Высокоскоростные сетевые технологии
Теперь уже нельзя просто сказать "Ethernet". Видео/Звуковые приложения, "пожирающие" полосу пропускания, изобилие высокоскоростных каналов связи с региональными сетями и необходимость сегментации сетевого трафика вынуждают изменять привычный стандарт Ethernet. Такие компании, как Kalpana (теперь часть фирмы Cisco Systems), и такие консорциумы, как Fast Ethernet Alliance, создают технологии и продукты, благодаря которым испытанная основа Ethernet обретает новые возможности. Набор инструментов и технологий, называемый New Ethernet, обеспечивает возможности постепенного и экономного удовлетворения возрастающих требований к пропускной способности ЛВС всех масштабов.
К числу элементов New Ethernet относятся средства коммутации, 100-Мбит/с адаптеры и концентраторы двух базовых типов, а также конкурирующая технология 100 VG. С технической точки зрения не совсем корректно считать технологию ATM родственной Ethernet, однако ATM действительно расширяет сети Ethernet. Если вас интересует полный перечень 10-Мбит/с коммутаторов и 100- Мбит/с концентраторов коллективного пользования, его можно найти на нашем Web-сервере http://www.pcmag.com в разделе Network Edition.
Самый простой способ повышения пропускной способности таких сильно загруженных узлов сети, как графические рабочие станции и серверы, состоит в замене обычного концентратора на коммутирующий концентратор Ethernet. Коммутаторы позволяют каждому узлу использовать кабель без конкуренции благодар буферизации входящих данных и пересылки их к узлу-получателю только тогда, когда его выходной порт открыт. Коммутация фактически преобразует Ethernet из широковещательной системы с конкурентной борьбой за полосу пропускания в систему адресной передачи данных. Преимущества подхода реализуются немедленно, и, чтобы воспользоваться ими, вам ничего не нужно менять в кабельной системе. Важно также то, что коммутаци создает лучшие условия работы в сети для ПК с шиной ISA и блокнотных ПК с адаптерами PC Card LAN компьютеров, которые мало выигрывают от скоростных каналов связи.
В продаже имеются коммутаторы как для 10-Мбит/с, так и для 100-Мбит/с сетей Ethernet. 100-Мбит/с коммутаторы особенно полезны в качестве узлов управления трафиком в соединениях между кластером серверов и ЛВС с несколькими рабочими группами. Если у вас возникли проблемы с пропускной способностью, подумайте прежде всего об установке 10-Мбит/с коммутатора.
Хотя 10-Мбит/с коммутаторы служат основой дл повышения производительности, некоторые системы требуют большего. Если в вашей сети установлены высокоскоростные узлы, в том числе компьютеры на базе RISC-процессоров, Pentium и Pentium Pro, то целесообразно использовать 100-Мбит/с адаптеры, концентраторы и коммутаторы ЛВС. Чтобы полностью реализовать преимущества 100-Мбит/с решений, вам действительно понадобятся компьютеры с шиной PCI или S-bus фирмы Sun.
В ходе подготовки данного обзора мы испытывали новые полезные продукты: 100-Мбит/с адаптеры и концентраторы (известные под общим названием 100Base-T4), которые могут использовать сетевой кабель, первоначально установленный для оборудования 10Base-T. Если вам нужна более высокая пропускная способность - даже дл нескольких узлов или для подсети существующей ЛВС, - продукты 100Base-T4 в состоянии обеспечить ее.
На сегодняшнем рынке преобладают три спецификации Fast Ethernet: 100Base-TX, 100Base-FX и 100Base-T4. Другая немного отличающаяся спецификация 100VG - это конкурент семейства Ethernet. Ключевой характеристикой, по которой различаются 100-Мбит/с продукты, являетс тип используемого кабеля, а внедрение каждой технологии определяется возможностями прокладки кабеля и сопутствующими затратами.
Продукты 100Base-TX ориентированы на применение высококачественного кабеля, удовлетворяющего группе стандартов под общим названием "Категория 5 Ассоциации электронной и телекоммуникационной промышленности (EIA/TIA) и других организаций по сертификации". Во многих случаях это означает, что, если вы захотите перейти с 10Base-T на 100Base-TX, вам придетс заплатить за установку новой кабельной системы.
Спецификация 100Base-FX требует применени волоконно-оптического кабеля. Системы 100Base-FX не подвержены влиянию радиопомех, а протяженность кабельных сегментов может превышать милю. Компоненты волоконно-оптических систем довольно дороги, хотя дл многих задач затраты могут быть оправданны. Например, установка новой волоконно-оптической системы может обойтись в два или три раза дороже, чем новая система на основе кабелей категории 5. Технология 100Base-FX применяется в финансовой сфере, энергетике и других отраслях, готовых платить за высокую производительность и надежность. В менее богатых сферах благодаря большей допустимой длине кабеля для создания высокоскоростных магистралей ЛВС используется 100Base-FX используется.
Переход на технологии 100Base-TX и 100Base-FX может повлечь за собой дорогостоящие модернизации кабельной системы ЛВС. Адаптеры, удовлетворяющие спецификации 100Base-T4, могут работать с любым медным проводом категорий 3, 4 и 5. Такая универсальность позволяет администраторам сетей организовывать 100-Мбит/с соединения независимо от кабельной системы. Но не рассчитывайте получить что-то даром. Для достижени номинальной пропускной способности при таких кабелях в технологии 100Base-T4 требуются четыре витые пары на каждый узел. Так как кабели ЛВС содержат только четыре пары, вы должны быть уверены, что каждый проводник и каждое соединение в каждом кабеле исправны. Но часто это слишком смелое предположение.
Многие изготовители продуктов 100Base-TX поставляют или планируют поставлять адаптеры и концентраторы, удовлетворяющие обеим спецификациям. При совместном применении концентраторов 100Base-TX и 100Base-T4 не потребуется дополнительного соединительного оборудования типа моста, поскольку устройства 100Base-T4 используют такие же пакеты Ethernet, как и другие продукты 100Base-T. Для удовлетворени требованиям обеих технологий в некоторых концентраторах 100Base-T устанавливаются как 100Base-TX, так и 100Base-T4 порты.
Fast Ethernet - не единственная 100-Мбит/с сетева технология. Hewlett-Packard и ряд других фирм предлагают продукты, соответствующие технологии 100VG (100 voice grade) AnyLAN. Главное преимущество 100VG - это архитектура приоритетных запросов (Demand Priority Architecture, DPA). В технологии 100VG данные передаются по четырем неэкранированным витым парам, однако благодаря DPA для некоторых приложений, например видеоконференций, со стороны концентратора обеспечивается приоритетное обслуживание.
Если вы намереваетесь использовать любую быструю сетевую технологию (исключая коммутационные), вам нужно много знать о вашей уже установленной или планируемой кабельной системе. Как в 100Base-TX, так и в ATM требуется установка кабеля категории 5. Если вы приобрели кабельную систему категории 3, вам все же необходимо провести ее тщательное обследование, чтобы убедиться, что достаточное число пар подведены к нужным местам.
Кабельная система - это много больше, чем просто провода. Такие стандарты, как категория 3 и категори 5, определяют сопротивление утечки между парами и соответствующие так называемые перекрестные наводки (NEXT, near-end crosstalk), а также возможность передавать сигналы по кабелю на различных частотах - кривую частотного затухания.
Все компоненты кабельной системы на пути от клиентского адаптера до распределительного шкафа, включая распределительные панели (если они установлены), коммутационные панели и кабели, образующие кабельную систему, должны удовлетворять определенным стандартам. Если какой-либо из компонентов не соответствует требованиям, будьте готовы к появлению проблем в сети. Крупные неприятности могут возникнуть по простым причинам, например, при установке скрученные пары могут быть распущены слишком сильно, что приведет к искажению сигнала и ухудшению компенсации электрических помех между парами.
Не зная качества своей кабельной системы, вы не сможете принять обоснованного решения о том, кака система Fast Ethernet лучше подойдет вам.
Как и в большинстве жизненных ситуаций, вы можете либо нанять кого-нибудь, либо проделать эту работу сами. Если вам надо установить новую кабельную систему на базе кабеля категории 5 или волоконно-оптического кабеля для применения технологии 100Base-TX или 100Base-FX, вам, наверное, захочется воспользоватьс услугами профессионалов. Позаботьтесь, однако, чтобы они представили вам такую техническую документацию, как схемы прокладки кабелей и профильные кривые - распечатки с данными о перекрестных наводках и затухании сигналов.
Но, если вы хотите использовать технологию 100Base-T4 или 100VG, вы, возможно, проведете обследование сами. Для этого вам понадобится кабельный тестер, изготовленный такими компаниями, как Fluke, Microtest или Scope. Тестеры покажут, удовлетворяют ли ваши кабели спецификациям категории 3 или 5. Но дл покупателей систем 100Base-T4 или 100VG более важно знать, все ли пары кабелей присутствуют в системе и правильно ли они подведены к контактам соединителя. Неправильное подведение или перекрещенные пары встречаются довольно часто.
Приведенные ниже отчеты и таблицы помогут вам сделать осознанный выбор в мире New Ethernet.
Fast Ethernet стоит на вашем пороге. Даже если вы не планируете установку этой сети в ближайшем будущем, подумайте всерьез о покупке адаптеров Fast Ethernet. Более известные как адаптеры 10/100, эти продукты способны передавать данные со скоростями как 10, так и 100 Мбит/с. Купив такой адаптер сегодня, вы легко сможете модернизировать вашу сеть в будущем, заменив концентратор или коммутатор в распределительном шкафу на концентратор или коммутатор Fast Ethernet. Учитывая, что цены адаптеров Fast Ethernet сравнимы с ценами 10-Мбит/с адаптеров, покупка их сегодня представляетс вполне целесообразной.
Дополнительно к возможности передачи данных с двум скоростями большинство адаптеров Fast Ethernet оборудованы одиночным портом и поставляются с драйверами для автоматического распознавания режима работы сети 10 или 100 Мбит/с без каких-либо модификаций на стороне клиента. К сожалению, в некоторых моделях адаптеров 10/100 устанавливаются два порта: один для скорости 10 Мбит/с, другой для скорости 100 Мбит/с, что вынуждает опрашивать каждого клиента и вручную менять тип соединения.
Во время испытаний этих адаптеров было установлено, что при передаче блоков данных размером 1 Кбайт достигается средняя пропускная способность между сервером и множественными клиентами от 70 до 75 Мбит/с. Было замечено, что некоторые адаптеры почти на 100% используют ресурсы центрального процессора, отвлека его от выполнения других функций сетевой ОС. Например, адаптер SMC EtherPower 10/100I PCI передает 1-Кбайт блоки данных со скоростью 77 Мбит/с при 96%-ном использовании ЦП, а адаптер EtherExpress PRO/100 PCI фирмы Intel обеспечивает пропускную способность 76 Мбит/с при 52%-ном использовании ЦП. Мы обнаружили, что усложнение драйвера адаптера может в значительной мере повлиять на производительность и коэффициент использования ЦП. Коротко говоря, чем лучше драйвер, тем лучше показатели адаптера.
Многие современные серверы выпускаются с шинами PCI или EISA. Мы обнаружили, что шина PCI не только обеспечивает большую производительность и в меньшей степени использует ЦП, но и дешевле (169 долл. по сравнению с 299 долл.) При анализе быстродействия и универсальности у нас сложилось впечатление, что шинна структура с доминирующей PCI лучше, чем EISA. Дл серверов, содержащих только три гнезда PCI, такие адаптеры, как EM400 TX Quartet фирмы Cogent, предоставляют четыре индивидуальных порта 10/100 на адаптер.
В настоящее время на рынке имеется около двух десятков адаптеров, но нам особенно понравились адаптеры EM110 TX фирмы Cogent, EtherExpress PRO/100 PCI фирмы Intel, Fast EtherLink 10/100 PCI фирмы 3Com и ZNYX NetBlaster ZX342. Каждый адаптер поставляется с набором драйверов для широкого круга сетевых ОС, включая Artisoft LANtastic, Novell NetWare 3.x и 4.x, SunOS, Windows for Workgroups, Windows 95 и Windows NT.
С учетом возможности работы на двух скоростях и конкурентоспособных цен адаптеры Fast Ethernet представляются вполне удачной покупкой для вашей сети. Важно только приобрести нужный адаптер. Постарайтесь выбрать такой адаптер, у которого есть один порт с автоматическим распознаванием режима и который не слишком сильно загружает центральный процессор. Когда придет время переходить на Fast Ethernet, этот переход будет легче осуществить.
Коммутируемая Ethernet - это один из самых дешевых и простых способов продлить жизнь вашей 10-Мбит/с ЛВС Ethernet без коренной модернизации. При ценах, лежащих в пределах от 200 до 250 долл. за управляемый порт, коммутирующие концентраторы Ethernet являютс прекрасным решением для ЛВС масштаба подразделения или рабочей группы, взаимодействующих с небольшой группой серверов. Переход на коммутируемую Ethernet осуществляется простой заменой концентраторов в распределительном шкафу.
Замена концентраторов не обязательно производится по принципу "порт на порт". Коммутаторы можно использовать для сегментации концентраторов рабочих групп оставшейс части сети или для организации выделенного 10-Мбит/с канала к серверу, обслуживающему выбранную группу клиентов. Коммутация обеспечивает также возможность двусторонней связи, позволяя клиентам одновременно передавать и получать данные с общей пропускной способностью 20 Мбит/с.
Вам предоставляется широкий выбор как по ценам, так и по характеристикам среди многочисленных изготовителей этого оборудования. Вы можете выбирать по числу портов, наличию высокоскоростных портов, по возможностям управления и возможности организации виртуальных ЛВС (Virtual LAN).
Порты Fast Ethernet можно использовать для создани линий связи коммутатор - коммутатор или магистральной сети, для чего они должны работать в дуплексном режиме. Дуплексный режим позволяет каналам Fast Ethernet реализовать пропускную способность 200 Мбит/с между коммутатором и сервером или между двумя коммутаторами. Если вы занимаетесь виртуальными ЛВС на любительском уровне, с помощью программных средств сетевого управления вы можете логически разделить порты концентратора на несколько отдельных ЛВС. Подобна процедура особенно полезна для сегментации сетей и управления широковещательным трафиком. Среди многих изготовителей коммутаторов следует отметить фирмы Bay Networks, Cabletron, Cisco и 3Com.
В коммутаторе BayStack Ethernet Workgroup Switch фирмы Bay Networks установлено шесть коммутируемых 10-Мбит/с портов. Однако в отличие от многих других устройств он оборудован только одним факультативным каналом связи с такими более широкополосными сетями, как Fast Ethernet. Эта модель, подобно коммутатору фирмы 3Com, управляется централизованно посредством пакета Optivity фирмы Bay Networks.
Коммутатор FN10 Ethernet фирмы Cabletron выпускаетс в 12- или 24-портовом вариантах. В нем могут быть дополнительно установлены два факультативных порта Fast Ethernet (3185 долл. за два TX-порта, 3895 долл. за два FX-порта).
Коммутатор Catalyst 2100 фирмы Cisco (6295 долл.) оснащен 25 портами 10Base-T и двумя портами Fast Ethernet. В дополнение к коммутации портов обеспечивается организация до четырех виртуальных ЛВС. Коммутатор позволяет также реализовать соединение рабочих групп с сетями Fast Ethernet через неэкранированные витые пары или волоконно-оптический кабель. Управление коммутатором осуществляется с центрального пульта при помощи пакета Cisco Works, представляющего собой набор утилит сетевого управлени на основе протокола SNMP.
Коммутирующий концентратор SuperStack LinkSwitch 1000 фирмы 3Com оснащается 12 или 24 портами Ethernet (3975 и 4975 долл. соответственно) и до двух портов 100Base-T с подключением через витые пары или волоконно-оптический кабель. Устройство воплощает в себе все достоинства семейства концентраторов SuperStack фирмы 3Com, в том числе резервный блок питания и программу управления Transcend на базе протокола SNMP. Однако, если вы интересуетесь виртуальными ЛВС, вам больше подойдет коммутатор Catalyst 2100 фирмы Cisco Systems.
Каждый из перечисленных поставщиков и многие другие предлагают полный спектр коммутирующих концентраторов Ethernet и других концентраторов, которые могут взаимодействовать друг с другом в сетях, предназначенных для небольших рабочих групп и более крупных организаций.
Если вы занимаетесь проектированием или модернизацией вашей сети и намереваетесь расширить ее полосу пропускания, одним из возможных решений может стать применение разделяемых концентраторов 100Base-T. Эти концентраторы действительно обеспечивают высокоскоростную связь между настольными ПК и серверами в среде рабочей группы с 10-кратным повышением пропускной способности по сравнению с 10 Мбит/с.
Но не забывайте, что 100-Мбит/с полоса пропускани связана с некоторыми ограничениями. Максимально допустимая (теоретически) стандартом 100Base-T длина кабеля составляет 250 м, т.е. одну десятую максимальной длины кабеля, соответствующего стандарту 10-Мбит/с Ethernet. Кроме того, коммутаторы Fast Ethernet могут иметь только один "каскад" между концентраторами сети, в то время как стандартные концентраторы Ethernet - от трех до пяти. Указанные ограничения можно преодолеть путем использовани наращиваемых концентраторов и коммутаторов и создать тем самым крупномасштабную сеть Fast Ethernet.
Концентраторы 100Base-T различаются по таким характеристикам, как число (плотность) портов, возможности управления и цена. Наиболее важным фактором при выборе концентратора является, вероятно, масштабируемость. Возможности управления необходимы дл контроля сетевого трафика и возникающих проблем. Ниже представлены для выбора лишь несколько продуктов Fast Ethernet.
Для небольших рабочих групп, насчитывающих менее 30 клиентов, фирма Cisco Systems предлагает свое семейство ненаращиваемых концентраторов FastHub 100Base-TX, которые выпускаются в модификациях с 4, 8 и 16 неуправляемыми портами (995, 1595 и 3195 долл. соответственно). Другие представители семейства FastHub 100 оснащены 12 портами 100Base-FX и 15 портами 100Base-TX, причем один порт FX предназначен дл соединения коммутаторов волоконно-оптическим кабелем. Фирма Cisco не производит программных средств управления, но предоставляет базы управляющей информации (Management Information Base, MIB), совместимые с любым пакетом управления, удовлетворяющим протоколу SNMP.
Концентратор SuperStack LinkBuilder FMS 100 фирмы 3Com оснащен 12 портами 100Base-TX и факультативным портом (2899 долл.), который может быть настроен на среду передачи. Эта модель объединяет в себе многие достоинства семейства наращиваемых концентраторов SuperStack фирмы 3Com: избыточный источник питания, факультативный блок управления, полностью совместимый с протоколом SNMP, и пакет программ управления Transcend. Фирма 3Com планирует начать в этом году поставки концентратора LinkBuilder FMS 100 T4 с 12 портами (2388 долл.).
Наращиваемый концентратор Express Stackable 100Base-TX фирмы Intel (2395 долл.) содержит 12 портов и факультативный модуль управления (2295 долл.), обеспечивающий работу с протоколом SNMP для полного комплекта, включающего 6 концентраторов.
Более гибкое решение реализовано в концентраторе Bay Stack 100Base-TX фирмы Bay Networks. Шасси с двум гнездами оснащается либо 12, либо 24 портами (2375 и 4370 долл. соответственно). И при максимальном числе концентраторов в стеке (шесть) вы можете создать сеть из 144 неуправляемых портов или 132 управляемых портов. Для работы факультативного модуля управления требуется, чтобы в одном из концентраторов стека было два гнезда. Тогда вы сможете управлять всем стеком, используя пакет управления Optivity фирмы Bay Networks.
Серия HubStack фирмы Cabletron представлена множественными концентраторами, включая такие продукты, как SEHI100TX-22 (7995 долл.) и SEH100TX-22 (6995 долл.). Один 12-портовый концентратор играет роль "интеллектуального" или "неинтеллектуального" компонента стека. В стеке может содержаться до пяти "неинтеллектуальных" или один "интеллектуальный" и четыре "неинтеллектуальных" концентратора с общим числом портов 60. Сетевое управление обеспечиваетс пакетом Spectrum Element Management фирмы Cabletron.
Вам постоянно не хватает пропускной способности? Вам кажется, что для передачи этих "пожирающих" память мультимедиа-файлов требуется целая вечность? Одним из решений проблемы может стать коммутируемая сеть Fast Ethernet, вобравшая в себя все лучшее из двух миров, если вы, конечно, сможете справиться с шоком после знакомства с ценами. Концентраторы Fast Ethernet объединяют технологию коммутации со скоростью Fast Ethernet и обеспечивают выделенные 100-Мбит/с соединения для групп серверов, рабочих групп пользователей или клиентов с высоким уровнем требований к вычислительным ресурсам.
Подобно телефонной системе, коммутирующие концентраторы формируют виртуальные соединения между двумя портами и разрывают их после окончания сеанса связи. Коммутаторы полезны для расширения максимальной протяженности кабельных сегментов ЛВС Fast Ethernet сверх 250-м предела и обязательны при организации крупномасштабных сетей Fast Ethernet. Однако из-за высокого уровня цен (800 - 1000 долл. за порт) коммутируемые сети 100Base-T применяются главным образом для построения магистралей или групп серверов, где требуется широкая полоса пропускания.
Хотя 100-Мбит/с коммутируемая Ethernet функционирует аналогично 10-Мбит/с коммутируемой Ethernet, 100-Мбит/с коммутаторы требуют применения кабелей Категории 5, необходимых для Fast Ethernet. Для работы коммутаторов Fast Ethernet нужны более сложные внутренние компоненты, обеспечивающие передачу данных с повышенной скоростью, что и обусловливает более высокий уровень цен этих устройств.
При выборе коммутирующих концентраторов следует обращать внимание на такие характеристики, как плотность размещения портов, возможности управления, работы в дуплексном режиме и организации виртуальных ЛВС. Порты Fast Ethernet используются для соединений концентратор - коммутатор или коммутатор - магистраль, а при наличии дуплексного режима обеспечивается передача данных между коммутатором и серверами или между коммутаторами со скоростью 200 Мбит/с. В сочетании с программными средствами управления технология виртуальных ЛВС позволяет разделить порты концентратора на несколько отдельных ЛВС. Это может быть особенно полезным для сегментации сети и для управления широковещательным трафиком.
Коммутирующий концентратор Express Switching фирмы Intel (4995 долл.) содержит пять коммутируемых портов 100Base-TX и два дополнительных факультативных порта, в которых могут быть размещены модули расширени 100Base-TX (1195 долл.) или 100Base-FX (1495 долл.). Готовится к выпуску пакет программ управления, работающий в среде Microsoft Windows.
Коммутаторы серии FN-100 фирмы Cabletron поставляются в двух вариантах: 8-портовая модель FN-100-8TX (рекомендуемая изготовителем цена - 16 800 долл.) и 16-портовая модель FN-100-16TX ( рекомендуема изготовителем цена - 24 115 долл.). Каждый порт может работать на скорости 10 или 100 Мбит/с, что облегчает модернизацию сети. Пакет сетевого управления Spectrum фирмы Cabletron позволяет управлять концентраторами с центральной станции.
Как и изделия серии FN-100, коммутирующий концентратор 28115 LattisSwitch с 16 UTP-портами фирмы Bay Network (16 500 долл.) обеспечивает скорость передачи данных 10 и 100 Мбит/с по каждому порту. Концентратор может быть оснащен факультативным высокоскоростным приемопередатчиком (трансивером) версии 100Base-TX (795 долл.) или 100Base-FX (995 долл.). Возможно соединение семи концентраторов этой модели с образованием 112 управляемых портов и 32 виртуальных ЛВС на один концентратор. В сумме это составляет 64 виртуальных ЛВС на полный стек. Управление концентраторами LattisSwitch осуществляетс с помощью пакета сетевого управления Optivity фирмы Bay Network.
Коммутаторы серии Catalyst 2900 фирмы Cisco при стартовой цене 15 тыс. долл. поставляются с 12 коммутируемыми портами 10/100 Fast Ethernet TX или FX. Два дополнительных порта применяются для связи с другими коммутаторами. Настройка конфигурации и управление коммутаторами Catalyst 2900 осуществляются с помощью пакета Cisco View. Дополнительно обеспечиваетс совместимость с протоколом RMON.
Мы тестировали три адаптера PCI 100Base-T4, только что сошедших с заводской сборочной линии. Они работали примерно так же, как адаптеры 100Base-TX, которые мы испытывали в 1995 г., и основным дифференцирующим фактором был коэффициент использования ЦП. По этим предварительным результатам лидером стал адаптер фирмы Cogent.
Основными критериями оценки адаптеров были производительность и загрузка ЦП. Больша производительность означает большую скорость передачи данных между клиентскими ПК и сетью; меньшая загрузка ЦП означает, что адаптер не отнимает у других приложений слишком много процессорного времени.
В тестах на передачу 64-байт пакетов все три адаптера показали близкие результаты, хотя по производительности и загрузке ЦП адаптер фирмы 3Com несколько отстал от изделий фирм Cogent и Racore. Цифры начинают расходиться при размере блока 1 Кбайт, когда адаптер фирмы 3Com начинает не поспевать за адаптерами Cogent и Racore, демонстрирующими почти одинаковые показатели.
Когда мы повышали нагрузку адаптеров сервера, приближая ее к предельной при размере блока 32 Кбайт, адаптер фирмы Cogent, неизменно демонстрируя высокую производительность и низкую загрузку ЦП, опередил изделия фирм 3Com и Racore. Показатели адаптера Cogent были близки к показателям адаптера EtherExpress PRO/100B 100BASE-TX фирмы Intel, удостоенного в 1995 г. отличия "Редакция советует" (PC Magazine, спецвыпуск 2/95).
Решающее влияние на производительность адаптера оказывают набор микросхем и программные драйверы. В адаптере 3Com Fast EtherLink используется набор микросхем Parallel Tasking 40-0282 фирмы 3Com; в адаптере Cogent eMaster+EM110 - набор микросхем Digital 21140-AB, а в адаптере Racore M8149-040 - набор ThunderLAN TMETE 100 фирмы Texas Instruments.
Хотя набор микросхем определяет базовую производительность адаптера, окончательные показатели могут быть улучшены применением оптимизированного программного драйвера, использующего все возможности набора микросхем. Вот почему иногда различаютс показатели двух адаптеров разных компаний с одинаковым набором микросхем.
Рекомендуется применять самые последние версии драйверов, которые можно загрузить с BBS или Web-серверов изготовителей адаптеров. В более новых версиях обычно меньше ошибок, и они оптимизированы в отношении производительности.
Все три испытанных нами адаптера обладают возможностью автоматического распознавания режима работы сети 10/100 Мбит/с и возможностью работы в режиме главного абонента шины компьютера. Режим главного абонента шины позволяет осуществить доступ к памяти и ресурсам компьютера независимо от ЦП, что понижает коэффициент его использования.
Мы испытывали три новых адаптера 100Base-T4 Fast Ethernet PCI. Испытания проводились с помощью пакета NetBench 4.01 фирмы Ziff-Davis Benchmark Operation.
Сервер и клиентские ПК были соединены витыми парами категории 4 через два 8-портовых наращиваемых концентратора Ethernet Broadcom TransLAN 100Base-T. Согласно показаниям кабельного тестера Fluke DSP-100, наши кабели категории 4 в среднем обладали переходным затуханием 66,7 дБ и затуханием сигнала 0,3 дБ на частоте 12,5 МГц.
Для получения значений индекса "производительность/ эффективность" адаптеров мы определяли загрузку ЦП сервера во время тестирования с помощью программы STAT.NML фирмы Novell. Значения индекса для каждого адаптера рассчитывались затем путем деления пропускной способности адаптера сервера на величину измеренной загрузки ЦП.
Тестирование каждого адаптера проводилось с использованием пакетов данных размерами 64 байт, 1 и 32 Кбайт (такие же размеры использовались в проводившемс нами в 1995 г. тестировании адаптеров 100Base-TX). Хот обычный размер пакетов составляет около 4 Кбайт, мы увеличивали его до 32 Кбайт, чтобы оценить сильные и слабые стороны этих изделий при повышенных нагрузках. Мы исходили из предположения, что адаптер, хорошо работающий при размере пакета 32 Кбайт, будет более эффективен при всех режимах.
| > Большие величины соответствуют лучшей производительности < Меньшие величины соответствуют лучшей производительности | 64-байт блоки | 1-Кбайт блоки | 32-Кбайт блоки | Индекс "производительность/ эффективность" * > | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Пропускная способность адаптера, Мбит/с > | Использование ЦП, % < | Пропускная способность адаптера, Мбит/с > | Использование ЦП, % < | Пропускная способность адаптера, Мбит/с > | Использование ЦП, % < | ||
| Cogent eMaster | 8,17 | 93 | 74,8 | 51 | 81,0 | 24 | 3,4 |
| Racore M8149-040 | 8,27 | 96 | 70,3 | 54 | 67,0 | 40 | 1,7 |
| 3Com Fast EtherLink | 6,89 | 97 | 65,1 | 86 | 84,1 | 66 | 1,3 |
Выбор 10/100-Мбит/с сетевой технологии
Переход с 10-Мбит/с сети Ethernet коллективного доступа к 10-Мбит/с коммутируемой сети Ethernet, к 100-Мбит/с сети Ethernet коллективного доступа или даже к 100-Мбит/с коммутируемой сети Ethernet определяется потребностями ваших пользователей и вашими приоритетами.
Сеть коллективного доступа Коммутируемая сеть 10 Мбит/с Где применяется: настольные ПК
- Достоинства:
- Расширение полосы пропускания при минимальных затратах и без необходимости изменений со стороны клиентов.
- Недостатки:
- Повышенная сложность управления.
Ограничение полосы до 10 Мбит/с для каждого настольного ПК или сервера.- Цены:
- 75 долл. за адаптер, 200 долл. за порт.
Где применяется: настольные ПК, серверы
- Достоинства:
- Низкая цена.
Не требует изменений.
Простота управления.- Недостатки:
- "Заторы" трафика.
Ограниченная масштабируемость.- Цены:
- 75 долл. за адаптер, 50 долл. за порт.
100 Мбит/с Где применяется: серверы, настольные ПК
- Достоинства:
- Десятикратное увеличение производительности при трехкратном повышении цены.
- Простота управления.
- Недостатки:
- Возможность перегрузки в сети коллективного доступа
- Цены:
- 125 долл. за адаптер, 200 долл. за порт.
Где применяется: магистральные сети
- Достоинства:
- Вся полоса пропускания, которая вам может когда-либо потребоваться.
- Недостатки:
- Очень высокая цена.
- Цены:
- 125 долл. за адаптер, 800 долл. за порт.
Коммутируемые сети Ethernet: что плохого?
Чарлз Лин
Вы еще не готовы перейти на ту или иную 100-Мбит/c технологию Ethernet, но нуждаетесь в увеличении полосы пропускания? Советуем еще раз подумать о коммутации Ethernet. Возможно, подобна недорогая модернизация позволит сохранить работоспособность сети на ближайшие годы. Среди других альтернативных высокоскоростных технологий только коммутация Ethernet сохраняет инфраструктуру Ethernet и повышает полосу пропускания почти без проблем.
Коммутация Ethernet представляет собой динамическую маршрутизацию пакетов независимо от протоколов, что приводит к увеличению полосы пропускания. Обычно считается, что эта технологи обеспечивает полноценный 10-Мбит/c канал связи либо для каждого "удачливого" клиента, либо дл концентратора с несколькими клиентами. Однако прежде всего вам следует оценить свои потребности. Если ваша сеть начинает работать с коэффициентом использования вдвое больше среднего или если средний коэффициент использования превышает полосу пропускания более чем на 50%, вы хороший кандидат на реализацию коммутируемой Ethernet. Если же средний коэффициент использования вашей сети низок, но достигает насыщения при загруженной сети, возможно, вам придется переходить непосредственно на 100-Мбит/c Fast Ethernet или 100VG-AnyLAN.
Коммутация ЛВС в сравнении с коммутацией рабочих групп
Коммутатор может быть расположен в одном из двух ключевых мест. Вы можете установить его на магистрали сети, подключив к каждому порту концентраторы. В таком случае коммутатор разделяет сеть на домены с пониженной частотой конфликтов, так что загруженные сегменты не воздействуют на другие сегменты. В его задачу входит обслуживание большого числа MAC-адресов всех пользователей. Дополнительно коммутатор должен быть оснащен высокоскоростным портом.
Такой коммутатор, иногда называемый коммутатором уровня подразделения, поставляется либо в виде модуля на шасси, либо в виде наращиваемого блока. Изделия на базе шасси стоят дороже, но обычно они содержат большее число коммутирующих модулей дл систем с высокой степенью масштабируемости, с избыточными источниками питания и централизованным управлением. Наращиваемые коммутаторы более доступны по цене, а число их можно увеличивать по мере необходимости.
Коммутаторы рабочих групп обслуживают меньшее число MAC-адресов, но и стоят дешевле. Они идеальны, например, в случаях, когда небольшой группе пользователей, интенсивно использующей сетевые ресурсы, нужно изолироваться от остальной части сети.
Архитектуры с коммутацией
Технология Ethernet с коммутацией пакетов может быть реализована двумя базовыми методами: передача с промежуточным накоплением (store-and-forward) и сквозная передача (cut-through). Вы можете выбирать исходя из пары критериев, но не стоит использовать критерий производительности. Все наши предыдущие испытания коммутаторов в лаборатории PC Magazine показали, что различия в задержках не приводят к заметной разнице в производительности. Единственным ограничением является, по-видимому, максимальна пропускная способность линии Ethernet.
Метод передачи с промежуточным накоплением связан с максимальными задержками. Перед пересылкой пакета в порт назначения производится его проверка. В большинстве коммутаторов, основанных на этом методе, реализован алгоритм разветвленного дерева. С помощью этого алгоритма отыскивается и сохраняется в просмотровой таблице наилучший путь к каждому пункту (узлу) назначения. Входящий кадр данных пересылается, как в случае моста, в указанный в таблице порт. Метод промежуточного накоплени позволяет администраторам создавать избыточную физическую сеть с целью повышения надежности.
При методе сквозной передачи пересылка пакета начинается сразу после считывания адреса. Хотя этот метод связан с меньшими задержками, иногда требуетс повторная передача пакета после того, как он достигнет пункта назначения. За это приходитс расплачиваться уменьшением ценной полосы пропускания. Применение протоколов передачи пакетов в монопольном режиме не приводит к заметному выигрышу в производительности, так как пакеты все еще хранятся до очистки буфера порта назначения. Некоторыми изготовителями реализованы вариации рассмотренных двух методов, однако средний пользователь не заметит разницы в быстродействии.
Высокоскоростные порты
Возможно, вам захочется установить коммутатор с высокоскоростным портом для соединения с магистралью сети или для использования в качестве выделенной линии связи с сервером. Во многих продуктах имеетс 100-Мбит/с канал связи или модули сетей FDDI и ATM. Дуплексный 100-Мбит/с порт превратит в реальность настольное видео без переделки всей инфраструктуры Ethernet.
Виртуальные ЛВС
Все большее число поставщиков коммутаторов обеспечивают в своих продуктах возможности организации виртуальных ЛВС. Виртуальные ЛВС позволяют администраторам сетей создавать с помощью программных средств логические группы пользователей для разделения друг от друга групп с высоким трафиком. В результате облегчается управление полосой пропускания, повышается защита данных от несанкционированного доступа, но виртуальные ЛВС довольно сложны в управлении.
Идеальная виртуальная сеть позволит администраторам группировать пользователей независимо от их физического расположения. Дл любого члена группы могут быть установлены ограничения по защите информации и передаче широковещательных сообщений независимо от способа маршрутизации данных. Хотя технологию виртуальных ЛВС еще нельзя считать установившейся, имеет смысл внимательно следить за ее развитием.
Позвоните менеджеру
Задача управления коммутаторами Ethernet не так проста, как может показаться. Если пакет не достигает своего пункта назначения, наличие коммутаторов может усложнить локализацию дефекта. Анализаторы сетей не показывают точной картины в коммутируемом порту, поскольку он не относится к области возникновения конфликтов.
В каждом коммутаторе предусмотрена возможность управления по внешнему каналу, что может быть удобным для малых рабочих групп. Однако если вы можете позволить себе управление на основе SNMP-протокола, не отказывайтесь от этого. Большинство коммутаторов совместимы с SNMP-агентами, интерфейс которых удовлетворяет протоколу MIB II, и вы можете управлять всеми устройствами с центрального SNMP-пульта, используя такой программный продукт, как OpenView фирмы HP. Протокол MIB II применяется для сбора статистической информации о системе и протоколах. В большинстве коммутаторов имеется также возможность управления по сетевому кабелю посредством специализированных DOS- или Windows-приложений.
Множественный доступ. Переходите на новую сеть
Роберт П. Липшуц
Web здесь, Web там. Каждая компания, с которой мы говорили, утверждала, что у них есть Internet- или intranet- продукты, даже если таковых в действительности не было. Вокруг нас совершенно новый мир сетей. Система NetWare и ее протокол IPX/SPX должны делить полосу пропускания сети с Windows NT, Web-продуктами и протоколом TCP/IP. Кроме этого вам еще нужно думать о новых сетевых технологиях. Ниже дан краткий обзор ряда продуктов, которые помогут вам при переходе на "интрасети" (корпоративные сети-intranet) TCP/IP, включающие коммутируемые сети Ethernet и Fast Ethernet.
Во-первых, этот переход облегчат вам правильно выбранные операционные системы. Такие ОС, как Windows 95, OS/2 Warp Connect и Windows NT, могут загружать множественных сетевых клиентов, и в каждой из них имеется встроенный стек протокола TCP/IP. Дополнительно в каждой системе содержится большой набор драйверов для быстрых сетевых адаптеров. ОС Windows NT и все Unix-платформы облегчат работу с TCP/IP благодаря протокольному стеку и таким приложениям, как FTP-сервер, HTTP-сервер, DNS, NNTP и telnet. Протокол IP системы NetWare фирмы Novell также будет способствовать ее совместимости с TCP/IP. Но для некоторых TCP/IP-приложений вам следует попробовать ОС Solaris фирмы SunSoft или IRIX фирмы SGI.
О клиентах. Возьмитесь за проблему адреса TCP/IP каждого настольного ПК. Воспользуйтесь протоколом динамического управления DHCP (Dynamic Host Control Protocol) для присвоения настольным ПК адресов центрального пула. Другой вариант - использование шлюза IPX/IP, например Instant Internet фирмы Bay Networks, Internet Junction фирмы Cisco или Nov*ix for NetWare фирмы Firefox, и не трогайте ваших клиентов.
Позаботьтесь о новых средствах анализа, работающих с новыми типами сетей. Все последние модели анализаторов протоколов, в том числе нова модель DA-31 фирмы Wandel & Goltermann, LANalyzer фирмы Novell и Sniffer фирмы Network General, могут работать с Fast Ethernet. Для управлени коммутируемой сетью вам потребуется система RMON (Remote Monitoring) на вашем коммутаторе. Присмотритесь к таким продуктам, как Catalyst фирмы Cisco, ES-38XX фирмы Fore System и SMON фирмы Madge.
Если можете, покупайте с расчетом на будущее. Приобретите адаптеры 10/100 Fast Ethernet, даже если вы планируете использовать 10-Мбит/с вариант лишь эпизодически. На наших тестах очень хорошо показали себя адаптеры таких фирм, как Cogent, Intel, SMC и 3Com. Приобретите коммутаторы Ethernet с высокоскоростными портами. Покупайте и используйте Web-серверы. Примените ваши программистские способности к новому поколению систем клиент-сервер, используя Web-браузеры, серверы и СУБД.
Не пытайтесь ограничивать созидательный характер революции интрасетей. Не контролируйте каналы связи ваших пользователей - просто позаботьтесь о важных данных. Позвольте каждому загружать локальную Web-страницу и пользуйтесь индивидуальными пакетами электронной почты. Решения о связи с БД и сохранности критически важных данных принимать вам. Нужно решиться на поиск новых путей расширения сфер применения TCP/IP-приложений. Не бойтесь - и вы получите всю необходимую полосу пропускания.