Наконец, начальство принимает решение и выделяет деньги на новое оборудование. И тогда сразу возникает вопрос - какую из существующих технологий стоит выбрать?


Обзор технологий
АТМ
Fast Ethernet
FDDI
Выводы

Глоссарий

Сравнение продуктов (цены и поставщики)

Анатомия АТМ карт

ATM на рабочих станциях


В последнее десятилетие технологии передачи данных в компьютерных сетях претерпели очень большие изменения. Первоначально высокоскоростные центральные магистрали предназначались только для передачи информации между основными серверами. Сейчас это оборудование обладает не только высокой скоростью передачи данных, но имеет множество настраиваемых параметров и дает возможность гибко управлять ресурсами сети. Оно стало наиболее сложной и важной ее частью. Низкоскоростные системы, например на основе стандарта 10Base-T, не только тормозят рост сети в целом, снижают общую производительность, но и ограничивают использование новых приложений. С другой стороны, современное оборудование обеспечивает высокую скорость передачи данных, надежность и предусматривает возможности дальнейшего роста и развития.

Центральные магистрали передачи данных должны удовлетворять двум главным критериям. Первый - возможность подключения большого количества низкоскоростных клиентов к небольшому количеству мощных, высокоскоростных серверов. Второй - приемлемая скорость отклика на запросы клиентов. Идеальная магистраль должна обладать высокой надежностью передачи данных и развитой системой управления. Под управлением следует понимать, что магистраль может быть сконфигурирована с учетом всех местных особенностей, а надежность ее должна быть такова, что даже если некоторые ее части выйдут из строя, серверы останутся доступными. К несчастью системных администраторов не существует единственной технологии, которая бы удовлетворяла всем этим условиям, так что выбор последней будет основываться на том, что сочтет приоритетным сама компания. Задайте себе вопрос: что для вас важнее всего - стоимость, скорость или масштабируемость?

Мы сравнили три технологии: FDDI и двух других претендентов на престол Fast Ethernet (100Base-T) и 155 Мбит/с Asynchronous Transfer Mode (АТМ). Учитывая что FDDI установлен и используется в огромном количестве корпоративных сетей, то Fast Ethernet и АТМ еще должны доказать реальность своих преимуществ.

FDDI появился в середине 80-х годов и многие компании Америки выбрали его в качестве основы для построения своей сети. В течении ряда лет он был единственным стандартом для передачи данных в сети со скоростью 100 Мбит/с. Комбинация таких черт, как изящество и высокая надежность принесли ему огромный успех. Больше половины фирм из списка Fortune 5000 используют FDDI, с его помощью можно объединить все: от ПК до суперкомпьютеров Cray. По данным компании Gartner Group FDDI обслуживает сейчас 46 процентов рынка 100-мегабитных портов и плат.

Fast Ethernet приобрел свою популярность благодаря простоте и невысокой цене. Он менее утончен и удобен по сравнению со своими более старшими конкурентами. Его главный девиз: быстро и дешево. Fast Ethernet унаследовал от своей предыдущей версии низкие цены и простоту установки и он очень хорошо знаком администраторам сетей.

АТМ, с другой стороны, подобен ресторану высшего класса, где вы можете заказать любой деликатес. Этот стандарт способен передавать данные, голос и видео изображение одновременно, используя один и тот же канал связи. Но, чтобы обеспечить эти свойства, АТМ применяет сложную систему протоколов и сервиса, с тяжеловесным интерфейсом. Если поставщики АТМ не наведут порядок в невероятно запутанном процессе конфигурации эмуляции локальной сети, то это будет продолжать отпугивать потребителей.

В отличие от FDDI, ни одна из конкурирующих технологий не была специально разработана для применения в наиболее важных участках сети, таких как связь между серверами. Fast Ethernet основан и вырос из технологии, которая применяется для подключения рабочих станций, АТМ разрабатывался телекоммуникационными компаниями и должен был использоваться в этой области.

Главная цель нашего обзора - найти наиболее подходящее стандартное решение для тестовой сети, поэтому сравниваются технологии, а не отдельные продукты конкретных фирм. Например, некоторые компании предлагают свое собственное решение задачи построения виртуальных сетей на основе Fast Ethernet, по надежности не уступающее АТМ. Тем не менее, мы его не рассматривали, поскольку оно дорогое и нестандартное.

