Технология Multiprotocol Switched Services компании IBM

Отсюда следует, что необходимо обеспечить такое отображение используемых в традиционных приложениях протоколов нижних уровней на протоколы АТМ, чтобы работа приложений на верхних уровнях не изменилась. Для этого существует несколько методов, стандартизированных организацией ATM Forum - LAN Emulation (LANE), Classical IP и недавно появившийся Multiprotocol over ATM (MPOA), - которые были подробно рассмотрены в статье "ATM в реальном мире" (Сети, 1997, N 7, с. 14). В той же статье, помимо прочего, указывалось, что на сегодняшний день коммутируемые соединения позволяют решить не все проблемы передачи данных; иногда приходится прибегать и к традиционной маршрутизации сообщений (например, до последнего времени отсутствовал стандартный способ обмена сообщениями между эмулированными локальными сетями без использования маршрутизации) или к мостовой связи (bridging).

Для работы сети в режимах LAN Emulation и Classical IP вместо применяемой в традиционных протоколах широковещательной рассылки сообщений нужно использовать обращение к некоему выделенному узлу сети. На этом узле, или сервере, хранятся данные, необходимые для осуществления соединения. Он получает нужную информацию, рассылая, по мере необходимости, запросы всем станциям сети (в дальнейшем мы будем называть данную процедуру широковещательной рассылкой). В этом смысле LANE и Classical IP в значительной мере аналогичны, только при LANE Emulation в ATM-адреса транслируются адреса MAC-уровня, а при Classical IP трансляции подлежат IP-адреса. Возникает естественное желание использовать это сходство.

Мы хотим рассказать о предложенной IBM технологии Multiprotocol Switched Services (MSS), обеспечивающей комплексное решение большого числа проблем, которые связаны с обменом данными между существующими приложениями через сеть ATM. Продукт IBM под названием MSS Server (модель 8210) способен одновременно поддерживать все три компонента служб LANE (LAN Emulation Server, или LES, LAN Emulation Configuration Server, или LECS, а также Broadcast and Unknown Server, или BUS), служить сервером протокола разрешения адресов ATM (ATM Address Resolution Protocol, ATMARP) в технологии Classical IP, осуществлять маршрутизацию сообщений под IP (поддерживаются протоколы маршрутизации RIP, OSPF и BGP4) и IPX. Кроме того, он обеспечивает мостовую связь между эмулированными локальными сетями (Emulated LAN, ELAN) в режимах STB (spanning tree bridging или transparent bridging; применяется для связи между сегментами сетей Ethernet), SRB (source-route bridging; для связи между сегментами сетей Token Ring), SRT (source route transparent bridging; при одновременном обслуживании сегментов Ethernet и Token Ring без взаимной трансляции кадров), SR-TB (source route translational bridging; мостовая связь между Ethernet и Token Ring с трансляцией кадров). Поддерживается и туннельная мостовая связь через сеть IP (tunnel bridging). Благодаря такому широкому набору функций возможна гибкая настройка режимов информационного обмена между компонентами сети в полном соответствии с принципом, провозглашенным целым рядом сетевых компаний: "Коммутация - всюду где только можно, маршрутизация - там, где без этого нельзя обойтись".

MSS Server выпускается в двух вариантах - как автономное устройство и как модуль, встраиваемый в изделие Multiprotocol Intelligent Hub 8260. Основой обоих устройств служит процессор PowerPC 603E с тактовой частотой 100 МГц, оснащенный кэшем на 512 Кбайт, флэш-памятью объемом 12 Мбайт и ОЗУ на 32 Мбайт. MSS Server 1.0 имеет два порта ATM на 155 Мбит/с, а появившаяся недавно модификация 1.1 - еще и порт FDDI. В устройство можно встраивать накопитель на жестком диске емкостью 260 Мбайт (в стандарте PCMCIA), а кроме того, модем в стандарте PCMCIA для дистанционного конфигурирования устройства и управления им.

При работе в режиме эмуляции локальных сетей на базе одного MSS Server можно организовать несколько ELAN, при этом для каждой из них поддерживается своя пара LES/BUS. Число ELAN зависит как от конфигурации самого сервера, так и от способа его подключения к сети и может достигать 600 (для Release 1.1); общее число клиентов эмулированных локальных сетей (LAN Emulation Client, LEC) - до 5000. Все созданные на MSS Server пары LES/BUS обслуживаются одним конфигурационным сервером LECS.

Пример физической и логической структур эмулированных локальных сетей приведен на рис. 1,а и 1,б соответственно. Здесь хост A представляет собой компьютер, непосредственно подсоединенный к сети ATM, а хосты B и C, входящие в локальную сеть (например, Ethernet), общаются с сетью ATM через "посредника" (proxy), который может представлять собой коммутатор локальной сети с ATM-интерфейсом (uplink). На хосте A установлены два экземпляра программного обеспечения LEC, обеспечивающие работу этого хоста в двух ELAN, а на устройстве-посреднике - по одному экземпляру LEC для каждого из хостов B и C. При этом оказывается, что один и тот же физический хост A можно включить в две разные ELAN (I и II), для каждой из которых в MSS Server создается своя пара LES/BUS. Распределением клиентов по эмулированным локальным сетям ведает сервер конфигурации эмулированных локальных сетей. Отметим, что хотя обе сети организованы с помощью практически одного и того же оборудования, информационный обмен между ними осуществляется только благодаря использованию маршрутизации или мостовой связи, которые также обеспечивает MSS Server.

MSS Server реализует не только стандарт LAN Emulation, но и целый ряд дополнительных интеллектуальных функций. Рассмотрим некоторые из них.

Интеллектуальные серверы LES и BUS (Intelligent LES/BUS, ILES/IBUS) позволяют значительно снизить объем трафика, рассылаемого по сети (напомним, что LES и BUS обеспечивают широковещательную рассылку сообщений). ILES/IBUS как бы делят все устройства сети на две группы: посредники, служащие для передачи информации другим устройствам, и непосредственно подключенные к сети устройства. Сообщения, адресованные неизвестным клиентам, которые взаимодействуют с сетью через посредники, направляются только этим посредникам; точно так же ограничивается область рассылки сообщений, адресованных непосредственно подключенным устройствам.

Дальнейшему сокращению сетевого трафика способствует диспетчер широковещательной рассылки (Broadacst Manager, BCM), который обрабатывает широковещательные сообщения, генерируемые протоколами сетевого уровня (IP, IPX, NetBIOS). В ходе работы сети BCM выявляет сведения, необходимые для ответа на запросы конечных станций к BUS, что часто позволяет избежать широковещательной рассылки. Рассмотрим, например, как функционирует BCM в эмулированной локальной сети под IP. Он пропускает через себя все запросы, направляемые к BUS, и записывает в свою внутреннюю таблицу адреса узлов - источников запроса. Если впоследствии возникает запрос на адрес станции, уже содержащийся в таблице BCM, на него можно будет ответить без широковещательной рассылки. Примерно так же организована работа BCM и с другими протоколами; особенно эффективно его использование в сетях NetBIOS, где объем широковещательного трафика очень велик.

Распределение клиентов по эмулированным локальным сетям осуществляется сервером LECS. MSS Server позволяет распределять клиентов по эмулированным локальным сетям на основе установленных правил (policy), например по префиксу ATM-адреса, имени и типу ELAN (задаваемых при конфигурировании клиента и сообщаемых затем LECS). При этом признакам могут быть присвоены приоритеты.

В других режимах MSS Server обеспечивает полную поддержку стандартов. При работе под Classical IP общее число клиентов достигает 10 тыс. (для MSS Server Version 1.1).

В MSS Server Version 1.1 добавлен целый ряд функций для работы в режиме LAN Emulation: теперь пропускная способность BUS повышена до 100 тыс. пак./с; обеспечиваются гарантированные уровни обслуживания (QoS) при работе с ELAN; поддерживается технология SuperELAN, которая позволяет устанавливать прямые виртуальные каналы между объектами, принадлежащими разным эмулированным локальным сетям. Несколько виртуальных интерфейсов ATM можно связывать с одним физическим интерфейсом, благодаря чему, например, значительно увеличивается число подсетей IP (один интерфейс способен обслужить до 32 подсетей). MSS Server Version 1.1 "сумеет" маршрутизировать сообщения между подключенной к соответствующему порту сетью FDDI и сетями, работающими в режимах LAN Emulation и Classical IP. Кроме того, это изделие поддерживает протокол NHRP (next-hop resolution protocol), что позволяет устанавливать прямые виртуальные каналы ATM для обмена данными между устройствами, подключенными к разным IP-подсетям (рис. 2).

В качестве примера из российской практики можно упомянуть об использовании MSS Server для организации обмена данными в городской опорной сети ATM г. Новгорода (подробнее об этом проекте см.: Новая технология на древней земле//Сети, 1997, N 7, с. 38). К городской сети подключаются корпоративные клиенты, желающие организовать свои собственные эмулированные локальные сети (например, для объединения центрального офиса и филиалов). Для каждого из них создается своя пара LES/BUS, поддерживающая соответствующую ELAN.