разработанный корпорацией National Semiconductor, позволяет настольным системам использовать средства 10Base-T и ISDN. Интегральная схема isoPhy пересылает пакеты данных со скоростью 10 Мбит/с и поддерживает передачу аудио- и видеоданных с временным мультиплексированием по 96 B-каналам. Уже существуют адаптеры isoEthernet для шин NuBus и ISA, и сейчас ведутся работы над соответствующей платой для шины PCI.

Внедрив isoEthernet в качестве транспортного механизма в архитектуру системы для проведения видеоконференций QuickTime фирмы Apple, корпорация National Semiconductor распространила свою технологию на платформы типа "компьютер-телефон". На выставке Telecom'95 в Женеве эта корпорация продемонстрировала ПО интерфейса TAPI корпорации Microsoft, реализующее поддержку адаптеров isoEthernet в среде Windows. Кроме того, National Semiconductor создала интерфейсы для протокола Multivendor Integration Protocol, разработанного компанией Natural Microsystems для высокопроизводительных приложений типа "компьютер-телефон".

Технология 100VG-AnyLAN компании Hewlett-Packard позволяет передавать данные со скоростью 100 Мбит/с по витой паре категории 3 и базируется на протоколе обработки запросов с учетом приоритетов, функции которого реализуются центральным концентратором. Для трафика мультимедиа это дает заранее известную скорость передачи и малые временные задержки. По словам Брайса Кларка, менеджера компании Hewlett-Packard, при работе сети с перегрузкой (чтобы обеспечить необходимые параметры передачи трафика. — Прим. ред.) определенному потоку пакетов, идущему от конкретного конечного сетевого узла, всегда можно присвоить более высокий приоритет.

Компании постепенно начинают использовать технологию 100VG-AnyLAN для наиболее требовательных к сетевым ресурсам видеоприложений. С ростом в сети доли трафика мультимедиа пользователям все чаще будет необходима возможность обработки пакетов с учетом приоритетов для обеспечения равномерной передачи потоков данных мультимедиа.

Брайс Кларк отмечает, что сейчас самыми распространенными приложениями мультимедиа, использующими 100VG-AnyLAN, являются системы "видео по требованию", в которых сетевой сервер используется для доступа к обширным массивам закодированных учебных видеопрограмм. Далее он говорит о том, что компания Hewlett-Packard в настоящее время совместно с некоторыми своими партнерами разрабатывает средства кодирования и декодирования (данных мультимедиа. — Прим .ред.) в режиме реального времени, которые позволят создать высококачественные системы видеоконференцсвязи. Брайс Кларк также добавляет: "Пока этим вопросом мало кто занимается, поскольку отсутствуют соответствующие стандарты, а сам процесс кодирования до сих пор еще слишком дорог." Ожидается, что со временем технология кодирования станет дешевле.

В последнее время производители быстро объединяются вокруг одного стандарта на системы для проведения видеоконференций в локальных сетях. Главные силы компьютерной индустрии — компании Apple, Intel и Microsoft — горячо поддерживают стандарт H.323, рассматриваемый Международным союзом электросвязи (International Telecommunications Union — ITU). Поддержка этого стандарта обеспечит взаимодействие локальных и глобальных сетей при обмене аудио- и видеоданными. Есть мнение, что в 1996 г. стандарт H.323 окажет сильное влияние на развитие рынка (средств мультимедиа. — Прим. ред.).

Однако далеко не всегда удавалось достичь такого согласия. Первые продукты для проведения видеоконференций корпорации Intel и фирмы PictureTel, появившиеся в 1994 г., были несовместимы по кодированию и декодированию данных и по сетевому управлению. Сейчас корпорация Intel и созданная ею группа PC Working Group (PCWG), занимающаяся разработкой продуктов для проведения видеоконференций, являются активными сторонниками стандарта H.323.

В локальных сетях поддержка H.323 обеспечит совместимость по данным между конечными узлами сети. Кроме того, этот стандарт поможет решить еще одну серьезную проблему, связанную с проведением видеоконференций в локальных сетях, а именно: реализовать состыковку ЛВС с системами проведения видеоконференций, поддерживающими стандарт H.320 и обычно передающими данные по каналам ISDN. Более того, ITU, по-видимому, одобрит протокол Real-Time Transport Protocol группы IETF, что будет способствовать созданию единого набора стандартов на передачу видеоданных по локальным и распределенным сетям.

Стандарт H.323 уже разработан в достаточной степени, чтобы стимулировать создание новых продуктов. В ноябре прошлого года компания InSoft объявила о выпуске Global Net — первого шлюза между системами видеоконференцсвязи для ЛВС и коммутируемыми сетями общего пользования. Этот продукт поддерживает начальный вариант H.323. Представитель компании InSoft считает, что это позволит видеотерминалам ЛВС, соответствующим стандарту H.261 (кодирование и декодирование видеоданных), обмениваться данными с любым терминалом глобальной сети, основанным на H.323.

Наржала Бхаскер из корпорации Intel полагает, что стандарт H.323 будет принят в мае текущего года и, если это произойдет, то уже в 1997 г. можно ожидать широкого распространения недорогих систем для проведения видеоконференций на базе ЛВС.

На наш взгляд, это довольно оптимистический прогноз, так как слишком многое еще предстоит сделать, чтобы недорогая высококачественная сеть мультимедиа стала реальностью. Однако именно этим прогнозом руководствуются разработчики продуктов для локальных сетей, оценивая перспективы своей отрасли на ближайшие несколько лет.


распечатать статью




  
5 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Телефония через Internet: новое поле битвы?

локальные сети

• Беспроводные ЛВС: вчера, сегодня и завтра

• Недорогие коммутаторы Ethernet

• Мультимедиа и ЛВС

• Оптические дисковые автоматы

корпоративные сети

• Watchdog кусается

• "Плоды" большого дерева NDS

• Необычные, но невыдуманные истории

услуги сетей связи

• Категории служб в сетях АТМ

• Будущее карманных устройств связи

• Передача данных по сетям сотовой связи

• Обзор аппаратуры SDH

• Связные заметки с выставки CeBIT

интернет и интрасети

• Мир TCP/IP. Традиционные приложения (часть 2)

• Почтовый пакет компании Демос

• Списки рассылки: артерии информации

• Таблицы на Web

• Ваш след в Web

приложения клиент-сервер

• Связующее ПО. "Вождение" приложений по сети

• Связующее ПО. Смена веры

защита данных

• Управляемые ИБП: защита предприятия

• Системы firewall: можете спать спокойно

новые продукты

• Сетевые принтеры: новинки на Comtek’96, Многофункциональность System 5000, Накопители TRAVAN TR-4 фирмы Seagate



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