Неудивительно, что нам пришлось встретить сопротивление некоторых компаний при подготовке этого сравнения. Многие из тех, с кем мы разговаривали, выпускают оборудование для всех трех стандартов. Их предпочтения становились очевидными, когда мы просили то или иное оборудование для нашего теста. Забавно, но некоторые компании потеряли интерес к выпуску FDDI, потому что решили, что у него нет будущего, а другие настолько переориентировались на Fast Ethernet, что не хотят что бы их имя ассоциировалось с другими стандартами.

Часть из производителей признало важность нашего сравнения и согласилось что рассматривать и оценивать особенные технологические решения нет необходимости. Например, мы столкнулись с множеством проблем при работе с стандартом АТМ, но это отражает общее состояние технологии, но никак не качество конкретных устройств конкретных фирм.

В нашем тесте технология АТМ была представлено продуктами фирм Fore Systems и Adaptec. Мы использовали коммутатор ForeRunner ASX-200BX и два групповых Ethernet коммутатора ForeRunner ES-3810 совместно с сетевыми PCI платами ANA-5940 для 155 Мбит/с АТМ фирмы Adaptec.

Для построения сети на основе стандарта Fast Ethernet были использованы коммутатор NuSwitch FE-1200 фирмы Network Peripherals вместе с двумя коммутаторами ReadySwitch 5104 и пятью сетевыми платами для шины PCI AsanteFast 10/100 фирмы Asante Technologies.

Сеть на основе стандарта FDDI стандарта мы собрали с помощью двух коммутаторов FD- 212F фирмы Network Peripherals и пяти сетевых PCI плат 5511 фирмы Interphase.

Наша сеть состояла из пяти серверов, одного центрального и двух групповых коммутаторов и 56 рабочих станций. Все серверы и оба групповых коммутатора были подключены непосредственно к центральному коммутатору, посредством одной и той же технологии. Каждый из групповых коммутаторов поддерживал четыре сегмента стандарта 10Base-T. К каждому из сегментов было подключено от 5 до 8 рабочих станций. Такая архитектура сети обычно используется в малом бизнесе и наиболее полно отражает потребности наших читателей. В этом тесте мы учитывали также нагрузку, расстояние и управление в сети. В качестве ключевых категорий оценки мы выделили четыре: скорость (дневная и ночная), управление, ошибки и восстановление от сбоев и цена.

Все технологии радикально отличаются друг от друга способом передачи данных. Каждая из них имеет свои достоинства. В конечном счете победителем стала FDDI. Это не было большой неожиданностью, потому что она изначально проектировалась для использования в сети в качестве основной высокоскоростной магистрали передачи данных. Высокая надежность, встроенная в нее изначально, существенно потеснила ее конкурентов.

К несчастью, победа FDDI стала пирровой победой. Несмотря на то что она выиграла эти соревнования, она остановилась в своем развитии. Это означает, что дни ее сочтены. Хотя и был выпущен новый стандарт FDDI-II, но он не имеет достаточно твердой опоры, чтобы выжить. В ближайшие несколько лет и АТМ и Fast Ethernet станут более совершенными, так что производительности FDDI померкнет на их фоне. Правда не ясно смогут ли они обеспечить такую же надежностью. Но пока FDDI остается чемпионом.

Обзор технологий

На сегодняшний день существует три совершенно разных стандарта - АТМ, Fast Ethernet и FDDI, которые позволяют решить одну и ту же задачу - быстро передать информацию от одного компьютера к другому. Технологии различаются и в том, как передавать данные и какой должна быть топология сети.

АТМ

АТМ - ребенок телефонных компаний. Технология эта разрабатывалась далеко не в расчете на компьютерные сети передачи данных. ATM радикально отличается от обычных сетевых технологий. Основная единица передачи в этом стандарте - это ячейка, в отличие от привычного пакета. Ячейка содержит в себе 48 байт данных и 5 байт заголовка. Частично это необходимо, чтобы обеспечить очень маленькое время задержки при передачи мультимедийных данных. (Фактически, размер ячейки явился компромиссом между американским телефонными компаниями, которые предпочитают размер ячейки 64 байта, и европейскими, у которых он равен 32 байтам).

