Большие ожидания
Борьба за единство
Дуэль стандартов
Неизвестный ABR
Кому это нужно?
Локальная неопределенность
Определенно известно одно...

Picture 1Стандарты вызывают яростные споры и в сфере коммуникаций масштаба предприятия разгорается конкуренция, но их участь в сфере глобальных сетей не внушает опасения.

По поводу ATM определено известно: он был чересчур разрекламирован с самого начала. Сначала были хорошие известия: Asinchronous Transfer Mode позволит вам создавать единую локальную/глобальную сеть масштаба предприятия, которая будет обрабатывать данные, голос, видео - вы сами все назовете. А АТМ-Форум гарантирует совместимость продуктов различных производителей, поэтому у вас будет свобода выбора.

Понятно, что все оказалось далеко не так, и позже начали распространяться неприятные слухи: для локальных сетей ATM умер.

Слухи о смерти ATM сильно преувеличены, но его перспективы довольно туманны. Бурные дебаты по поводу важнейших стандартов в открытую ведутся в АТМ-Форуме. Появляются сообщения, в которых говориться об угрозе устаревания установленных сейчас коммутаторов. Вместо того, чтобы экспериментировать с ATM, многие пользователи предпочитают frame relay или Fast Ethernet.

Возникает огромное количество вопросов. Почему пробуксовывает работа АТМ-Форума? Когда будут приняты основные стандарты? И когда они будут применяться? Воцарится ли ATM в сетях или его роль постепенно сойдет на нет? Насколько безопасно вкладывать средства в ATM сейчас? Может быть стоит немного подождать?

Большие ожидания

Давайте начнем с АТМ-Форума. Возможно самой большой ошибкой была слишком успешная самореклама. Надежды, которые возлагали на ATM пользователи достигли такого размаха, что дальше уже не о чем было мечтать. Технологии аналогичного уровня, такие как TCP/IP, развивались в течение десятилетий. Для того, чтобы ожидания были бы более реальными, ATM Forum, возможно, должен был бы присвоить себе статус исследовательского проекта, как раньше Internet Engineering Task Force (IETF).

На самом деле АТМ-Форум был невероятно продуктивен. К маю были завершены 62 спецификации, в том числе User-Network Interfaces (UNI), определяющий, каким образом устройства подключаются к сетям ATM с различными скоростями, эмуляция локальной сети (LAN Emulation - LANE), эмуляция каналов, базовые сигналы между переключателями, основные принципы тестирования и семантику API. Еще 34 спецификации, в том числе перечисленные в Таблице 1, находятся в стадии разработки.

Ведущиеся работы
Планируемое
время выпуска
Broadband Internet-Carrier
Interconnect (BICI) 3.0
LAN Emulation (LANE) 2.0
апрель 1997 г.
Multiprotocol over ATM
(MPOA) 1.0
февраль 1997 г.
Inverse ATM Multiplexing
Integrated Private Network-
Network Interface (I-PNNI)
Residential Broadband (RBB)
декабрь 1996 г.
Security 1.0
февраль 1997 г.
Voice and Telephony over
ATM (VTOA)
октябрь 1996 г.

Таблица 1.

Борьба за единство

Но продуктивность имеет свои недостатки. Новые спецификации извергаются настолько быстро, что пользователи не очень хорошо понимают, что с чем работает. Требует ли Traffic Management 4.0 наличия Signaling 4.0 или будет работать с UNI 3.1? Хуже того, нет никакой гарантии обратной совместимости. Из-за несовместимости сигнальных протоколов, устройство, которое поддерживает UNI 3.1 не может завершить вызов к тем, которые поддерживают UNI 3.0.

Соглашение Anchorage Accord, утвержденное на апрельской встрече Форума, представляет собой решение возникшей проблемы. Оно определяет основные спецификации, необходимые для устойчивой инфраструктуры ATM, плюс спецификации приложений и услуг для многофункциональных сетей. Anchorage Accord - это объединение спецификаций, нацеленных на перспективу. Согласование также подразумевает новые критерии для принятия решения и базовые спецификации будут пересматриваться только с целью разрешения проблем интероперабельности. И еще один важный момент: новые версии должны теперь быть совместимы со своими предшественниками. Ревизия спецификаций уже запланирована, поскольку Добровски отметил, что "еще не все спецификации имеют один и тот же уровень соответствия".

К примеру, Broadband Inter-Carrier Interconnect 2.0, который определяет стандарт интерфейса между общедоступными сетями, поддерживает UNI 3.1, поэтому он должен быть поднят до уровня 4.0.

Спецификации на уровне 4.0 появились относительно недавно, поэтому соответствующие ему продукты не займут стабильное положение до начала 1997 года. В то же время предусмотрительные пользователи могут основывать свои сети ATM на UNI 3.1, LANE 1.0 и службах эмуляции канала (Circuit Emulation Services). Хотя они не настолько гибкие как семейство 4.0, тем не менее этот базовый набор обеспечивает надежные широкие каналы и высокопроизводительные магистрали локальных сетей. За уровнем 3.1 скрываются непроверенные алгоритмы и потенциальная несовместимость.

Дуэль стандартов

В последнем выпуске "53 Bytes", бюллетеня новостей АТМ-Форума, утверждается, что форум проводит "новую оригинальную работу в тех областях, где группы подготовки стандартов или другие отраслевые организации еще не предпринимали никаких усилий". Но смело принимаясь за дело, которым не занималась ни одна организация по подготовке стандартов, форум может поставить себя под удар.

Спецификации многопротокольной передачи данных поверх ATM (Multiprotocol over ATM - MPOA) - это первый пример. MPOA определяет стандартный подход к поддержке таких протоколов как IP и IPX на магистралях ATM. В отличие от традиционных маршрутизаторов, которые и вычисляют маршруты, и препровождают пакеты, при подходе, определяемом MPOA, передача пакетов осуществляется коммутаторами со стороны сети, в то время как вычисление маршрута производится на отдельном сервере. Специальные протоколы обеспечивают синхронизацию коммутаторов и сервера маршрутизации.

MPOA обещает быть удобным для обеспечения интеграции интеллектуальных виртуальных локальных сетей, появления эффективных (с точки зрения стоимости) периферийных устройств и предоставления эволюционного путь от LAN Emulation. Однако можно подвергнуть сомнению правильность отделения функций маршрутизации, поскольку преимущества этого не очевидны.

При централизации вычислений маршрутов MPOA означает уменьшение сложности периферийных устройств. Однако обычные протоколы маршрутизации не особенно сложны по сравнению с MPOA. В документе, объявляющем о создании Network Interoperability Alliance (NIA) компании 3Com, Bay Networks и IBM игнорируют MPOA - в отличие от Cisco. Вместо этого они рекламируют Integrate PNNI в качестве "единственного маршрутного протокола, подходящего и для ATM, и для существующих протоколов сетевого уровня типа IP".

Компания Ipsilon Networks предлагает третий подход. Ipsilon усиливает каждый коммутатор ATM возможностями маршрутизации IP. Простые сообщения электронной почты и другие кратковременные потоки данных проходят через каждый маршрутизатор. Долговременные потоки, такие как загружаемые из Web изображения, проходят напрямую по виртуальным каналам ATM. (См. рис. 1).

Picture 2
Ipsilon снабжает свои коммутаторы АТМ возможностями маршрутизации,
что дает возможность пропускать потоки небольшой длительности, такие
как сообщения электронной почты, через каждый маршрутизатор; длинные
потоки идут напрямую, не включаясь в виртуальный канал АТМ. Таким
образом коммутатор может использовать возможности производительности
АТМ, в то же время поддерживая IP-совместимость.

Рисунок 1.
Планы Ipsilon по маршрутизации через АТМ.

Будучи проще, чем MPOA, архитектура Ipsilon использует производительность ATM и в то же время обеспечивает совместимость с существующим оборудованием и приложениями, работающими с пртоколом IP. Ipsilon публикует спецификацию на свои протоколы в виде документов RFC.

Все это означает, что вы унаследуете архитектуру маршрутизации через ATM, когда выбираете производителя, или наоборот.

Совместимость оборудования различных производителей будет ограничена, что мало соответствует ранее обещанному.

Неизвестный ABR

Другой тип сервиса ATM, который являлся предметом споров, даже не смотря на то, что он был одобрен как часть Traffic Management 4.0, - это соединение с доступной скоростью (available bit rate, ABR). ABR было спроектировано для увеличения трафика между локальными сетями. Вместо того, чтобы захватывать максимально требуемые ресурсы впрок, ABR резервирует минимальную полосу пропускания и позволяет приложению захватывать больше по мере возникновения потребности. Управление потоком гарантирует, что виртуальный канал получит свою законную долю.

ABR позволяет снижать сверхактивность входного устройства двумя способами (см. рис. 2). При более простом подходе, специальный флаг EFCI (Explicit Forward Congestion Indicator) в заголовке каждой ячейки используется для маркировки дестабилизирующих потоков. Когда устройство назначения видит флаг EFCI, оно отсылает это сообщение обратно источнику. Источнику сообщается, что необходимо снизить скорость, но не говорится насколько, поэтому может потребоваться два или три цикла обратной связи, чтобы расчистить затор.

Picture 2
Когда устройство назначения видит ячейки АТМ, отмеченные флагом Explicit Forward
Congestion Indicators (EFCI), оно посылает сообщение обратно источнику, уведомляя
его о необходимости снижения скорости передачи. Но на какое время - не сообщает,
поэтому могут понадобиться два или три цикла для расчистки затора. При помощи
Explicit Rate (ER), однако, узел-источник сообщает о скорости, которая нужна для
удаления препятствия, таким образом расчистка происходит быстрее.

Рисунок 2.
Два типа управления потоком ABR.

При другом варианте сетевой узел может послать сообщение ER (Explicit Rate) непосредственно источнику, сообщая, насколько нужно замедлиться. Метод ER может разгрузить затор быстрее, чем EFCI, потому что цикл обратной связи короче и источник сразу замедляется до требуемой скорости.

Но для того, чтобы придерживаться скорости широкополосного соединения, вычисления ER должны осуществляться аппаратно. Некоторые новые коммутаторы, такие как ATM Collage 740 Backbone компании Madge Networks, уже поддерживают ER. Другие требуют модернизации аппаратного обеспечения. Более того, спецификации ABR не объясняют, как вычислять ER, поэтому различные производители используют различные алгоритмы. До того момента, пока Explicit Rate ABR не будет создан и протестирован в сетях от различных производителей, никто не может сказать, насколько хорошо он будет работать.

Операторы общедоступных сетей заинтересованы в режиме ABR, поскольку он позволяет им использовать большую полосу пропускания, чем имеется, и снизить стоимость, но они не знают, будет ли ABR жизнеспособным решением. Поэтому в первую очередь они будут предлагать соединения с постоянной и переменной скоростью передачи. Возможность использования ABR рассматривается, но конкретных планов по его реализации еще нет. EFCI был бы достаточен для многих локальных приложений. EFCI хорош, когда цикл управления короткий - до трех хопов коммутатора или до полукилометра. Если управляющий цикл длиннее, необходимо напрямую указывать скорость. Кроме того, для работы с EFCI модернизация аппаратного обеспечения может не потребоваться.

ABR обещает существенные преимуществ, но пользователи должны оценить перспективы, до того, как перейти на него. Определите, нужно ли модернизировать аппаратное обеспечение и сколько это будет стоить. Пусть ABR поработает в среде от одного производителя, до того, как вы перейдете на среду, в которой используется аппаратура многих поставщиков. И убедитесь, что существует аппаратура, имеющая возможность восприятия обратной связи - или оконечная станция, или периферийное устройство с буфером достаточного размера для улавливания больших выбросов информации.

Кому это нужно?

Конечно, самый серьезный вопрос остается за рамками всех дискуссий: нужен ли кому-нибудь ATM, или frame relay вместе с высокоскоростными версиями Ethernet заменят его повсюду?

Для глобальных сетей ответ очевиден. В эпоху отмены государственного регулирования операторы общедоступных сетей должны искать новые рынки или погибать. В то же самое время они должны регулировать свои цены. Только ATM имеет масштабируемость и гибкость, позволяющую операторам создавать новые рынки с одновременным укреплением своих инфраструктур.

