Сетевые технологии

Ethernet

Ethernet - самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные линии 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Ethernet. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

Fast Ethernet

В сети Fast Ethernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet. При усложнении приложений и увеличении числа обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети.

Преимущества сетевых решений 10/100 Мбит/с

Недавно появилось новое решение, обеспечивающее одновременно широкую совместимость решений 10-Мбит/с Ethernet и 100-Мбит/с Fast Ethernet. "Двухскоростная" технология 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet позволяет таким устройствам, как сетевые платы, концентраторы и коммутаторы, работать с любой из этих скоростей (в зависимости от того, к какому устройству они подключены). При подсоединении ПК с сетевой платой 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet к порту концентратора 10 Мбит/с он будет работать со скоростью 10 Мбит/с. Если же подключить его к 10/100-Мбит/с порту концентратора (такого как 3Com SuperStack II Dual Speed Hub 500), то он автоматически опознает новую скорость и поддерживает 100 Мбит/с. Это дает возможность постепенно, в нужном темпе переходить на более высокую производительность. Кроме того, такой вариант позволяет упростить оборудование сетевых клиентов и серверов для поддержки нового поколения приложений, интенсивно использующих полосу пропускания и сетевые службы.

Gigabit Ethernet

Сети Gigabit Ethernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и Fast Ethernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fast Ethernet. Gigabit Ethernet - мощное решение, позволяющее устранить "узкие места" основной сети (куда подключаются сетевые сегменты, и где находятся серверы). "Узкие места" возникают из-за появления требовательных к полосе пропускания приложений, все большего увеличения непредсказуемых потоков трафика интрасетей и приложений мультимедиа. Gigabit Ethernet предоставляет способ плавного перевода рабочих групп Ethernet и Fast Ethernet на новую технологию. Такой переход оказывает минимальное влияние на их деятельность и позволяет достичь более высокой производительности.

ATM

ATM (Asynchronous Transfer Mode) или режим асинхронной передачи - это технология коммутации, в которой для пересылки данных применяются ячейки фиксированной длины. Функционируя с высокими скоростями, сети ATM поддерживают интегрированную передачу речи, видео и данных в одном канале, выполняя роль и локальных и территориально-распределенных сетей. Поскольку их работа отличается от разновидностей Internet и требует специальной инфраструктуры, такие сети в основном применяются в качестве магистральных сетей (backbone), соединяющих и объединяющих сетевые сегменты.

Технологии с кольцевой архитектурой

Технологии Token Ring и FDDI используются для создания эстафетных сетей с маркерным доступом. Они образуют непрерывное кольцо, в котором в одном направлении циркулирует специальная последовательность битов, называемая маркером (token). Маркер передается по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией, которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае (при отсутствии данных) она просто передает маркер следующей станции. Сети Token Ring функционируют со скоростью 4 или 16 Мбит/с и применяются главным образом в среде IBM.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) также представляет собой кольцевую технологию, но она разработана для оптоволоконного кабеля и используется в магистральных сетях. Данный протокол аналогичен Token Ring и предусматривает передачу маркера по кольцу от одной рабочей станции к другой. В отличие от Token Ring, сети FDDI обычно состоят из двух колец, маркеры которых циркулируют в противоположных направлениях. Это делается для обеспечения бесперебойной работы сети (как правило на оптоволоконном кабеле) - ее защиты от отказов в одном из колец. Сети FDDI поддерживают скорость 100 Мбит/с и передачу данных на большие расстояния. Максимальная длина окружности сети FDDI составляет 100 км, а расстояние между рабочими станциями - 2 км.

Обе кольцевые технологии находят применение в новейших сетевых инсталляциях как альтернатива ATM и различных разновидностей Ethernet.

Как локальные сети справляются с требованиями современных приложений

Используемые сегодня сложные приложения, такие как системы для передачи в сети речи и информации мультимедиа, требуют новых уровней производительности и "интеллектуальности" сети - развитые средства управления трафиком должны обеспечивать высокое качество и предотвращать задержки.

Например, чтобы избежать задержек или нарушения целостности данных на приемном конце, ответственный трафик, такой как передача сведений о заказах авиабилетов или медицинской информации, а также трафик реального времени (речь и видео) должны иметь при передаче по маршрутам сети более высокий приоритет. В соответствии с данными требованиями многие коммутаторы, например коммутаторы 3Com, поддерживают сегодня стандартные функции назначения приоритета трафика согласно стандарту IEEE 802.1p.

Чтобы обеспечить еще более полное управление, вплоть до уровня настольной системы, многие современные сетевые платы функционируют как интеллектуальная часть сети. Например, платы сетевого интерфейса 3Com EtherLink III с программным обеспечением DymanicAccess реализуют такое управление на настольной системе, запрашивая для трафика уровень приоритета, соответствующий сгенерировавшему данные приложению.

Совместно используемые и коммутируемые сети: какие из них вам больше подходят?

В совместно используемом сегменте все пользователи конкурируют между собой за одну полосу пропускания. Сетевые соединения такого типа обеспечивает концентратор. Данные передаются только одним ПК и поступают на все остальные ПК в этом сегменте. Каждый ПК анализирует поступивший пакет и определяет, предназначен он ему или нет. С ростом сети такая схема может привести к перегрузке и увеличению времени реакции сети.

При коммутации отдельные пользователи получают выделенную полосу пропускания. В результате уменьшается конкуренция за канал и исключаются типичные "узкие места". Например, если в распоряжении 30 пользователей имеется один канал с пропускной способностью 10 Мбит/с, то для предоставления всей пропускной способности каналов отдельным концентраторам, коммутаторам, серверам и даже требовательным клиентам сетей Ethernet и Fast Ethernet, которым необходимы собственные каналы 100 Мбит/с, можно установить коммутатор 10/100 Мбит/с. Если применять коммутатор со средствами автоматического опознавания скорости 10/100 Мбит/с, то любое подключенное к сети устройство может работать с наивысшей доступной скоростью - 100 Мбит/с.

Взгляд в будущее: создание сетей для крупных организаций

Для снижения перегрузки в сети, где маршрутизаторы могут стать серьезным "узким местом", крупные организации предпочитают применять коммутацию уровня 3. Сочетание беспрепятственной скорости коммутации и управления маршрутизацией трафика позволяет получить оптимальную комбинацию. Таким образом, коммутация уровня 3 объединяет в себе лучшие качества данных технологий.

Для тех сетевых сред, где маршрутизаторы применяются для защиты, сегментирования трафика или многопротокольной трансляции, организации могут также использовать технологию Fast IP. Она позволяет передавать отдельные виды трафика в обход маршрутизатора, направляя их от клиента к серверу по полностью коммутируемым маршрутам. Таким образом уменьшается время отклика для клиентов.

Кроме того, возникают новые приложения многоадресной рассылки, распространяющие один поток данных на несколько ПК (multicasting). Если все ПК будут получать информацию, предназначенную лишь для нескольких клиентов, это может легко вызвать перегрузку сети. Специальное средство Multi-cast Control, основанное на стандарте IEEE 802.1p, позволяет администраторам сетей управлять потоком данных групповой рассылки, направляя их только на компьютеры получателей. Такой метод находит различное применение. Например, вместо того, чтобы организовывать совещание, где должны присутствовать все приглашенные на него сотрудники, президент компании может обратиться к ним со своего ПК.

Вероятно, в данный момент у вас нет необходимости развертывать все эти сложные приложения, однако учитывая быстрые темпы эволюции сетевой технологии, важно выбирать оборудование, отвечающее требованиям завтрашнего дня. Независимо от того, каковы окажутся требования вашей сети в дальнейшем, компания 3Com будет обеспечивать необходимую поддержку интеграции развивающихся технологий, основанную на стандартах.