Устройства АТМ устанавливают связь между собой и передают данные по виртуальным каналам связи, которые могут быть временными или постоянными. Постоянный канал связи - это путь, по которому передается информация. Он всегда остается открытым вне зависимости от трафика. Временные каналы создаются по требованию и, как только передача данных заканчивается, закрываются.

С самого начала АТМ проектировался как система коммутации с помощью виртуальных каналов связи, которые обеспечивают заранее специфицированный уровень качества сервиса (Quality of Service - QoS ) и поддерживают постоянную или переменную скорость передачи данных. Модель QoS позволяет приложениям запросить гарантированную скорость передачи между приемником и источником, не обращая внимания на то, сколь сложен путь между ними. Каждый АТМ-коммутатор, связываясь с другим, выбирает такой путь, который гарантирует требуемую приложением скорость.

Если система не может удовлетворить запрос, то она сообщает об этом приложению. Правда, существующие протоколы передачи данных и приложения не имеют никакого понятия о QoS, так что это еще одно отличное свойство, которое никто не использует.

Благодаря наличию таких полезных свойств АТМ никого не удивляет всеобщее желание продолжать совершенствование этот стандарт. Но пока существующие реализации оборудования довольно ограничены первоначальным подходом, который ориентировался на другие, некомпьютерные, задачи.

Например, АТМ не имеет встроенной системы широковещательного оповещения (это характерно для АТМ, есть идея, но нет стандарта). И хотя широковещательные сообщения - извечная головная боль для любого администратора, в некоторых случаях они просто необходимы. Клиент, который ищет сервер, должен иметь возможность разослать сообщение "Где сервер?", что бы затем, получив ответ, направлять свои запросы уже непосредственно по нужному адресу.

Форум АТМ специально разработал спецификации для эмуляции сети - LAN emulation (LANE). LANE превращает "точка-точка"-ориентированную АТМ сеть в обычную, где клиенты и серверы видят ее как нормальную широковещательную сеть, использующую протокол IP (а скоро и IPX). LANE состоит из четырех различных протоколов: протокола конфигурации сервера (LAN emulation configuration service - LECS), протокола сервера (LAN emulation server - LES), протокола общего вещания и неизвестного сервера (Broadcast and Unknown Server - BUS) и протокола клиента (LAN emulation client - LEC).

Когда клиент с помощью LANE пытается подключиться к сети АТМ, то первоначально он использует протокол LECS. Поскольку АТМ не поддерживает широковещательных сообщений, форум АТМ выделил специальный адрес LECS, который никто другой уже не использует. Посылая сообщение по этому адресу клиент получает адрес соответствующего ему LES. Уровень LES обеспечивает необходимые функции ELAN (emulated LAN). С их помощью клиент может получить адрес BUS-сервиса и послать ему сообщение "подключился такой-то клиент", чтобы затем BUS уровень мог, получая сообщения, переслать его всем зарегистрировавшимся клиентам.

Для того чтобы использовать не АТМ протоколы, необходимо использовать LEC. LEC работает как конвертор, эмулируя обычную топологию сети, которую подразумевает IP. Поскольку LANE только моделирует Ethernet, то он может устранить некоторые старые технологические ошибки. Каждый ELAN может использовать различные размеры пакетов. ELAN, который обслуживает станции, подключенные с помощью обычного Ethernet, использует пакеты размером 1516 байт, в то время как ELAN обеспечивающий связь между серверами может посылать пакеты по 9180 байт. Всем этим управляет LEC.

LEC перехватывает широковещательные сообщения и посылает их BUS. Когда BUS получает такое сообщение, то посылает его копию каждому зарегистрировавшемуся LEC. Одновременно, перед тем как разослать копии, он преобразует пакет обратно в Ethernet-форму, указывая вместо своего адреса широковещательный.

Размер ячейки в 48 байт плюс пятибайтовый заголовок является причиной того, что только 90,5% пропускной полосы тратится на передачу полезной информации. Таким образом, реальная скорость передачи данных - всего лишь 140 Мбит/с. И это без учета накладных расходов на установку связи и прочие служебные взаимодействия между различными уровнями протоколов - BUS и LECS.

Да, АТМ - сложная технология и пока его использование ограничивает LANE. Все это сильно сдерживает широкое распространению данного стандарта. Правда, существует обоснованная надежда, что он действительно будет применяться, когда появятся приложения, которые смогут воспользоваться преимуществами АТМ непосредственно.

Picture 1(1x1)

Тестовая сеть АТМ и Fast Ethernet.

Fast Ethernet

Ethernet, не смотря на весь его успех, никогда не был элегантным. Сетевые платы имеют только рудиментарные понятие об интеллекте. Они действительно сначала посылают пакет, а только затем смотрят, передавал ли данные кто-либо еще одновременно с ними. Кто-то сравнил Ethernet с обществом, в котором люди могут общаться друг с другом, только когда все кричат одновременно.

Как и его предшественник, Fast Ethernet использует метод передачи данных CSMACD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - Множественныый доступ к среде с контролем несущей и обнаружением коллизий). За этим длинным и непонятным акронимом скрывается очень простая технология. Когда плата Ethernet должна послать сообщение, то сначала она ждет наступления тишины, затем отправляет пакет и одновременно слушает, не послал ли кто-нибудь сообщение одновременно с ним. Если это произошло, то оба пакета не доходят до адресата. Если коллизии не было, а плата должна продолжать передавать данные, она все равно ждет несколько микросекунд, прежде чем снова попытается послать новую порцию. Это сделано для того, чтобы другие платы также могли работать и никто не смог захватить канал монопольно. В случае коллизии, оба устройства замолкают на небольшой промежуток времени, сгенерированный случайным образом, а затем предпринимают новую попытку передать данные.

Из-за коллизий ни Ethernet, ни Fast Ethernet никогда не смогут достичь своей максимальной производительности 10 или 100 Мбит/с. Как только начинает увеличиваться трафик сети, временные задержки между посылками отдельных пакетов сокращаются, а количество коллизий увеличивается. Реальная производительность Ethernet не может превышать 70% его потенциальной пропускной способности, и может еще ниже, если линия серьезно перегружена.

Ethernet использует размер пакета 1516 байт, который прекрасно подходил, когда он только создавался. Сегодня это считается недостатком, когда Ethernet используется для взаимодействия серверов, поскольку серверы и линии связи имеют обыкновение обмениваться большим количеством маленьких пакетов, что перегружает сеть. Кроме того, Fast Ethernet налагает ограничение на расстояние между подключаемыми устройствами - не более 100 метров и это заставляет проявлять дополнительную осторожность при проектировании таких сетей.

Сначала Ethernet был спроектирован на основе шинной топологии, когда все устройства подключались к общему кабелю, тонкому или толстому. Применение витой пары лишь частично изменило протокол. При использовании коаксиального кабеля коллизия определялась сразу всеми станциями. В случае с витой парой используется "jam" сигнал, как только станция определяет коллизию, то она посылает сигнал концентратору, последний в свою очередь рассылает "jam" всем подключенным к нему устройствам.

Для того чтобы снизить перегрузку, сети стандарта Ethernet разбиваются на сегменты, которые объединяются с помощью мостов и маршрутизаторов. Это позволяет передавать между сегментами лишь необходимый трафик. Сообщение, передаваемое между двумя станциями в одном сегменте, не будет передано в другой и не сможет вызвать в нем перегрузки.

Сегодня при построении центральной магистрали, объединяющей серверы используют коммутируемый Ethernet. Ethernet-коммутаторы можно рассматривать как высокоскоростные многопортовые мосты, которые в состоянии самостоятельно определить, в какой из его портов адресован пакет. Коммутатор просматривает заголовки пакетов и таким образом составляет таблицу, определяющую, где находится тот или иной абонент с таким физическим адресом. Это позволяет ограничить область распространения пакета и снизить вероятность переполнения, посылая его только в нужный порт. Только широковещательные пакеты рассылаются по всем портам.

FDDI

Fiber Distribution Data Interface или FDDI был создан в середине 80-х годов специально для объединения наиболее важных участков сети. Хотя для рабочей станции скорость передачи данных в 10 Мбит/с была великолепной, то для межсерверных коммуникаций она была явно недостаточна. Исходя из этих потребностей, FDDI был спроектирован для связи между серверами и другими важными участками сети и предусматривал возможность управления процессом передачи и его высокую надежность. Это основная причина из-за который он до сих пор занимает такое заметное место на рынке.

В отличие от Ethernet FDDI использует кольцевую структуру, где устройства объединяются в большое кольцо и передают данные последовательно один другому. Пакет может проследовать больше чем через 100 узлов, прежде чем дойдет до адресата. Но не путайте FDDI с Token Ring! В Token Ring используется только один маркер, который передается от одной машине к другой. FDDI использует другую идею - так называемый временной маркер. Каждая машина посылает данные следующей в течении определенного периода времени, о котором они договариваются заранее когда подключаются к кольцу. Станции могут посылать пакетов одновременно, если позволяет время.

Поскольку другие машины не должны ждать, пока освободится среда передачи, то размер пакета может достигать 20000 байт, хотя большинство использует пакеты размером 4500 байт, всего лишь в три раза больше пакета Ethernet. Тем не менее, если пакет предназначен для рабочей станции, подключенной к кольцу с помощью Ethernet, то его размер не будет превышать 1516 байт.

Одно из самых больших достоинств FDDI - это высокая надежность. Обычно он состоит из двух или более колец. Каждая машина может получать и посылать сообщения своим двум соседям. Это схема позволяет функционировать сети даже если оборвали кабель. Когда кабель порван, устройства на обоих концах разрыва начинают работать как заглушка и система продолжает функционировать как одно кольцо, которое проходит через каждое устройство дважды.

Поскольку каждый конкретный путь однонаправлен и устройства передают данные в указанное время, то такая схема полностью исключает коллизии. Это позволяет FDDI достичь практически полной теоретической пропускной способности, которая фактически составляет 99% от теоретически возможной скорости передачи данных. Высокая надежность двойного кольца при условии всего выше сказанного заставляет потребителей продолжать покупать оборудование FDDI.

Picture 2(1x1)

Тестовая сеть FDDI.

Выводы

До настоящего времени системные администраторы были ограничены в выборе средств для построения центральных магистралей своих сетей. С появлением новых технологий возникла другая проблема - что выбрать? Это была серьезная борьба всех трех стандартов, но в конце концов победил FDDI.

Хотя сегодня FDDI занимает прочное положение на рынке, мы не принимали это во внимание. До недавнего времени это был действительно единственный выбор. Он обладает репутацией старой, проверенной технологии. FDDI победил потому, что он получил хорошие или отличные оценки во всех оцениваемых категориях.

Решающим фактором в нашем сравнении стала категория надежности, где FDDI получил высшую оценку. Архитектура двойного кольца позволяет функционировать системе даже при обрыве кабеля и быстро находить неисправность. Установка и настройка не вызывает ни каких проблем, да и при оценке скорости передачи данных он не казался очень медленным. Во время дневных тестов все три конкурента показывали примерно равные скорости. В ночных тестах FDDI немного уступал в скорости АТМ. Тем не менее ясно, что FDDI - заходящая звезда в галактике сетевых технологий и дни ее сочтены.

С другой стороны Fast Ethernet - это восходящая звезда. Эта технология занимает второе место и очень сильно приближается к FDDI. Fast Ethernet имеет два преимущества - низкая стоимость популярность ее предшественницы, технологии Ethernet.

Fast Ethernet доказала свою простоту в установке и хорошо держалась в скоростных испытаниях против АТМ. В категории стоимости она получила высшую оценку, правда на удивление близко с ней оказалась и FDDI.

Хотя некоторые поставщики и предлагают свои высоконадежные решения на базе Fast Ethernet, базовая технология не предусматривает никакого механизма повышения надежности. Этот недостаток, наряду с тем фактом что Fast Ethernet не обладает развитыми функциями управлением, привели к тому что он занял лишь второе место.

155 Мбит/с АТМ технология самая молодая из трех. Настолько новая, что чернила еще не успели высохнуть на ее спецификациях. (На самом деле это означает, что не все стандарты еще устоялись, особенно в области технологий глобальных сетей). Правда, АТМ уже сейчас предлагает самую высокую скорость передачи данных (155 Мбит/с против 100 Мбит/с у Fast Ethernet ). А в будущем, возможность очень простой модификации оборудования и скорость передачи данных до 2.54 Гбит/с если конечно это будет работать.

Как и Fast Ethernet АТМ победила в двух категориях из шести. Но очень плохие результаты в категории установка и настройка отбросили ее на третье место. Установить само оборудование не тяжело, но если вы хотите использовать LANE, то это потребует от вас больших усилий и головной боли, если вы конечно не любите вводить 40-разрядные адреса. Изощренные функции управления сетью дают администратору полный контроль над всей сетью и скоростью передачи данных в ней. Это свойство очень сильно повышает рейтинг АТМ.

...Итак, оценки распределились
следующим образом:
FDDI
6.5
Fast Ethernet
6.2
155 Мбит/с ATM
5.7


Глоссарий

АТМ

Asynchronous transfer - способ передачи информации, предполагающий, что ресурсы на передачу используются или предоставляются по запросу, а не постоянно.

АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - протокол передачи типа точка-точка. Для передачи используются ячейки фиксированного размера - 53 байта, причем каждая из них содержит адрес получателя.

BUS (Broadcast and Unknown Server) - сервер, который перенаправляет широковещательные, многоцелевые (multicast) сообщения и запросы к неизвестному адресату (unknown destination address), всем подключенным к нему клиентам (смотри LEC).

LANE (LAN emulation) - технология, которая определяет интерфейсы и протоколы, необходимые для функционирования компьютерных сетей в среде АТМ. Благодаря ей старые сетевые протоколы могут использовать АТМ протоколы, интерфейсы и устройства.

LEC (LAN emulation client) - обычно располагается на оконечных АТМ устройствах (например - АТМ хост или коммутатор локальной сети), поддерживает таблицу адресов и перенаправляет потоки данных, указанным адресатам.

LES (LAN emulation server) - сервер, который поддерживает протокол перевода адресов (LAN emulation Address Resolution Protocol - LE-ARP). LEC регистрирует свои АТМ и MAC (Media Access Control) адреса в LES. LES однозначно определяется своим АТМ адресом.

MPOA (Multiprotocol over ATM) - стандарт, который определяет использование ряда спецификаций наподобие LANE, Classical IP в АТМ и Next-Hop Routing Protocol. Находится еще в стадии разработки.

SAR (Segmentation and Reassembly) - разбивает информационные фреймы на ячейки при отправлении и собирает их обратно при получении. Это происходит на уровне AAL (ATM Adaptation Layer). Он формирует ячейку данных, добавляет необходимый заголовок или специальные (trailer) биты к данным и передает 48 байт на следующий уровень. Каждый AAL имеет собственный SAR формат. В узле-приемнике расшифровывается тип ячейки и данные предаются соответствующему AAL уровню.

Switch fabric - центральный функциональный блок АТМ коммутатора. Он служит для буферизации и передачи пришедших ячеек в соответствующие им выходные порты.

Fast Ethernet

10Base-T - 10 Мбит/с версия стандарта Ethernet для передачи данных по витой паре. Это наиболее используемое сегодня решение.

CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. Множественныый доступ к среде с контролем несущей и обнаружением коллизий. Метод доступа к передающей среде, который позволяет нескольким устройствам использовать общую шину для передачи данных (используется в Ethernet).

Ethernet - стандарт передачи данных, выпущенный IEEE. Определяет как передавать или получать данные из общей среды передачи данных. Формирует нижний транспортный уровень и используется различными высокоуровневыми протоколами включая и TCP/IP. Был разработан фирмами Xerox, Intel и Digital Equipment в начале 70 годов.

Fast Ethernet - Технология передачи данных со скоростью 100 Мбит/с, использующая CSMA/CD метод, как и 10Base-T.

Gigabit Ethernet - новая технология, которая находится на стадии обсуждения в комитете 802.3 IEEE.

