Количество людей, желающих пользоваться сетью, постоянно растет: информация, на которую они раньше не обращали внимания, теперь требуется им каждодневно, если не ежечасно. Многие из них уже не удовлетворены возможностями существующих приложений и хотят новых программ, более совершенных. Все это требует дополнительных ресурсов и высокой скорости обслуживания запросов.

В свою очередь, промышленность уже готова удовлетворить эти требования, причем по относительно скромным ценам, и сегодня производители сетевого оборудования предлагают вполне приемлемые способы плавной реорганизации сетей. Надеемся, что эта статья поможет вам выбрать наиболее подходящий способ модернизации сети.

Общий сегмент коллизий

В одном сегменте сети Ethernet в любой момент времени данные может передавать только один узел, а все остальные узлы работают на прием. Если два абонента начинают передавать информацию одновременно, то сигналы накладываются друг на друга и возникает ошибка (коллизия), после чего каждый из абонентов прекращает передачу данных и случайное время находится в состоянии ожидания.

Несколько рабочих станций можно объединить в один сегмент. При этом с увеличением числа станций постоянно растет и вероятность того, что канал занят. Для сетей Ethernet рекомендуется, чтобы средняя нагрузка в сегменте не превышала 15%, а пиковая – 40-50%.

Объединение сегментов или рабочих станций с помощью концентраторов приводит к увеличению общего числа коллизий, ибо концентратор, получив пакет данных на один из своих входов, ретранслирует его во все остальные. В этом смысле его можно рассматривать просто как кабель. Поэтому область рабочих станций, объединенных кабелями и концентраторами, называют общим сегментом коллизий, где в любой момент времени данные может передавать только один абонент.

Коммутаторы

Раньше, для того чтобы разделить сегмент коллизий на несколько мелких, применялись мосты и маршрутизаторы. Сегодня производители сетевого оборудования предлагают новый способ решения проблемы -коммутаторы. Аналогично телефонному, сетевой коммутатор в любой момент времени может по запросу соединить двух свободных абонентов – в отличие от концентратора, который ретранслирует пришедший сигнал остальным абонентам.

При проектировании или модернизации сети встают две задачи: создание рабочих групп и объединение их в общее информационное пространство. При такой постановке вопроса можно локализовать основные потоки данных внутри группы и одновременно обеспечить независимость оставшихся членов сообщества от проблем, возникающих внутри нее. Очевидно, что этот принцип позволяет быстрее выявлять и устранять подобные вопросы.

Итак, рассмотрим сначала рабочие группы. Если ее члены постоянно передают данные друг другу, то коммутатор, очевидно, станет для них идеальным решением: например, при восьмипортовом коммутаторе с входами на 10 Мбит общая теоретическая пропускная способность этого сегмента сети может достигать 40 Мбит/с, а каждая рабочая станция получит по выделенному 10-мегабитному каналу.

Если раньше члены группы были объединены простым концентратором 10BaseT, то установка коммутатора не потребует от них практически никаких усилий: надо будет просто заменить одно устройство на другое. В частности, небольшой рекламный отдел, сотрудники которого постоянно обмениваются друг с другом большими объемами данных (графическими материалами), простой заменой концентратора на коммутатор может полностью ликвидировать все свои проблемы с сетью.

Совершенно по-другому выглядит обмен данными в группах, ориентированных на работу с сервером. Большинство всех запросов поступает к серверу или от него, и если просто заменить концентратор на коммутатор, то скорость доступа к серверу останется по-прежнему 10 Мбит/с. Однако ситуацию можно быстро исправить, если вставить в сервер вторую плату или заменить старую 10-мегабитную сетевую плату на 100-мегабитную: пропускная способность канала к серверу повысится либо до 20 Мбит/с, либо до 100 Мбит/с.

Конечно, можно просто заменить все сетевые адаптеры и концентратор с 10 Мбит на 100 Мбит. Но оправдано ли это? Замена сетевого оборудования, особенно сетевых адаптеров, – дело трудоемкое, к тому же чреватое разными неожиданностями. Особенно если учитывать, что скорости выше 10 Мбит/с реально требуются редко: например, при работе с обычным видео (сжатым и не телевизионного качества) вполне хватает скорости обмена в 2-3 Мбит/с. Кроме того, следует обратить внимание и на файловый сервер. Вполне возможно, что он просто не успевает отдавать данные с необходимой скоростью, поэтому переход на 100-ме-габитный стандарт передачи данных может и не дать ожидаемых результатов. В этом случае стоит подумать о модернизации сервера или распределить нагрузку на несколько серверов.

Описание стандартов

На сегодня существует несколько стандартов высокоскоростной передачи данных: это 100BaseT (Fast Ethernet), 100VG AnyLAN, FDDI и ATM. (Разработка, предлагаемая компанией Thomas-Conrad (TCNS), тоже попадает в эту категорию, но многие потребители не хотят быть зависимы от единственного поставщика.) Самым проверенным – и в то же время пока довольно дорогим – решением из всего этого списка является FDDI, стандарт, принятый несколько лет назад. Сейчас существует две его версии: для оптоволоконного кабеля и витой пары. Обычно FDDI используется для создания скелета сети, особенно когда расстояния между объединяемыми устройствами велики.

