Пропускная способность предлагается в необходимом объеме и по доступной цене практически повсеместно в Европе, однако большинство предприятий по-прежнему страдает от проблем с производительностью, что самым непосредственным образом сказывается на продуктивности и доходах. В чем же причина неприятностей и как управление пропускной способностью может помочь с ними справиться?

Удивительно, но факт: в 2005 г. предприятия осведомлены о производительности своих ключевых приложений еще меньше, чем 10 лет назад. Мало кто знает, какие данные проходят через их сети и какова эффективность работы приложений, на которые опирается их модель бизнеса, — во многом это следствие перехода к конвергентным сетям.

Хотя конвергенция, т. е. объединение различных услуг, таких, как передача данных и IP-телефония (Voice over IP, VoIP) в одной сети, воспринимается как сравнительно недавний феномен, этот процесс в действительности уже начался достаточно давно. Электронная почта, пункты продажи на базе Х.25 и банковские приложения в системной сетевой архитектуре (Systems Network Architecture, SNA) — вот примеры приложений, уже давно переведенных в сети IP.

Поскольку в большинстве компаний все приложения взаимодействуют по сетям IP, они конкурируют между собой в сети за доступную пропускную способность. Тенденция особенно заметна там, где она в принципе невелика — в глобальных сетях (Wide Area Network, WAN). В «бутылочном горлышке», на стыке между локальной и глобальной сетью, таким деловым приложениям, как VoIP или ERP, которым требуются постоянная пропускная способность и умеренная задержка, приходится сосуществовать с другими, также претендующими на всю имеющуюся в наличии пропускную способность. К таковым относятся, в частности, тиражирование баз данных или электронная почта, не слишком чувствительные к задержке в сети.

Дополнительно деловым приложениям приходится соперничать с частной активностью пользователей в сети. Чаще всего проблемы возникают по следующим причинам.

  1. Потребность приложений в пропускной способности не связана с их значимостью для предприятия.
  2. В случае больших объемов передаваемых данных весь трафик задерживается в очередях на выходе в глобальную сеть. В результате возникают непредсказуемые и неконтролируемые задержки во всей сети.
  3. Если в течение длительного времени необходимо передавать больше данных, чем позволяет емкость канала глобальной сети, то некоторые пакеты теряются. Это приводит к еще более длительной, более непредсказуемой задержке и к неизбежному повышению объема трафика, поскольку приложениям приходится заново отправлять информацию.

Задача продуктов для управления пропускной способностью заключается в контроле за этими тремя элементами и обеспечении постоянной производительности для приложений в сети. Обычно разработчики выбирают один или несколько вариантов из трех подходов: создание виртуальной пропускной способности путем сжатия и/или промежуточного сохранения (кэширования), контроль трафика данных при помощи технологий очередей и назначения приоритетов, а также профилирование трафика путем управления потоками данных ТСР.

СЖАТИЕ И КЭШИРОВАНИЕ

Сжатие и кэширование трафика данных, строго говоря, не относятся к управлению пропускной способностью, однако позволяют снизить объем данных, проходящих через глобальную сеть, и тем самым улучшить производительность приложений. При этом необходимо учитывать, что даже если некоторые производители рекламируют «10-кратное сжатие» или «1000-процентную экономию», то в действительности достижимо лишь двух—четырехкратное сжатие. Тем не менее виртуальное расширение пропускной способности значительно дешевле аренды реальной пропускной способности соответствующей величины, поскольку требует однократной инвестиции, а не постоянных ежемесячных выплат.

Однако одно лишь сжатие и кэширование всего трафика данных — отнюдь не достаточное решение. Это сравнимо с предоставлением большей пропускной способности: многие деловые приложения и без того пересылают данные в уже сжатом виде, поэтому выгоду в первую очередь получают не чувствительные ко времени деловые и неделовые приложения. Соединению VoIP или сеансу ERP требуется приблизительно от 20 до 30 Кбит/с — величина доступной пропускной способности здесь не имеет значения: 128 Кбит/с или 10 Мбит/с.

В случае одноранговых приложений, напротив, можно заметить рост производительности: скорость загрузки и выгрузки данных увеличивается, когда предоставляется большая пропускная способность. Тиражирование баз данных занимает меньше времени, потоковые приложения также функционируют лучше, т. е. сжатие само по себе лишь увеличивает пропускную способность и позволяет создавать больше потоков данных или сеансов. Однако важные для предприятия и чувствительные ко времени приложения по-прежнему конкурируют с теми, которые, собственно говоря, могут обойтись и меньшей пропускной способностью (см. Рисунок 1).

РАССТАНОВКА ПРИОРИТЕТОВ

Контроль трафика данных путем задания приоритетов представляет собой альтернативный метод, который все маршрутизаторы используют на интерфейсе с глобальной сетью, а также некоторые продукты управления пропускной способностью. Посредством изощренных механизмов формирования очередей и приоритезации эта технология позволяет следить за тем, чтобы при передаче в глобальную сеть отдавалось предпочтение наиболее чувствительному ко времени трафику данных. Кроме того, ключевые приложения она пытается «обслужить» чаще, чем персональные, благодаря чему наиболее важные приложения получают большую пропускную способность, поскольку их пакеты отсылаются чаще. Преимущество такого решения в том, что оно интегрировано в маршрутизаторы доступа глобальной сети, поэтому дополнительной платы за него не требуется.

Назначение приоритетов и организация очередей для трафика данных широко используются провайдерами услуг, при помощи этой технологии они предлагают предприятиям услуги на базе многопротокольной коммутации меток (Multi-Protocol Label Switching, MPLS). В таком решении маршрутизатор отвечает не только за эффективное формирование очередей, но и за назначение трафику данных правильного класса услуг (Class of Service, CoS).

Впрочем, этот подход имеет несколько недостатков при управлении трафиком данных: в случае изрядного их объема пакеты в очередях задерживаются на неопределенный срок. Если количество данных станет слишком большим, то переполняются даже очереди с низким значением приоритета, а пакеты отбрасываются. В результате возникают крупные заторы из данных, поскольку информация запрашивается повторно.

УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ

Последний рассматриваемый подход к управлению пропускной способностью нацелен на контроль над скоростью, с которой потоки данных проходят через интерфейс глобальной сети. Этот метод призван обеспечить постоянное наличие достаточной для ключевых приложений пропускной способности (см. Рисунок 2). Кроме того, он предотвращает переполнение очередей и таким образом гарантирует определенное время задержки в канале глобальной сети. Метод называется «контроль скорости», использует комбинацию управления окнами ТСР и информацией заголовков для ограничения поступления или отправки данных через интерфейс глобальной сети. Этот подход рассчитан на все типы глобальных сетей, однако наиболее пригоден для сред MPLS, где провайдер услуг должен обеспечить определенную производительность в соответствии с соглашениями об уровне сервиса (Service Level Agreement, SLA). Основными параметрами являются пропускная способность, время задержки и ее вариация.

Наиболее частой проблемой, возникающей в связи с управлением скоростью, является сложность: по каждому каналу глобальной сети необходимо пересылать десятки или даже сотни потоков данных от приложений.

Каждый метод управления пропускной способностью обладает своими достоинствами и недостатками, для их успешного применения должно быть выполнено одно общее требование: пользователь должен представлять картину происходящего в сети, а именно это часто и не учитывается при их реализации. Пока не установлено, какие же приложения работают в сети, невозможно быть уверенным в том, что пропускная способность предоставляется действительно нужным приложениям. Если приложения не идентифицируются вплоть до прикладного уровня, то одноранговый трафик может «прятаться» за предназначенными для ERP портами ТСР. Кроме того, нет различия между частным просмотром Web и прослушиванием потокового радио по Internet от критичного для предприятия трафика данных HTTP XML. Ни один подход к управлению пропускной способностью не будет действительно эффективным, пока он не предлагает полный обзор всех управляемых приложений. Это требование должно быть приоритетным.

Штефан Пикерт — региональный менеджер компании Packeteer. С ним можно связаться по адресу: mw.@lanline.awi.de.

? AWi Verlag