Thick Ethernet - более известен как 10Base-5. Использует толстый коаксиальный кабель для передачи данных.

Thin Ethernet - использует тонкий коаксиальный кабель для передачи данных. Чаще его называют 10Base-2.

FDDI

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - стандарт, принятый ANSI (American National Standards Institute) для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с по оптоволоконному кабелю, образующему двойное кольцо.

FDDI-II - вариант FDDI. FDDI-II имеет новый режим передачи данных - Hybrid Mode. Hybrid Mode использует 125-микросекундный цикл для передачи данных с постоянной скоростью, в дополнении к синхронной и асинхронной передачи.

Концентратор (Concentrator) - FDDI узел, имеет несколько портов, что позволяет подключить его к основному кольцу, а к оставшимся портам другие FDDI-устройства.

Counter-Rotation - соглашение, по которому в одном кольце существует два пути передачи данных (по одному в каждом направлении).

DAC (Dual Attachment Concentrator) - концентратор, который предусматривает двойное подключение к FDDI сети.

Logical Ring - множество МАС (Media Access Address) последовательно подключенных и образующих кольцо. Отказоустойчивое FDDI кольцо состоит из двух логических колец.

Ring - Множество узлов в кольцевой структуре. Информация последовательно передается от одного к другому, где каждый узел копирует и проверяет данные прежде чем передать их дальше.

SAC (Single Attachment Concentrator) - концентратор, который предусматривает одиночное подключение к FDDI сети.

Trunk - физически замкнутая топология, использующаяся в двойном оптическом кольце и образующая последовательность равноправных, подключенных узлов к сети FDDI.

Tree - физическая топология, образующая иерархию главный/подчиненый (master/slave) между концентратором и подключенными к нему другими узлами FDDI.


Сравнение продуктов (цены и поставщики)

155 Мбит/с АТМ

Fore System (www.fore.com):
центральный коммутатор ForeRunner ASX-200BX - 12 портов на 155 Мбит/с. Каталожная цена - 22447 долл. два групповых коммутатора ForeRunner ES-3810 - 24 Ethernet-порта в каждом, SNMP/RMON управляемый модуль и АТМ выход для подключения к центральному коммутатору. Цена: 13485 долл. за каждый, 26970 долл. за оба.

Adaptec (www.adaptec.com):
пять PCI сетевых плат 155 Мбит/с АТМ - ANA-5940. Цена - 1195 долл. за штуку, 5975 долл. за все пять. Общая цена - 55392 долл.


Fast Ethernet

Network Peripherals (www.npix.com):
центральный коммутатор NuSwitch FE-1200 - 12 портов на 100 Мбит/с. Цена - 8995 долл.

Asante (www.asante.com):
два групповых коммутатора Asante ReadySwitch - 4 коммутируемых 10 Mbps.Ethernet порта и один 100 Mbps выход для подключения к центральному коммутатору в каждом. Цена: 2195 долл. за каждый, 4390 долл. за оба. Пять PCI сетевых карт 10/100 Мбит/с, ПК-версия. Цена - 159 долл. за штуку, 795 долл. за все пять. Общая цена - 14180 долл.


FDDI

Network Peripherals (www.npix.com):
два центральных коммутатора FD-212F - 12 коммутируемых портов на 10 Mbps и два 100 Mbps FDDI порта в каждом. Цена - 9595 долл. за каждый, 19190 долл. за оба. Групповые коммутаторы не использовались.

Interphase (www.iphase.com):
пять PCI сетевых плат 100 Мбит/с FDDI - Interphase 5511 . Цена - 895 долл. за штуку, 4475 долл. за все пять. Общая цена - 23695 долл.


Анатомия АТМ карт

Относительная сложность АТМ особенно ярко проявляется в конструкции сетевых плат. В отличие от Ethernet, или Fast Ethernet АТМ использует сложную систему взаимодействии между устройствами. Сетевая плата АТМ должна выполнять всю основную работу сама, не используя ресурсы компьютера, в который она встроена. Для того чтобы выполнять функции эмуляции сети, адаптер должен уметь создать виртуальный канал передачи данных, договориться об уровне обслуживания (QOS) и обеспечить необходимый сервис для LANE, иными словами, обладать всеми свойствами нормального АТМ-устройства.

Поскольку АТМ спроектирован исходя из необходимости поддерживать различные типы трафика, то сетевая плата должна сама конвертировать данные в различные форматы. Ответственность за это возложена на уровень адаптации (АТМ Adaptation Layer), который осуществляет преобразование входных пакетов в ячейки АТМ. Обычно плата АТМ имеет 32-х или 64-разрядный RISC-процессор для перекодировки, который по мощности можно сравнить с 486DX2/66 МГц (для 155 Мбит/с АТМ). Когда же начнется выпуск 622 Мбит/с АТМ устройств, то процессоры, встроенные в сетевые платы, должны будут превзойти Pentium.

Часть платы, которая отвечает за SAR (Segmentation and Reassembly, разбиение и сборка), выполняет самую большую работу. Она разбивает Ethernet- или Token Ring-пакеты на последовательность АТМ ячеек и посылает их приемнику, или собирает пришедшие ячейки обратно в пакет и передает драйверу, управляющему платой. Пакет Ethernet может занимать от 2 до 32 ячеек, так что процессор зачастую оказывается сильно загружен.

Сборку или сегментирование пакетов на ячейки можно было бы выполнять, используя ресурсы компьютера, в котором находится сетевая плата, но это значительно снизило бы его производительность. Главная проблема ОС - это сильная загрузка при передачи пакетов от сетевой платы по шине драйверу и затем самой ОС, где они обрабатываются. Если при этом добавить еще сборку пакетов и разбиение их на ячейки, то система уже не сможет выполнять никаких других задач.


ATM на рабочих станциях

Ведется очень много разговоров о том, будет ли применяться АТМ на настольных системах. Компания Whitetree занимает со своим коммутатором для рабочих групп WS3000 особую нишу на рынке. Удовлетворяя желания системных администраторов, не жаждущих потратить деньги на оборудование, которое в дальнейшем может и не понадобиться, Whitetree предложила свое решение - поддержку АТМ и Ethernet одновременно в одном устройстве.

WS3000 - стековый коммутатор с одним 155 Мбит/с АТМ-портом для связи с основной магистралью передачи данных и 12 портами для подключения рабочих станций. Его прелесть состоит в том, что порты для подключения рабочих станций могут работать либо как 25 Мбит/с ATM, либо как 10 Мбит/с Ethernet. Каждый из портов является коммутируемым и автоматически определяет, какой тип связи использует клиент: обычный Ethernet, полнодуплексный Ethernet или АТМ. Это идеальное решение для компаний, которые хотят использовать АТМ-стандарт для своей центральной магистрали передачи данных, а в дальнейшем - и для подключения рабочих станций.

WS3000 позволит сразу начать использовать АТМ в основной магистрали передачи данных и не трогать обычных пользователей, которые будут по-прежнему использовать 10 Мбит/с Ethernet. Затем, когда придет время, пользователям, которым это необходимо, можно будет установить АТМ-платы. Даже если 25 Мбит/с ATM не будет применяться для подключения станций, коммутатор сможет работать как обычный 10 Base-T с высокоскоростным выходом для связи с центральной магистралью.

Он имеет стековую шину которая работает со скорость 800 Мбит/с. Этого достаточно, чтобы один или несколько модулей могли работать как одно устройство. Шина организована как логическое кольцо, что дает высокую надежность и производительность (потому что трафик во основном проходит лишь половину кольца). Использование двойного кольца позволяет добавить новый модуль в стек, не выключая уже работающие.

Настройка WS3000 очень схожа с настройкой ForeRunner ES3810, который участвовал в нашем тесте. WS3000 сам определяет какой тип устройства подключен к нему АТМ или 10Base-T. Только для 10Base-T необходимо указать режим использования - полудуплексный или полнодуплексный.

Внутри WS3000 - обычное АТМ устройство, и при передаче Ethernet-пакетов они сначала разбиваются на ячейки, передаются, а затем собираются вновь в порту-приемнике. Очевидно это лишняя работа, но во время тестирования мы не заметили особой перегрузки системы. Гибкость, которой обладает устройство в целом, перевешивает указанный недостаток.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями