В фокусе форума RUS.NET 2016, организованного «Журналом сетевых решений/LAN», находился комплексный подход, учитывающий особенности как пассивной, так и активной составляющих.

Сегодня уже никого не надо убеждать в том, сколь важное значение для современных ИТ-систем имеет надежная и высокопроизводительная сетевая инфраструктура. Роман Китаев, глава представительства CommScope в России и СНГ, призывает комплексно подходить к выбору инфраструктурных решений с учетом таких факторов, как:

  • требуемая скорость передачи;
  • расстояние и конфигурация тракта;
  • возможность перехода на следующее поколение сетевых технологий (поддержка более высоких скоростей);
  • совокупная стоимость владения с учетом стоимости как пассивной (кабельная система), так и активной (сетевое оборудование) составляющих.

Изменение подходов к проектированию и построению кабельной инфраструктуры во многом обусловлено изменением архитектуры самой сети. Последние два десятилетия доминировала классическая трехуровневая сетевая архитектура, предполагающая наличие уровней доступа, агрегации и ядра. Однако несколько лет назад виртуализация серверных ресурсов привела к необходимости организации неблокируемой инфраструктуры. Проектировщиками локальных сетей на вооружение была взята архитектура сетевой фабрики, традиционно применяемая в сетях СХД. По сути, эта архитектура была адаптирована для сетей передачи данных, строящихся на основе Ethernet.

Раньше, когда доминировали строгие иерархические сетевые архитектуры, проектировщики СКС могли вообще ничего не знать об особенностях размещения активного сетевого оборудования. По большому счету особенностей этих и не было: все было четко определено. Детали расположения оборудования стали принципиально важны при переходе к новой топологии – сетевой фабрике.

Сетевая инфраструктура в комплексе

РАЗНООБРАЗИЕ СЦЕНАРИЕВ

«Если сегодня ко мне приходит заказчик с вопросом, как спроектировать СКС для ЦОДа, то для ответа мне необходимо четко знать, где будет устанавливаться сетевое оборудование: в каждой стойке (ToR), в середине (MoR) или в конце ряда стоек (EoR), — рассказывает Степан Большаков, технический директор CommScope Enterprise Solutions в России и СНГ. — Мы впервые за много лет попали в ситуацию, когда СКС привязана к той сети, которая будет поверх нее работать».

При этом появилось огромное количество вариантов и сценариев построения сети, в связи с чем очень важно просчитать совместную стоимость установки и эксплуатации как пассивного, так и активного оборудования. Степан Большаков приводит в качестве примера два варианта реализации сетевой фабрики. В первом варианте коммутаторы доступа (leaf) устанавливаются в каждой стойке (ToR) и связываются с коммутаторами ядра (spine) каналами 40G. Объем медной кабельной инфраструктуры минимален: серверы подключаются к коммутаторам соответствующими шнурами или короткими твинаксиальнымы кабелями непосредственно в стойках с ИТ-оборудованием (каналы 10G). Основная часть кабельной инфраструктуры — оптическая (см. рис. 1).

Рис. 1. Вариант построения сетевой фабрики по топологии leaf-spine с установкой коммутаторов в каждой стойке (ToR)
Рис. 1. Вариант построения сетевой фабрики по топологии leaf-spine с установкой коммутаторов в каждой стойке (ToR) 

 

В таком варианте необходимо организовать достаточно много протяженных каналов 40G для подключения коммутаторов доступа к коммутаторам ядра. Это можно сделать только с помощью оптики. Соответственно, расходы на активное оборудование будут большими (оптические трансиверы 40G стоят порядка 1000 долларов), зато медножильных кабелей потребуется меньше — все 10-гигабитные подключения серверов будут реализованы в самих стойках.

Другой вариант: сконцентрировать коммутаторы в середине (MoR) или в конце (EoR) ряда стоек и подключить к ним серверы каналами 10G (см. рис. 2). Это позволит существенно снизить стоимость активного оборудования, поскольку вместо оптических можно будет использовать коммутаторы с медными портами 40GBase-T: каналы 40G будут значительно короче (коммутаторы доступа и ядра можно установить рядом, даже в одной стойке), а потому их можно реализовать посредством медных кабелей прямого подключения (DAC). Правда, при этом вырастут расходы на ту часть СКС, которая используется для подключения серверов к коммутаторам доступа. Но, несмотря на это, по оценкам Broadcom, стоимость данного варианта оказывается примерно в три раза ниже.

Рис. 2. Вариант построения сетевой фабрики по топологии leaf-spine с установкой коммутаторов в середине (MoR) или в конце (EoR) ряда стоек
Рис. 2. Вариант построения сетевой фабрики по топологии leaf-spine с установкой коммутаторов в середине (MoR) или в конце (EoR) ряда стоек 

 

При анализе подобных проектов необходимо принимать во внимание все факторы, которые влияют на стоимость внедрения и эксплуатации. А это трудно сделать, когда «пассивщики» и «активщики» работают раздельно, при этом каждый «тянет одеяло на себя».

Важным фактором при проектировании кабельной инфраструктуры является обеспечение поддержки следующего поколения активного сетевого оборудования. «Оборудование LAN и SAN устанавливается на 3–5 лет, тогда как СКС «живет» от одной глобальной перестройки до другой. В офисных инсталляциях это 7–10 и даже 15 лет, в ЦОДах — 5–7 лет. За это время происходит смена двух поколений активного оборудования, а как показал опыт последних лет — часто и смена парадигмы построения сети», — объясняет Степан Большаков.

Если рассматривать приведенный выше пример, то с точки зрения поддержки будущих версий Ethernet оптика, конечно, предпочтительнее. При этом, чтобы обеспечить возможность последующей адаптации и реконфигурирования кабельного решения, желательно использовать претерминированные решения.

ВЫБОР КАТЕГОРИИ И КЛАССА

При выборе среды передачи важно учитывать не только поддерживаемые скорости, но и качество передачи трафика, на что в своем выступлении обратил внимание Виталий Алипов, технический директор «РИТ СНГ». Так, например, при прочих равных условиях число ошибок при передаче высокоскоростных потоков по СКС Категории 5е более чем в 10 раз превышает число ошибок, возникающих при использовании Категории 6. По этой причине даже для офисных инсталляций специалисты рекомендуют более качественную проводку Категории 6. По словам Виталия Алипова, предприятия и организации государственного сектора, имеющие здания в собственности, применяют и компоненты Категории 6А — в первую очередь с расчетом на перспективу.

Что касается медножильной проводки в ЦОДах, то в них уже доминирует Категория 6А, поскольку она позволяет обеспечить скорость 10G в трактах протяженностью до 100 м. В некоторых проектах применяется и Категория 6, которая также гарантирует поддержку 10G, но на линиях существенно меньшей длины. По данным, которые приводит Виталий Алипов, компоненты категорий 7 и 7А практически не используются. Он полагает, что недавно стандартизированная Категория 8, рассчитанная на поддержку скоростей 25 и 40G, первое время будет применяться преимущественно для организации соединений между коммутаторами.

Основной средой в кабельной инфраструктуре ЦОДов является оптика, в первую очередь решения на основе волокон классов OM3 и OM4, обеспечивающие поддержку скоростей до 100G включительно. Все чаще предпочтения отдаются претерминированным решениям на базе многоволоконных соединителей MPO/MTP, которые, как уже говорилось выше, обеспечивают возможность адаптации и реконфигурирования кабельной инфраструктуры.

Выступавшие на форуме RUS.NET специалисты CommScope и «РИТ СНГ» отмечают большие перспективы нового класса волокна ОМ5, которое имеет необходимую широкополосность для спектрального уплотнения нескольких (на данный момент четырех) оптических каналов в одном волокне. Это позволит обеспечить поддержку уже стандартизованных для Ethernet скоростей 40G и 100G при использовании меньшего числа волокон (для передачи таких потоков достаточно одного волокна), а также более высоких скоростей, таких как 400G. (Более подробно об OM5 см. статью Алексея Кириллова «Эволюция многомодового волокна: от OM1 к OM5», опубликованную в декабрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2016 год.)

 

RUS.NET 2016: коротко о главном

В конце ноября в Москве прошел первый международный форум RUS.NET. Проект RUS.NET опирается на более чем десятилетний опыт проведения командой «Журнала сетевых решений/LAN» форумов Ethernet Forum и «Сетевая инфраструктура» и позиционируется организаторами как профессиональная площадка для обсуждения актуальных деловых и технологических вопросов, связанных с сетевыми инфраструктурами. Золотыми партнерами RUS.NET 2016 выступили компании CommScope и Mellanox, а его партнерами стали компании Extreme Networks, R&M и «РИТ СНГ».

Важное значение для современных ИТ-систем имеет надежная и высокопроизводительная сетевая инфраструктура. Роман Китаев, глава представительства CommScope в России и СНГ, призвал комплексно подходить к выбору инфраструктурных решений, учитывая совокупную стоимость владения как пассивной (кабельная система), так и активной (сетевое оборудование) составляющими. «CommScope предлагает сценарный метод планирования, который, в частности, предполагает изначальный учет перехода в будущем на более высокие скорости, что позволит максимально защитить сделанные инвестиции», — сказал он.

Одна из тенденций сетевой отрасли — переход от традиционного (закрытого) подхода к построению сетей, основанного на использовании проприетарного оборудования одного производителя, к новым открытым архитектурам, за которые ратуют многие компании, включая Mellanox. По мнению представителя этой компании Александра Петровского, закрытый подход ограничивает инновации и гибкость сетевой инфраструктуры, исключает возможность выбора. «Инициатива Mellanox Open Ethernet основана на принципах Open Source и позволяет заказчикам выбирать лучшее аппаратное и программное обеспечение для построения сетевой инфраструктуры на базе открытых протоколов и технологий», — отметил он.

Другая ключевая тенденция — переход к программно определяемым сетям. Двумя фокусными областями применения таких сетей являются облачные центры обработки данных и операторские сети. Драйвером внедрения сетевой виртуализации, SDN и NFV для тех и других служит потребность в оперативном предложении инфраструктуры по запросу. От ознакомления с технологией российские компании переходят к ее реальному внедрению. Не случайно основное внимание на секции «Сетевая виртуализация. SDN. NFV» уделялось практическим стратегиям перехода от традиционных сетей к SDN и опыту первых реальных внедрений на операторских сетях.

На RUS.NET были представлены также основные тенденции в области беспроводных сетевых технологий. Что касается Wi-Fi, то здесь эксперты отмечают рост спроса на решения высокой плотности, в том числе и для стадионов. Один из таких проектов с использованием технических решений Cisco был недавно реализован на новом стадионе ФК «Краснодар». Большой интерес собравшихся вызвали решения по построению энергоэффективных распределенных сетей LPWAN для Интернета вещей. Используемые для таких сетей технологии обеспечивают большую дальность связи (10–50 км), энергоэффективность (10 лет работы датчика от батареи) и масштабируемость (свыше 2 млн устройств на одну базовую станцию), при этом скорость передачи невысока, но достаточна для работы датчиков.

Форум завершился панельной дискуссией, посвященной актуальной теме импортозамещения. В ней приняли участие представители российских компаний «Метротек», «СТРИЖ Телематика», «Зелакс», ЦПИКС и T8. Большинство участников негативно оценили запретительные меры в отношении зарубежного оборудования, высказав заинтересованность в честной конкуренции и международной кооперации. Помогать российским производителям лучше не запретами для их конкурентов, а мерами по развитию рынка. Большие надежды по повышению доли разработок российских компаний связаны с недавним решением Минпромторга по субсидиям отечественным производителям.

 

КАК ГАРАНТИРОВАТЬ СКОРОСТЬ

При увеличении скорости передачи данных существенно сокращается допустимый бюджет потерь в оптической линии. Например, для гигабитной линии этот бюджет составляет 3,56 дБ, для 10G — уже 2,6 дБ, а для 100G — всего 1,5 дБ. Соответственно, повышаются требования к качеству монтажа, а также важность тестирования.

При малой величине допустимых вносимых потерь чрезвычайно важно гарантировать отсутствие загрязнений в местах соединений. Даже небольшая пылинка может заблокировать сердцевину волокна, вызвав сильное обратное отражение сигнала и увеличив вносимые потери. Независимый эксперт Игорь Панов рекомендует следовать принципу «Проверьте, перед тем как подключить» — Inspect Before You Connect (IBYC). Для проверки состояния торцов волокон и коннекторов обычно используются портативные микроскопы. По утверждению Игоря Панова, рынок созрел для понимания важности использования таких приборов, их активно покупают как операторы связи, так и корпоративные заказчики.

Для работы с многоволоконными соединителями MPO/MTP на рынке появились соответствующие переходники для микроскопов, позволяющие видеть все 12 (или даже 24) волокон. Для тестирования кабельных каналов с такими соединителями также выпущены решения, позволяющие сразу измерить затухание сигнала на всех волокнах MPO/MTP. (Подробнее о тестировании оптических кабельных систем см. статью Степана Большакова, опубликованную в ноябрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2016 год.)

Непосредственно убедиться в том, что построенная сеть обеспечивает поддержку необходимых скоростей, позволяют высокоуровневые тесты. Одной из самых известных является методика, описанная в документе RFC2544. Тестирование по RFC2544, помимо собственно пропускной способности проверяемого участка, позволяет определить задержку и частоту потери кадров (в зависимости от нагрузки). Однако методика RFC2544, стандартизованная еще в 1999 году, по словам Игоря Панова, устарела и, по сути, годится только для тестирования каналов в «тепличных» условиях. В частности, она ориентирована только на проверку каналов «точка — точка» и не позволяет ни измерить вариацию задержки (джиттер), ни учесть различные типы сервисов, которые могут передаваться по каналу.

Игорь Панов рекомендует ориентироваться на более современный стандарт ITU-T Y.1564: он принят в 2011 году, затем доработан (последнее обновление утверждено в феврале 2016 года). Тестирование в соответствии с ITU-T Y.1564 позволяет имитировать различные типы сервисов (данные с высоким приоритетом, голос, видео, Web-трафик с низким приоритетом и пр.), учесть вариацию задержки и т. д. В целом эта методика дает возможность создать в ходе тестирования нагрузку на канал связи, максимально близкую к реальной.

Одной из тенденций нынешнего времени является то, что заказчики стараются выжать максимум из имеющейся инфраструктуры. Поэтому они все чаще обращаются к методикам тестирования на еще более высоких уровнях, позволяющим отслеживать производительность сервисов, в том числе облачных. В основе большинства соответствующих решений лежит рекомендация RFC6349 (Framework for TCP Throughput Testing), разработанная для проверки качества и производительности приложений.

«Крупные заказчики все чаще ориентируются на системы мониторинга, которые связаны с анализом реального трафика. Все «наелись» лоскутным тестированием. Сервисы становятся сложными. Есть локальная сеть, есть сеть хранения, есть балансировщики нагрузки, трафик идет разными путями. Если требуется реальное понимание того, как работает сервис, нужен анализ реального трафика», — делает вывод Игорь Панов.

Александр Барсков, ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN»

Купить номер с этой статьей в PDF