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
ДОМОЙПОДПИСКАГДЕ КУПИТЬСТАТЬИRambler's Top100   
 
 
 
    
ЖУРНАЛ
   
Главная
Архив новостей
Новый номер
Архив статей
Адреса в интернет

РУБРИКАТОР
   
• Колонка редактора
• Только на сервере
• Локальные сети
• Бизнес
• Корпоративные сети
• Услуги сетей связи
• Защита данных
• Системы
   учрежденческой связи

• Электронная
   коммерция

• Новые продукты

РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Тематический план
Отдел рекламы

E-MAIL


Rambler's Top100

  

Модернизация сети с помощью ATM (часть I)

Джоэл Коновер

Модернизация сетевой магистрали — задача нетривиальная. Сначала вы должны выбрать технологию, которая поможет вашему предприятию успешно перешагнуть в следующее тысячелетие. Затем вам придется иметь дело с большим числом производителей, причем каждый постарается убедить вас, что именно он предлагает правильное решение. Наконец, вы изберете одного из них и доверите его оборудованию будущее своего предприятия. Выбор технологии для построения магистрали так же труден, как и выбор поставщика, однако многие согласятся, что на сегодня одной из самых мощных и масштабируемых технологий является ATM.

Мы попросили производителей сетевого оборудования предложить свои решения по реконструкции смоделированной нами сети некоей крупной компании (более 18 тыс. служащих) под названием XYZ Electronic Widget (далее XYZ). Ее сеть типична для быстро развивающейся компании: повторители с большим числом портов, стековые концентраторы, мосты для сегментации трафика, маршрутизатор AGS+ фирмы Cisco Systems для организации связи между зданиями и подключения к распределенной сети.

На территории, занимаемой компанией XYZ, находятся семь зданий (см. врезку "Существующая сеть компании XYZ") и проложена следующая инфраструктура:

· два кольца многомодового волоконно-оптического кабеля (ВОК), связывающие все здания и заходящие в подвал каждого из них;

· ВОК от подвалов к аппаратным шкафам на каждом этаже зданий;

· кабель категории 5 от аппаратных шкафов до настольных компьютеров.

Сеть каждого здания подключена по каналу 10Base-FL к маршрутизатору AGS+, находящемуся в административном здании. Для сегментации трафика в сети XYZ установлено семь мостов.

Мы предоставили производителям полное описание сети компании XYZ и попросили их в работе над проектами учесть следующие основные требования:

· построение магистрали на основе технологии ATM;

· централизованное размещение серверов;

· обеспечение надежной работы сети (в том числе отсутствие единичных точек отказа);

· увеличение полосы пропускания для настольных систем, снижение перегрузок и числа коллизий;

· предоставление услуг мультимедиа для учебной лаборатории;

· поддержка связи больших ЭВМ компании с отделом по работе с клиентами (архитектура SNA).

Кроме того, предложенная в проектах модернизация должна быть рассчитана на два года, причем от оборудования, установленного в первый год, сразу же должна быть получена отдача.

Свои предложения нам представили фирмы Bay Networks, Cabletron Systems, Cisco Systems, Digital, FORE Systems, IBM, Madge Networks, Newbridge Networks и 3Com. В ходе анализа поступивших проектов особое внимание мы уделяли предложениям производителей по распределению рекомендованной ими полосы пропускания и цене, которую компании XYZ придется за нее заплатить. Через неделю работы мы выбрали три наилучших, по нашему мнению, проекта — фирм FORE Systems, Newbridge и Cisco (они и рассмотрены в данной статье). Остальные шесть проектов, а также итоговая таблица с характеристиками всех девяти проектов будут представлены в следующем номере журнала.

В разделах, посвященных конкретным проектам, сначала приведено краткое описание проекта самим производителем, а затем дана его оценка сотрудниками журнала Network Computing.

Проект фирмы FORE Systems

Специалисты FORE Systems считают, что сегодня для более эффективной работы приложений необходимы масштабируемые, гибкие и высокопроизводительные сети с коммутаторами ATM на магистрали, каналами АТМ к серверам и коммутируемыми каналами к настольным компьютерам. Фирма является единственным производителем, который предлагает полную линию продуктов ATM — от адаптеров до оборудования для распределенных сетей, использующих единую программную платформу — межсетевую операционную систему ForeThought Internetworking Software — и управляемых с помощью системы ForeView Network Management Software. Ниже перечислены ряд преимуществ проекта FORE Systems:

Улучшение доступа к серверам, облегчение администрирования и уменьшение времени вынужденного простоя. Все это достигается за счет централизованного размещения серверов в административном здании и прямого подключения их к магистрали ATM по каналам 155 Мбит/с. Наличие в продуктах FORE Systems возможностей установки приоритетов для различных типов трафика в сочетании с развитыми средствами управления полосой пропускания ForeThought Bandwidth Management позволяет обеспечить более высокую степень использования ресурсов сети и защитить выполнение жизненно важных для предприятия запросов к базе данных в условиях "всплеска" трафика. Кроме того, благодаря уникальным средствам распределения нагрузки фирмы FORE Systems ключевые серверы можно подключить сразу к нескольким коммутаторам. Это увеличит производительность, уменьшит время ожидания и повысит отказоустойчивость сети.

Снижение нагрузки и уменьшение размеров доменов коллизий. Замена повторителей на коммутаторы PowerHub фирмы FORE Systems позволяет уменьшить размеры доменов коллизий, а следовательно, снизить число пользователей на одном сегменте с 1000 или более до менее 50. Дальнейшее увеличение производительности достигается подключением более 75% пользователей к выделенным портам 10 Мбит/с коммутаторов ForeRunner ES-3810.

Обеспечение отказоустойчивости. Отказоустойчивость коммутаторов ForeRunner ASX-200BX и ASX-1000 повышается за счет резервных (с распределением нагрузки) шнуров и источников питания, резервных вентиляторов и наличия средств контроля за окружающей средой, а также возможности "горячей" замены компонентов коммутаторов. Устройства PowerHub также снабжены резервными источниками питания.

Обеспечение масштабируемой и экономически эффективной инфраструктуры на срок более пяти лет. Установка коммутаторов ATM повышает мощность и "интеллектуальность" сети, увеличивает ее полосу пропускания. Реализация в ПО ForeThought интерфейса Private Network-to-Network Interface (PNNI) — единственная (на момент представления проекта) в отрасли реализация PNNI, масштабируемая до 2500 коммутаторов. Сетевые модули ForeRunner взаимозаменяемы и при дальнейшем развитии сети могут быть "передислоцированы", что позволит сохранить вложенные инвестиции.

Поддержка интегрированных услуг и видеотрафика для мультимедийной лаборатории. В коммутаторах ATM фирмы FORE Systems имеются развитые средства управления полосой пропускания, включая интеллектуальные буферы, организацию очередей на каждый виртуальный канал, сброс блоков данных на уровне пакетов и поддержку механизма Dual Leaky Bucket. Эти средства очень важны для обеспечения гарантированного качества обслуживания и эффективной поддержки интегрированных услуг.

Оценка проекта

Проект фирмы FORE Systems обеспечивает заказчику уникальный баланс между коммутируемыми и разделяемыми каналами Ethernet и мощной магистралью ATM. Его реализация позволит компании XYZ иметь сеть с пропускной способностью, превосходящей ее сегодняшние потребности. Сеть будет поддерживать работу мультимедийной учебной лаборатории и предоставит большие возможности по расширению.

В решении, предложенном FORE Systems, центральным является применение трех магистральных коммутаторов ASX-1000, которые формируют ядро сети. Они соединены между собой каналами ATM OC-12 (622 Мбит/с), а с сетями других зданий — каналами с пропускной способностью минимум 310 Мбит/с (два канала OC-3). Корпуса, где находятся отделы с самым высоким уровнем трафика, — инженерный и отдела продаж и технической поддержки — подключены к ядру сети по каналам OC-12 и резервным каналам ОС-3 (155 Мбит/с) с распределением нагрузки. Проект FORE Systems предполагает подключение серверов непосредственно к магистрали АТМ по каналам ОС-3 (155 Мбит/с).

На периферии сети для организации коммутируемых портов там, где они нужнее всего, фирма предлагает использовать свои коммутаторы PowerHub 6000, PowerHub 7000 и ES-3810. Проект FORE Systems позволит компании XYZ полностью реконструировать магистраль уже на первом этапе. К концу второго этапа более 60% пользователей будут подключены к коммутируемым портам Ethernet, причем по мере необходимости число коммутируемых портов можно будет и дальше увеличивать.

Фирма FORE Systems предложила превосходное решение (базируется на ATM 25 Мбит/с) по оборудованию мультимедийной учебной лаборатории. Оно предусматривает установку специальных аппаратных средств для преобразования видео из стандарта NTSC непосредственно в видеопотоки ATM, которые могут передаваться на несколько настольных компьютеров одновременно. Проект также предполагает использование единой платформы управления ForeView, что позволит централизованно управлять всей сетью компании XYZ.

В решении фирмы FORE Systems магистраль ATM "простирается" вплоть до аппаратных шкафов. В подвалах зданий устанавливаются коммутаторы ASX-200BX, обеспечивающие связь между сетевым операционным центром и этажами зданий. Предложив установить в подвальном помещении каждого здания только по одному ASX-200BX, фирме удалось снизить стоимость проекта. Однако если с коммутатором что-нибудь случится, то все здание останется без связи. Стоимость реализации проекта составляет около 2,37 млн долл., куда входит цена за адаптеры ATM для компьютеров мультимедийной лаборатории и серверов. К сожалению, в проекте не рассматривается решение задач, связанных с сетью SNA.

Проект фирмы Newbridge Networks

Опираясь на свое семейство продуктов VIVID, фирма Newbridge Networks предлагает стратегию перехода к сети на базе ATM, которая устранит все ограничения существующей сети компании XYZ. Семейство VIVID обеспечивает значительно большие возможности, чем традиционные коммутаторы, работающие на втором уровне модели OSI. Используя VIVID, можно органично включить высокоскоростную технологию ATM в существующую сеть и обеспечить к серверам коммутируемые каналы 100 и 155 Мбит/с, а к клиентским станциям — каналы 10 и 100 Мбит/с.

Эффективная работа корпоративной сети требует несколько большего, чем просто скоростные каналы связи. Благодаря технологии MPOA (Multi-Protocol Over ATM) архитектура VIVID устраняет "узкие" места традиционной маршрутизации и способна поддерживать почти любое приложение, включая передачу потоков видеоинформации. Поэтому VIVID может стать ядром интрасети, насыщенной мультимедиа-приложениями.

Базовым принципом архитектуры VIVID является обеспечение эффективного межсетевого взаимодействия за счет разделения функций маршрутизации и коммутации. В сети VIVID высокопроизводительные коммутаторы ATM занимаются непосредственной пересылкой данных, а центральный сервер маршрутов осуществляет выбор оптимальных маршрутов. Такой подход позволяет освободить коммутаторы от решения задач, связанных с маршрутизацией, и добиться высокой скорости и масштабируемости при межсетевом взаимодействии. Кроме того, "осведомленность" сервера маршрутов о всей сетевой топологии предоставляет мощные возможности по созданию виртуальных ЛВС в масштабах всей сети.

Изложенный подход дает определенные преимущества по сравнению с подходом, ориентированным на традиционную коммутацию. Эти преимущества особенно очевидны там, где наблюдается существенный рост межсетевого трафика за счет развертывания интрасетей, организации доступа к Интернет, пересылки графических файлов по электронной почте и централизации серверов, обслуживающих многочисленные подсети. Раньше, когда рабочие группы больше полагались на собственную компьютерную инфраструктуру, в типичных сетях, как правило, наблюдался постепенный рост трафика внутри подсетей. Традиционные коммутаторы прекрасно справлялись с решением задачи повышения полосы пропускания в рамках рабочих групп. Однако рост межсетевого трафика приводит к тому, что маршрутизаторы становятся "узким" местом сети. В сетях c коммутацией на втором уровне, например использующих режим LAN Emulation (LANE), трафик внутри подсетей передается (коммутируется) достаточно эффективно, но при этом не решается проблема появления "узких" мест при передаче трафика между подсетями. В архитектурах на основе MPOA, например таких, как VIVID, трафик между подсетями передается коммутаторами с использованием сквозных (shortcut) путей.

Оценка проекта

Проект, предложенный Newbridge Networks, как и проект фирмы FORE Systems, позволяет увеличить пропускную способность всей сети и сконцентрировать коммутирующие средства там, где они нужны больше всего. Разработанная Newbridge сеть базируется на магистрали ATM, которая обеспечивает сквозную маршрутизацию благодаря использованию технологии MPOA. Эта магистраль построена на базе коммутаторов Newbridge VIVID ATM Workgroup Switch. В каждом здании находятся один или два таких коммутатора, подключенные к сетевому операционному центру по двум каналам ATM OC-3 (155 Мбит/с), обеспечивающим распределение нагрузки.

Решение фирмы Newbridge предусматривает подведение каналов ATM OC-3 к аппаратным шкафам, имеющимся на каждом этаже, в которые помещаются пограничные устройства VIVID Orange Ridge c 12 портами 10/100 Мбит/с. Для коммутации на этажах используются устройства GeoRim EDT/FE, оборудованные 16 портами Ethernet и портом Fast Ethernet. Таким образом, 30% всех пользователей предполагается подключить к выделенным портам коммутаторов, а остальные 70% — к существующим 64- и 24-портовым концентраторам. В сетевом операционном центре 43 сервера подключаются по каналам Fast Ethernet, а 33 сервера — по каналам 155 Мбит/с напрямую к магистрали ATM.

Особое внимание специалисты Newbridge уделили инженерному корпусу. Для увеличения пропускной способности на каждом его этаже предложено разместить по два устройства Orange Ridge. В этом случае 288 коммутируемых портов Ethernet обеспечат для 96% инженеров предприятия выделенную полосу пропускания 10 Мбит/с. Потребности учебной лаборатории в услугах мультимедиа решаются выделением необходимого числа коммутируемых портов.

В проекте Newbridge использована технология MPOA; она позволяет отказаться от применения внешних маршрутизаторов и предполагает наличие сервера маршрутов Route Server. Сеть компании XYZ оборудуется основным и резервным серверами Route Server, которые будут размещены в сетевом операционном центре и инженерном корпусе соответственно. Причем, по утверждению специалистов Newbridge, благодаря архитектуре MPOA сеть будет поддерживать передачу данных мультимедиа не только на рабочие станции учебной лаборатории.

Стоимость проекта, предложенного Newbridge, — около 1,97 млн долл., а при использовании дополнительных средств резервирования она возрастет до 2,2 млн долл. Проект обеспечивает высокую пропускную способность на периферии сети, в нем эффективно решены задачи предоставления необходимой полосы пропускания на ключевых ее участках и предусмотрено рациональное использование уже имеющегося оборудования.

Проект фирмы Cisco Systems

По мере того как коммутация становилась все более и более важной при построении сетей масштаба небольшого городка, фирма Cisco Systems, используя свою межсетевую операционную систему IOS (Internetwork Operating System) и другие передовые технологии и продукты, заняла лидирующую позицию в области оборудования для таких коммутируемых сетей. Для их создания Cisco предлагает самые современные коммутаторы, в том числе и ATM, а также соответствующие решения по организации виртуальных ЛВС для любой сетевой технологии. В процессе развития сетей ATM становится очевидным, что применение режима эмуляции ЛВС и протокола PNNI является ключевым моментом при построении большинства сетей масштаба небольшого городка. Большую роль при этом будут играть и другие стандарты, например такие, как MPOA.

Система IOS фирмы Cisco стала фактически отраслевым стандартом в области ПО межсетевого взаимодействия. Сегодня IOS используется в автономных маршрутизаторах, модулях маршрутизации (устанавливаемых в концентраторах), файл-серверах, многофункциональных коммутаторах доступа к распределенным сетям, сетевых коммутаторах, коммутаторах ATM и учрежденческих ATC, поддерживающих ATM. Эта система не только обеспечивает традиционные маршрутизацию и коммутацию, но и предоставляет возможности многоуровневой коммутации, создания виртуальных ЛВС, организации служб межсетевого взаимодействия в сети ATM, а также дополнительные средства поддержки мультимедиа-приложений, анализа трафика и управления им.

В предложенном проекте нашли отражение следующие специфические свойства системы Cisco IOS:

Масштабируемость. Программные средства поддержки ставшего стандартом протокола PNNI используются при построении больших корпоративных магистралей, сетей поставщиков услуг Интернет и телефонных компаний для обеспечения их масштабируемости.

Надежность. В целях повышения надежности сети в предложении фирмы Cisco предусмотрено использование протоколов Simple Server Redundancy Protocol (SSRP) для резервирования служб LANE; Hot-Standby Router Protocol (HSRP) для резервирования маршрутизаторов; PNNI для резервирования каналов (с распределением нагрузки) по всей сети АТМ; остовного дерева (Spanning Tree Protocol) для предотвращения образования петель на канальном уровне, а также механизма Dual Phy ATM для резервирования каналов на границе сети АТМ.

Многоадресная передача. Протокол Cisco Group Multicast Protocol (CGMP) обеспечивает масштабируемую многоадресную передачу трафика во всей сети масштаба небольшого городка.

АТМ-коммутатор LightStream 1010 фирмы Cisco предназначен для установки на магистралях корпоративных и других сетей различного масштаба — от сетей рабочих групп до городских сетей. По конструкции он похож на Catalyst 5000 — модульный коммутатор с высокой плотностью коммутируемых интерфейсов, который может работать как пограничное устройство и устанавливаться на периферии сети или в ее центре. Наряду с другими возможностями, поддерживаемыми Cisco IOS, Catalyst 5000 обеспечивает создание виртуальных ЛВС и многоуровневую коммутацию. Модульная конструкция коммутатора позволяет подключать сетевые сегменты или высокопроизводительные рабочие станции и серверы по выделенным каналам Ethernet и Fast Ethernet. В качестве магистральных могут использоваться каналы Fast Ethernet, FDDI (CDDI) и ATM.

Оценка проекта

Фирма Cisco предлагает построить скоростную и мощную магистраль на базе каналов 622 Мбит/с и обеспечить полностью резервируемое подключение аппаратных шкафов по каналам 155 Мбит/с. Ядро магистрали — четыре коммутатора LightStream 1010, соединенные по принципу "каждый с каждым", что гарантирует максимальную надежность. Все здания подключаются к двум центральным коммутаторам по каналам 622 Мбит/с. Таким образом образуется ячеистая структура сети, которая гарантирует полное сохранение ее работоспособности в случае отказа любого из центральных коммутаторов или коммутаторов, установленных в одном из зданий. Дополнительная группа коммутаторов LightStream 1010, расположенная в центре сети, обеспечивает связь по выделенным каналам 155 Мбит/с со всеми сетевыми серверами. Четыре маршрутизатора Cisco 7507 служат для маршрутизации трафика между виртуальными ЛВС и эффективного сопряжения с сетью SNA.

В каждом здании установлено по два коммутатора LightStream 1010, связанные с ядром сети двумя каналами 622 Мбит/с (OC-12). Эти коммутаторы соединены с каждым аппаратным шкафом двумя каналами 155 Мбит/с (OC-3), работающими в режиме "горячего" резервирования, но без распределения нагрузки.

Установленные в аппаратных шкафах коммутаторы для рабочих групп Catalyst 5000 заполнены 48-портовыми модулями — в каждом модуле имеются четыре группы по 12 разделяемых портов. Такое решение фирма предлагает использовать по всей сети, а коммутируемые порты Ethernet или Fast Ethernet — только там, где это необходимо.

В проекте Cisco не предусмотрены специальные средства для передачи данных мультимедиа в учебной лаборатории, но подчеркиваются высокая скорость работы сервера LANE Broadcast and Unknown Server и возможности по управлению многоадресной передачей с помощью протокола CGMP. В принципе специалисты фирмы предлагают использовать для передачи мультимедиа-данных интерфейсы ATM 25 и 155 Мбит/с, но, как уже отмечалось, в своем проекте они не предусмотрели наличия таких интерфейсов.

В предложенном проекте отсутствует также четкое деление процесса построения новой сети на два этапа, но рекомендуется сначала создать магистраль ATM, а затем постепенно добавлять коммутаторы Catalyst 5000 параллельно с эксплуатацией существующей сети. Решение Cisco обеспечивает микросегментацию сети за счет групповой коммутации, при которой каждый домен коллизий включает в себя не более 12 рабочих станций пользователей. Магистраль доводится до каждого аппаратного шкафа, что обеспечивает высокоскоростные соединения между любыми точками сети и широкие возможности для ее роста.

Стоимость проекта фирмы Cisco составляет 4,35 млн долл. Специалисты Cisco предлагают снизить ее, уменьшив число портов 622 Мбит/с (OC-12) на магистрали. Однако такое снижение, составляющее менее 25% от общей стоимости сети, серьезно отразится на ее масштабируемости. И наконец, в проекте Cisco не предусмотрено использование большого числа уже имеющихся у компании XYZ повторителей Ethernet





  
9 '1997
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Российский сетевой ландшафт в двух измерениях

локальные сети

• Двухпроцессорные серверы на базе Pentium Pro

• Восемь сетевых цветных принтеров

• Философия успешного производства (интервью Зоара Зисапеля)

корпоративные сети

• Многопротокольный удаленный доступ через Интернет

• Модернизация сети с помощью АТМ (часть I)

• Следите за маршрутизаторами!

• Передовые технологии: Layer 3 Switching (часть II)

• Ярмарка компьютерных чудес в Новом Орлеане

услуги сетей связи

• Развитие российской сети ОКС №7 - основа современных услуг связи

• Анатомия модемных "56К-технологий" (часть II)

• Конференц-связь: проблемы и решения

интернет и интрасети

• Сезам, откройся!

• Проектирование отказоустойчивых корпоративных сетей TCP/IP

• Анализ журнала регистраций узла Web, или Поиск рецепта успеха

защита данных

• Игра ва-банк с сетевыми "медвежатниками"

новые продукты

• О суеверии, коммутаторе Catalyst 5500 и лаборатории PLUS Communications, Недорогой сервер Digital в России

только на сервере

• Интернет в вопросах и ответах. Продолжение



 Copyright © 1997-2001 ООО"Антонюк Консалтинг". Тел. (095) 234-53-21. Факс (095) 974-7110. вверх