Современные сетевые архитектуры с концентраторами и маршрутизаторами разделяемых носителей непрерывно развиваются, предлагая новые технологии и представляя новые мощные возможности. Сетевым администраторам необходимо развертывать масштабируемые, гибкие сети, которые соответствовали бы растущим запросам по полосе пропускания, устойчивости и управляемости, при этом капиталовложения на модернизацию инфраструктуры существующих сетей должны быть сведены к минимуму. Под влиянием этих требований индустрия сетевого оборудования развивается в направлении новой сетевой архитектуры - архитектуры коммутируемых сетей.
Коммутируемые объединенные сети (internetwork - совокупность сетей, которые соединены друг с другом маршрутизаторами и другими устройствами и функционируют как единое целое) вводят устройства коммутации в существующие сети с разделяемыми носителями, чтобы одновременно использовать преимущества и маршрутизации, и коммутации. Для расширения полосы пропускания и снижения перегрузки в имеющихся концентраторах с разделяемыми носителями в аппаратные шкафы дополнительно устанавливаются коммутаторы ЛВС. Одновременно с этим внедряются новые магистральные технологии, такие как АТМ-коммутаторы и маршрутизаторы, которые предлагают значительно более широкую полосу пропускания, необходимую для передачи данных с высокой пропускной способностью.
Обеспечение слаженной интеграции этого множества устройств - “краеугольный камень” сложной инфраструктуры ПО межсетевого взаимодействия. Обеспечивая взаимодействие между платформами и устройствами, эта инфраструктура также предоставляет пользователям новые виды обслуживания и возможности, например, возможность организации виртуальных ЛВС, поддержка мультимедиа и мощные средства управления сетью. Параллельно с возрастанием функциональных возможностей сети также растет и потребность в средствах всестороннего, удобного в работе административного управления сетевыми устройствами.
Эти три элемента - функционально совместимые платформы, программное обеспечение и средства управления - являются важнейшими компонентами успешного плана интеграции. Гарантированная функциональная совместимость наряду с промышленным стандартом, на основе которых строится ПО межсетевого взаимодействия, предлагают сетевым администраторам способ гибкой интеграции, предоставляющий преимущества передовых технологий и одновременно сводящий к минимуму нарушения работоспособности сети при ее модернизации. Теперь, если возникнет потребность в большей полосе пропускания или в более широких возможностях управления, перевести на коммутацию можно или всю сеть, или ее сегменты.
Стимулы для осуществления изменений
В настоящее время большинство сетевых проектировщиков начинают встраивать устройства коммутации в имеющиеся сети с разделяемыми носителями для достижения следующих целей:
Расширение доступной для каждого пользователя полосы пропускания, облегчающее борьбу с перегрузками в сетях с разделяемыми носителями. Скорости процессоров растут по экспоненте; появляются прикладных программы и файлы, которым требуется большая полоса пропускания; постоянно растет число пользователей. Поэтому необходимо, чтобы в существующих сетях с разделяемыми носителями была обеспечена полоса пропускания, достаточная для каждого сетевого пользователя или устройства.
Обеспечение управления виртуальными ЛВС за счет объединения сетевых пользователей в логические рабочие группы, независимые от физической топологии концентраторов, размещаемых в аппаратных шкафах, для снижения расходов, связанных с изменением состава групп пользователей, и для повышения гибкости сети.
Внедрение новейших мультимедиа-приложений на основе различных платформ и технологий коммутации, за счет чего они станут доступны для самых разных пользователей.
Обеспечение возможности плавного перехода к высокопроизводительным технологиям коммутации, таким как АТМ.
Пользователи разделяемых ЛВС коллективно используют полосу пропускания и соперничают друг с другом в доступе к ней. Поскольку отдельные пользователи используют все большие участки полосы пропускания, то все меньшая ее часть доступна остальным пользователям ЛВС. Когда ширина запрошенного участка полосы пропускания превысит доступную величину, пользователи будут вынуждены ждать, что приведет к задержкам передачи трафика и выполнения вычислительных процессов. В результате число пользователей, которые могут работать в ЛВС, ограничивается их же запросами к полосе пропускания. Сегментация ЛВС с разделяемыми носителями дает возможность сгруппировать пользователей по двум или более сегментам ЛВС, при этом сокращается число пользователей, конкурирующих за обладание полосой пропускания. Построенная на этом принципе технология коммутации ЛВС применяет микросегментацию , которая дробит ЛВС на еще большее число групп пользователей, вплоть до тех пор, пока в группе не останется один пользователь, которому будет принадлежать отдельный выделенный сегмент ЛВС.
Сегменты соединяются друг с другом устройствами межсетевого взаимодействия, которые позволяют осуществлять связь между ЛВС и одновременно блокировать другие виды трафика. Коммутаторы обладают интеллектом для мониторинга трафика и сбора таблиц адресов; этот интеллект позволяет пересылать пакеты напрямую в конкретные порты в пределах ЛВС. Также коммутаторы обеспечивают пересылку пакетов без блокировок, за счет чего становится возможным реализовать одновременно несколько потоков обмена данными. Технология коммутации, позволяющая быстро передавать данные прямо по назначению (в отличие от концентраторов и повторителей) и поддерживать присущие передовым технологиям повышенные скорости и расширенную полосу пропускания, быстро становятся предпочтительным решением для улучшения обмена данными в ЛВС.
Решения для коммутируемых объединенных сетей
Проектировщики сетей столкнулись с тем, что многие продукты, предлагаемые для коммутируемых объединенных сетей, не соответствуют своему назначению. Некоторые предлагают ограниченное число аппаратных платформ и незначительную системную интеграцию с имеющейся инфраструктурой; иногда интеграция вовсе не обеспечивается. Другие решения предусматривают полный отказ от капиталовложений, уже сделанных в имеющуюся сетевую инфраструктуру. Успешное решение по внедрению коммутируемых объединенных сетей должно удовлетворять следующим требованиям:
Расширение доступной полосы пропускания при сохранении стратегических капиталовложений в имеющуюся коммуникационную инфраструктуру.
Снижение расходов на управление работой сети.
Встроенная поддержка мультимедиа-приложений и других типов трафика, требующих значительных ресурсов, на всем пути между конечными пользователями и на различных платформах.
Возможность масштабирования, административного управления трафиком и обеспечения безопасности, которые должны быть по крайней мере не хуже, чем в сегодняшних объединенных сетях, основанных на использовании маршрутизаторов.
Чтобы воспользоваться этими преимуществами, необходимо уяснить, какую роль играет программная инфраструктура межсетевого взаимодействия в коммутируемых объединенных сетях. В современных сетях маршрутизаторы обеспечивают соединения между локальными и территориальными сетями, построенными по различным технологиям, и одновременно применяют логические устройства защиты и фильтры, предотвращающие широковещательные передачи данных. Именно эти возможности позволяют масштабировать имеющиеся объединенные сети и при этом поддерживать их устойчивость и живучесть. Так как тенденцией развития сетей является переход на коммутируемые объединенные сети, то для их устойчивости и масштабирования потребуются соответствующие логические возможности межсетевого взаимодействия. Коммутаторы ЛВС и АТМ не только позволяют значительно повысить производительность, но также обусловливают и новые требования к межсетевому взаимодействию. Коммутируемые объединенные сети должны быть функционально совместимы с имеющимися ЛВС и территориальными сетями. Такие виды сетевого сервиса, как возможность организации виртуальных ЛВС, которые будут реализованы в коммутируемых объединенных сетях, также предъявляют требования к межсетевому взаимодействию.
Следовательно, в действительности коммутируемая объединенная сеть - это больше, чем набор устройств. Она состоит из системы устройств, объединенных и поддерживаемых инфраструктурой интеллектуального ПО межсетевого взаимодействия. В настоящее время вся эта сетевая интеллектуальная мощь сосредоточена в маршрутизаторах. Однако с появлением коммутируемых объединенных сетей эта интеллектуальная мощь будет рассредоточена по всей сети, отражая тем самым децентрализованную природу систем коммутации. Как бы то ни было, потребность в инфраструктуре межсетевого взаимодействия сохранится.
Поэтому успешное решение по межсетевому взаимодействию на основе коммутации должно сочетать в себе преимущества как маршрутизаторов, так и коммутаторов в каждом участке сети, а также предлагать гибкий путь перехода от сетей с разделяемым носителем к коммутируемым объединенным сетям.