Служба FasTrak ATM компании Pacific Bell иллюстрирует эту точку зрения. FasTrak поддерживает UNI-доступ со скоростью от 1,5 до 155 Мбайт/с. К первому кварталу следующего года FasTrak будет объединен с сетью frame relay компании Pacific Bell для полного взаимодействия frame relay - ATM. А служба FasTrak увеличит пропускную способность в точках доступа к Internet, связываясь с провайдерами Internet (ISP) со скоростью до 622 Мбит/с.

Internet может стать катализатором для развития глобального ATM. Локальные сети с ATM уже обрабатывают трафик от конечных пользователей к ISP. Frame relay на основе ATM передает пакеты по магистральным каналам провайдеров Internet. Да и сами провайдеры связываются между собой через ATM.

Локальная неопределенность

Мало кто может сравниться с ATM при использовании в глобальных сетях, но его участь в сетях масштаба предприятия менее очевидна. Для многих пользователей переход от Ethernet к ATM для настольных систем неприемлем. Смена сетевой интерфейсной платы на ПК - реальное препятствие. Вложенный труд и риск что-то повредить, когда вы открываете ПК - слишком большое препятствие при любой цене.

Фактически, невзирая на слухи о противоположном, пользователи все еще готовы к использованию ATM в локальных сетях. Недавний опрос, проведенный Sege Research, в котором приняли участие 175 пользователей, касался вопроса о том, какие технологии пользователи намерены использовать в своих сетях к 1999 году. ATM обогнал по популярности Ethernet на 100 Мбит/с, в том числе совершенно неожиданно оказалось, что 28% опрошенных, намерены использовать ATM на 622 Мбит/с (см. диаграмму). Более 40% пользователей хотели бы установить Ethernet на 100 Мбит/с и планируют использовать ATM на 155 Мбит/с.

На сегодня рациональным представляется следующий рецепт: "Используйте полнодуплексный Ethernet или на 10 Мбит/с, или на 100 Мбит/с для настольных систем. Для магистрали применяйте ATM. Если вам нужна постоянная скорость передачи, для настольных систем подойдет ATM на 25 Мбит/с или 155 Мбит/с". При этом решающим фактором может стать качество услуг (quality of service, QoS).

Возможности QoS ATM хорошо известны. Но сложные манипуляции с трафиком необходимы только тогда, когда не хватает ресурсов полосы пропускания. Для многих сетей Ethernet на 100 Мбит/с предлагает достаточную полосу пропускания даже для работы с приложениями реального времени без задержек. По мере того, как к Ethernet подключается все большее количество конечных станций, что может обеспечить достаточную полосу пропускания на магистрали? Появление надежных продуктов для гигабитного Ethernet ожидается не раньше, чем через год, в то время как ATM уже сейчас предлагает скорость 622 Мбит/с.

Поддержка QoS возрастает. WinSock 2 API, который скоро будет выпущен с Windows NT и Windows 95, позволяет приложениям открывать соединения и определять требования QoS для сети (см. рис. 3). "Ячейки в кадрах" (Cells in Frame - CIF), новая концепция, поддержанная более чем 30 производителями, использует формат аналогичный Frame UNI для расширения виртуальных каналов ATM в традиционных сетях. При помощи CIF ATM может обеспечить соединение "из конца в-конец" без особых изменений в настольном аппаратном обеспечении.

Новый API компании Microsoft позволяет Windows 95 и NT поддерживать необходимое для АТМ качество услуг.
Picture 3

Рисунок 3.
WinSock 2 у вас на службе.

Определенно известно одно...

Существующие спецификации АТМ-Форума обеспечивают стабильную платформу для высокопроизводительной работы в сети, а соглашение Anchorage Accord станет доминирующим для глобальных коммуникаций, часто как прозрачная инфраструктура, но в локальных сетях будет продолжаться борьба с Ethernet. Развитие архитектуры взаимодействия через ATM в большей степени будет зависеть от позиции производителей, нежели от стандартов и, как всегда, единственное, что определенно известно - беззастенчивая реклама будет продолжаться.


Белмэн - президент консалтинговой компании Brook Trail Research, специализирующейся на оценке сетевых технологий и бизнес-разработок. С ним можно связаться по Internet: bellman@world.std.com.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями