В марте журналу Network World исполнилось 20 лет. Его редакторы попросили экспертов сетевого рынка указать главные технологические фиаско этого двадцатилетнего периода, и оказалось, что чаще других они упоминали технологию маркерного кольца.

Да, она ушла в прошлое, но принцип действия сегодняшних сетей Ethernet скорее напоминает стандарт маркерного кольца IEEE 802.5, чем их первоначальную спецификацию IEEE 802.3. Официальное название стандарта IEEE 802.3 отражает сущность обеспечиваемой им работы с физической средой — это множественный доступ к среде с контролем над несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Каждый из множества узлов сети определяет, не передает ли сейчас пакеты данных какая-то другая станция. Если нет, можно передавать свои пакеты. Если же узлы одновременно пошлют такие сигналы, они «столкнутся» и уничтожат друг друга. Когда столкновение все-таки происходит, узлы обнаруживают коллизию и повторно передают пакеты.

Этот механизм неплохо работает при наличии в сети небольшого числа активных узлов. Тогда коллизии возникают редко, и пропускная способность каналов не снижается. Но чем больше станций подключены к одному и тому же сегменту Ethernet, тем чаще происходят столкновения, предпринимаются новые попытки передачи, а соответственно, возникают новые коллизии. Таким образом, при росте трафика в сетях CSMA/CD пропускная способность последних кардинально падает.

Чтобы производительность ЛВС не снижалась, такие сети разбивают на меньшие фрагменты. На первом этапе развития технологии Ethernet приходилось оставлять на концентраторах неиспользуемые порты, докупать новые концентраторы для соединения фрагментов и применять маршрутизаторы (тогда очень дорогие) для организации передачи трафика между сегментами сети. Частая реконфигурация монтажных шкафов влекла за собой длительные простои оборудования, и обеспечить гарантированную производительность позволяло исключительно наличие только одной станции в каждом сегменте ЛВС.

Маркерное кольцо, напротив, служило для создания сетей с предсказуемыми флуктуациями производительности. И пропускная способность такой сети оставалась хорошей вне зависимости от числа узлов и активности пользователей. Исследования показали, что в реальных условиях маркерное кольцо способно работать на уровне свыше 95% его теоретического максимума производительности, а технология CSMA/CD даже не могла приблизиться к таким результатам.

Дни CSMA/CD были сочтены, но в середине 90-х годов появились первые коммутаторы Ethernet. Они сразу изменили архитектуру сетей Ethernet: основное требование к ней свелось к наличию одной передающей станции на сегмент. Поведение ЛВС стало предсказуемым, что раньше могло обеспечить лишь маркерное кольцо. Коммутация устранила проблему масштабирования сегментов и полностью аннулировала базовую архитектуру CSMA/CD-сетей.

Но тогдашние сети Ethernet еще не умели различать уровни приоритета пакетов данных, а вот архитекторы маркерного кольца пользовались встроенными средствами для пометки кадров. Создателям Ethernet ничего не оставалось, как заимствовать эту возможность. И они втиснули в формат заголовков кадров новые поля для обозначения виртуальных ЛВС и восьми уровней приоритета (по спецификации 802.1р).

Но и после этого усовершенствования Ethernet все еще отставал по отдельным параметрам от маркерного кольца. В частности, он не поддерживал длинные кадры при передаче по сети больших объемов данных. Сейчас максимальный размер кадров Ethernet составляет 1518 байт, тогда как маркерное кольцо еще в 1988 году позволяло транслировать данные блоками по 16 Кбайт.

Маркерное кольцо сошло с авансцены сетевых технологий много лет назад, но IEEE до сих пор пытается увеличить размеры кадров Ethernet. Будет вполне справедливо заявить: идеи маркерного кольца живут в современной технологии Ethernet, хотя развиваются «под колпаком» Института стандартизации.

Кевин Толли (ktolly@tolly.com) — президент консультативной компании The Tolly Group

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями