Транспортная система локальных сетей масштаба здания или кампуса уже
достаточно давно стала включать разнообразные типы активного коммуникационного
оборудования - повторители, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы,
соединенные в сложные иерархические структуры, вроде той, которая изображена на
рисунке 1.1.
Рис. 1.1. Типичная структура сети здания или кампуса
Активное оборудование управляет циркулирующими в сети битами, кадрами и
пакетами, стараясь организовать их передачу так, чтобы данные терялись как можно
реже, а попадали к адресатам как можно быстрее, в соответствии с потребностями
трафика работающих в сети приложений.
Описанный подход стал нормой при проектировании крупных сетей и полностью
вытеснил сети, построенные исключительно на основе пассивных сегментов кабеля,
которыми совместно пользуются для передачи информации компьютеры сети.
Преимущества сетей с иерархически соединенным активным оборудованием не раз
проверены на практике и сейчас никем не оспариваются.
И, если не обращать внимание на типы используемого оборудования, а
рассматривать их просто как многопортовые черные ящики, то может сложиться
впечатление, что никаких других изменений в теории и практике построения
локальных сетей нет - предлагаются и реализуются очень похожие схемы,
отличающиеся только количеством узлов и уровней иерархии коммуникационного
оборудования.
Однако, качественный анализ используемого оборудования говорит об обратном.
Изменения есть, и они существенны. За последние год-два коммутаторы стали
заметно теснить другие виды активного оборудования с казалось бы прочно
завоеванных позиций. Несколько лет назад в типичной сети здания нижний уровень
иерархии всегда занимали повторители и концентраторы, верхний строился с
использованием маршрутизаторов, а коммутаторам отводилось место где-то
посередине, на уровне сети этажа. К тому же, коммутаторов обычно было немного -
их ставили только в очень загруженные сегменты сети или же для подключения
сверхпроизводительных серверов.
Коммутаторы стали вытеснять маршрутизаторы из центра сети на периферию
(рисунок 1.2), где они использовались для соединения локальной сети с
глобальными.
Рис. 1.2. Совместное использование коммутаторов и
маршрутизаторов
Центральное место в сети здания занял модульный корпоративный коммутатор,
который объединял на своей внутренней, как правило, очень производительной,
магистрали все сети этажей и отделов. Коммутаторы потеснили маршрутизаторы
потому, что их показатель "цена/производительность", рассчитанный для
одного порта, оказался гораздо ниже при приближающихся к маршрутизаторам
функциональным возможностям по активному воздействию на передаваемый трафик.
Сегодняшние корпоративные коммутаторы умеют многое из того, что несколько лет
назад казалось исключительной прерогативой маршрутизаторов: транслировать кадры
разных технологий локальных сетей, например Ethernet в FDDI, осуществлять
фильтрацию трафика по различным условиям, в том числе и задаваемым
пользователем, изолировать трафик одного сегмента от другого и т.п. Коммутаторы
ввели также и новую технологию, которая до их появления не применялась -
технологию виртуальных сегментов, позволяющих перемещать пользователей из одного
сегмента в другой чисто программным путем, без физической перекоммутации
разъемов. И при всем при этом стоимость за один порт при равной
производительности у коммутаторов оказывается в несколько раз ниже, чем у
маршрутизаторов.
После завоевания магистрального уровня корпоративной сети коммутаторы начали
наступление на сети рабочих групп, где до этого в течение последних пяти лет
всегда использовались многопортовые повторители (концентраторы) для витой пары,
заменившие пассивные коаксиальные сегменты. Появились коммутаторы, специально
предназначенные для этой цели - простые, часто неуправляемые устройства,
способные только быстро передавать кадры с порта на порт по адресу назначения,
но не поддерживающие всей многофункциональности корпоративных коммутаторов.
Стоимость таких коммутаторов в расчете на один порт быстро снижается и, хотя
порт концентратора по-прежнему стоит меньше порта коммутатора рабочей группы,
тенденция к сближению их цен налицо.
Подтверждением этой тенденции могут служить данные исследовательских компаний
InStat и Dell'Oro Group за 1996 год и их прогноз на 1998 год:
|
1996 |
1998 |
Процент снижения за два года |
Средняя цена за порт концентратора |
Ethernet |
$101 |
$94 |
6.9% |
Fast Ethernet |
$200 |
$145 |
27.5% |
Средняя цена за порт коммутатора |
Ethernet |
$427 |
$200 |
53% |
Fast Ethernet |
$785 |
$500 |
36.3% |
Отношение порт коммутатора/порт концентратора |
Ethernet |
4.22 |
2.1 |
|
Fast Ethernet |
3.9 |
3.4 |
|
Эти данные собраны по всем классам коммутаторов, от уровня рабочей группы до
магистрального уровня, где концентраторы не применяются, поэтому сопоставление
концентраторов только с коммутаторами рабочих групп дало бы еще более близкие в
стоимостном отношении результаты, так как стоимость за порт Ethernet у отдельных
коммутаторов доходит до $150, то есть всего в полтора раза превышает стоимость
порта концентратора Ethernet.
В то же время производительность сети, построенной на коммутаторе, обычно в
несколько раз превышает производительность аналогичной сети, построенной с
использованием концентратора. Так как плата за повышение производительности не
так уж велика и постоянно снижается, то многие сетевые интеграторы все чаще
соглашаются с ней для снижения задержек в своей сети. С распространением
работающих в реальном времени приложений ущерб от транспортных задержек
становится все ощутимее, а нагрузка на транспортную систему возрастает, что еще
больше стимулирует приближение таких высокопроизводительных устройств, как
коммутаторы, к пользовательским компьютерам.
Естественно, тенденция повышения роли коммутаторов в локальных сетях не имеет
абсолютного характера. И у маршрутизаторов, и у концентраторов по-прежнему
имеются свои области применения, где их применение более рационально, чем
коммутаторов. Маршрутизаторы остаются незаменимыми при подключении локальной
сети к глобальной. Кроме того, маршрутизаторы хорошо дополняют коммутаторы при
построении виртуальных сетей из виртуальных сегментов, так как дают испытанный
способ объединения сегментов в сеть на основании их сетевых адресов.
Концентраторы также имеют сегодня свою нишу. По-прежнему существует большое
количество случаев, когда трафик в рабочей группе невелик и направлен к одному
серверу. В таких случаях высокая производительность коммутатора мало что дает
конечному пользователю - при замене концентратора на коммутатор он ее
практически не почувствует.
Тем не менее, в локальных сетях появляется все больше коммутаторов, и эта
ситуация вряд ли коренным образом изменится в ближайшем будущем. Некоторые новые
технологии, такие как ATM, вообще используют коммутацию как единственный способ
передачи данных в сети, другие, например, Gigabit Ethernet - рассматривают ее в
качестве, хотя и не единственного, но основного способа связи устройств в сети.
|