100 BaseT, или Fast Ethernet, – это расширение стандарта 802.3 (обычного Ethernet для витой пары или оптоволоконного кабеля). Существует три спецификации стандарта для различных сред: 100 BaseTX для витой пары категории 5 (используются две пары проводов), 100 ВазеТ4для витой пары категорий 3, 4 или 5 (используются четыре пары проводов) и 100 BaseFX для много-модового оптического кабеля. Одно из важнейших его достоинств заключается в том, что для модернизации сети нет необходимости что-либо переделывать – можно просто заменить одно устройство другим, а кабельная система и программное обеспечение останутся прежними. Сетевые адаптеры и другие устройства при включении питания подают специальный высокочастотный сигнал и таким способом определяют, с какой скоростью может работать абонент. Если ответный сигнал идентичен посланному, работа идет на скорости 100 Мбит/с, в противном случае – на 10 Мбит/с. Правда, здесь есть ограничения: нельзя подключать каскадно более двух концентраторов, а расстояние между двумя рабочими станциями (диаметр сети) не должно превышать 210 метров.

100VG AnyLAN базируется на новом стандарте 802.12 и обеспечивает передачу кадровой информации стандарта 802.3 и 802.5 (Token Ring). В отличие от обычного Ethernet, где применяется вероятностный  метод доступа с коллизиями, здесь используется протокол приоритетных запросов (DPP Demand Priority Protocol). Концентратор постоянно опрашивает подключенные к нему устройства. Если абонент хочет передать данные, то выставляет запрос на обслуживание. Все запросы обслуживаются на основании приоритета и порядка подключения клиента к концентратору. Такая схема работы повышает надежность передачи данных и даже при увеличении нагрузки позволяет обеспечить равномерность их поступления.

 Отдельное место в этом ряду стандартов занимает Asynchronous Transfer Mode (ATM), за которым, как полагают многие эксперты, стоит большое будущее. ATM позволяет по одной и той же сети пересылать данные, голос и изображение. По стандарту все данные разбиваются на небольшие ячейки размером 53 байта и могут передаваться со скоростью от 25 до 625 Мбит/с (сейчас ведутся исследования по увеличению скорости передачи до 4,8 Гбит/с). Некоторые крупные западные фирмы уже используют ATM-устройства для создания скелета сети и связи распределенных сетей.

Итог

Каждая компания имеет свои особенности, и модернизация ее сети будет происходить согласно ее внутренним потребностям. Поэтому в заключение рассмотрим наиболее общие решения и случаи.

В любой организации всегда существует группа пользователей, которая не создает большого трафика: как правило, это те, кто работает только с текстовыми и табличными редакторами, E-mail. Для них вполне достаточно обычного Ethernet со скоростью 10 Мбит/с.

Группам, активно обменивающимся данными, можно выделить либо отдельные 10-мегабитные сегменты для каждой станции, либо 100 Мбит. Например, команде инженеров, работающей со сложной САПР, или группе верстки журнала, перекачивающей большие объемы графических данных, выделяется отдельный сервер для хранения архива. Как правило, эти данные используют только члены группы. Такие меры позволяют минимизировать общую область коллизий и разгрузить другие серверы.

Необходимо помнить, что во многих, особенно высокоскоростных, сетях узким местом становится пропускная способность не канала данных, а мостов и маршрутизаторов, или серверы просто не успевают выдавать данные с нужной скоростью. Поэтому одним из путей решения указанной проблемы становится модернизация отдельных серверов или создание целого кластера.

Чтобы объединить рабочие группы в общий сегмент, для небольшой организации вполне подойдет обычный концентратор на 100 Мбит или коммутатор. В целом же на выбор того или иного устройства нужно смотреть с точки зрения дальнейшего развития сети и общей стоимости проекта.

В частности, для активно растущих компаний лучше использовать модульный коммутатор/маршрутизатор. Это устройство состоит из шасси с внутренней высокоскоростной шиной, которое в соответствии с текущими потребностями можно заполнять необходимым оборудованием. Спектр последнего достаточно широк – 10ВаsеТ, 100BaseT, FDDI, вплоть до ATM. Такое решение довольно дорого, но позволяет достичь большой гибкости и плавного роста сети без особых проблем.

Как сегодня популярны Ethernet и Token Ring, так и завтра будут распространены Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN, а также FDDI. Цены на это оборудование уже относительно низкие и вполне сопоставимы с тем, сколько стоят менее скоростные устройства (особое место занимают в этом ряду коммутаторы).

 Наконец, широкие перспективы открывает технология ATM. Однако большинство потребителей пока не готово использовать ее как общий стандарт для своей сети.

{НАЧАЛО ВРЕЗКИ}

Мир не стоит на месте, и сегодня уже идет разработка новых стандартов высокоскоростной передачи данных: к ним относится, например, isoMET (isochronous ethernet), который тоже позволит передавать речь и изображения с необходимым качеством. IsoMET разрабатывает National Semiconductor в союзе с AT&T, Apple, Ascom Timplex и IBM.

Как альтернативу isoMET, другая группа компаний во главе с 3Com выдвинула новую технологию – Priority Access Control Enabled (PACE). Этот стандарт поддерживают Apple, Dell, Novell, Oracle, Silicon Graphics Starlight Networks и Sun. Однако пока оба стандарта находятся в стадии разработки, и на рынке еще нет готовых продуктов.

Более серьезную конкуренцию составляет другой стандарт — Fibre Channel. Он обеспечивает скорость передачи данных от 13 3 Мбит/с до 1,06 Гбит/с. Компания AT&T для разработки рекламы создала у себя сеть на основе стандарта Fibre Channel. Все оборудование — сетевые адаптеры, коммутаторы, маршрутизаторы и коммуникационные серверы — было поставлено компанией Апсог Communication.

{КОНЕЦ ВРЕЗКИ}