Технологии АТМ не обойтись без локальных сетей, если она хочет выйти в люди. Свадебные подарки обойдутся не дешево, но кто мало платит, тот платит дважды.
В течение последних полутора лет широкую известность приобрел новый стандарт построения высокоскоростных сетей с интеграцией услуг АТМ (Asynchronious Transfer Mode). Технология АТМ оказалась действительно революционным переворотом в области цифровых систем связи. Стали возможны передача данных, видео и голоса по единому каналу связи в соответствии с единым стандартом, подключение мощных компьютеров к локальной или распределенной сети по полнодуплексному каналу на 155 Мбит/с, создание локальной сети со скоростью межкомпьютерного обмена на два порядка выше, чем скорость чтения информации с собственных дисков подключенных к сети мощных рабочих станций. Полное принятие стандартов эмуляции локальной сети в сетях АТМ и появление первых промышленных коммутаторов АТМ открыло широкую дорогу в светлое будущее сетей XXI века...
Остался только маленький диссонанс в этом прекрасном победном хоре - широкая инсталляционная база обычных локальных сетей (Ethernet, Token Ring, FDDI) не может быть просто так выброшена. Без плавной миграции от обычных сетей к сетям с частичным применением АТМ данная технология будет обречена пройти путь других красивых, но безвременно почивших в забвении плодов инженерной мысли - ее никто (или почти никто) не купит!
Ведущие производители оборудования для локальных сетей оказались перед дилеммой: забыть про новую технологию или срочно разработать устройства доступа из локальных сетей в АТМ. Конкурентная борьба на рынке высокоскоростных локальных сетей во второй половине 1995 - начале 1996 гг. развивается именно на этом стратегическом направлении. Идет соревнование за снижение цены, увеличение производительности, а самое главное - за первенство в выпуске данного оборудования на рынок.
Понятно, что участвующие в гонке полтора десятка технологических лидеров пытаются срезать углы, идти своим путем, вести разноплановые маркетинговые игры, в общем делают все, чтобы обогнать конкурентов если не по качеству технических решений, то по поднимаемому вокруг них шуму. Неподготовленному заказчику легко утонуть в круговороте "технологических прорывов", "концептуальных моделей", "расширяемых решений, предоставляющих широкий круг возможностей по подключению пользователей" и прочих красивых оберток, за которыми, как показывает опыт, часто либо ничего не стоит, либо будет стоять потом, если для этого созреют объективные предпосылки...
Целью данной статьи является анализ концепций построения устройств доступа из локальной сети в АТМ и краткое сравнительное описание некоторых действительно "готовых к употреблению" устройств этого класса.
СТРАТЕГИИ ШТУРМА
Различные компании можно сгруппировать по трем, зависящим от их технологических возможностей, концептуальным направлениям создания устройств доступа из локальных сетей в АТМ.
Приверженцы первого, имеющие собственные коммутаторы АТМ и программное обеспечение для эмуляции локальной сети на них, считают, что устройство доступа должно позволять переход от обычных стандартов (Ethernet, Token Ring, FDDI) к АТМ посредством эмуляции локальной сети на коммутаторе. Такая постановка вопроса облегчает создание устройства доступа, но может резко удорожить сеть из-за необходимости установки в ней дорогостоящего коммутатора АТМ.
Второе направление объединяет относительных "новичков" в мире АТМ, не имеющих собственных работающих версий коммутаторов и считающих, что все составляющие программного обеспечения эмуляции локальной сети должны быть частью устройства доступа. Это значительно отдаляет срок ввода в действие конкретного устройства, но позволяет сделать его более разносторонним, строить небольшие сети АТМ путем простого объединения устройств доступа (без коммутаторов). Подобные устройства доступа находят широкое применение при создании небольших и дешевых локальных сетей по типу "инверсной магистрали", когда серверы подключаются к портам АТМ, а станции или сегменты обычной локальной сети - к портам Ethernet, Token Ring или FDDI.
Третья группа компаний, исторически занимающаяся глобальными сетями и передачей телефонного трафика, считает, что магистральный коммутатор АТМ должен обладать возможностями устройств доступа по подключению к АТМ обычных локальных сетей, телефонных станций и телевизионных каналов. Устройства этого класса в большинстве относительно простых применений оказываются непомерно дороги, так как при заполнении шасси модулями только с одним видом интерфейса, например доступ из локальной сети в АТМ, многие функции не используются и конструкция оказывается избыточной.
Приведенная классификация весьма условна, и многие компании можно отнести сразу к нескольким группам. Мы привели ее для введения некоторой "системы отсчета" в пространстве различных технических решений и теперь используем этот "базис" для оценки и сравнения возможностей оборудования компаний FORE Systems, Madge и Bay Networks.
НОВИЧКИ В МИРЕ АТМ
Последней из трех перечисленных компаний анонсировала выпуск продуктов АТМ компания Madge, значительно усилившая свои позиции на рынке после слияния с широко известной компанией LANNET Data Communications (пятый по обороту на рынке сетевого оборудования). Первым новым продуктом совместной компании стало представленное в самом начале 1996 года первое из целой серии устройств доступа в АТМ - Collage 280, называемое поставщиком "коммутатор АТМ для рабочих групп". Заложенная идеология позволяет отнести это устройство ко второй и, частично, к третьей группе классификации.
Collage 280 имеет 12 портов с разъемами RJ-45, к которым можно подключить по витой паре Категории 5 либо компьютеры через АТМ-адапторы на скорости 25 Мбит/с, либо сегменты Ethernet. Порты автоматически переконфигурируются при подключении устройства с адаптером АТМ или концентратора Ethernet. Два дополнительных слота расширения позволяют установить модули с портами АТМ ОС-3 (155 Мбит/с) (по одному на каждом модуле), а также - объединить устройства в стек, имеющий до 144 портов АТМ/Ethernet. Один модуль SBM (Stack Bus Module) дает возможность подключить коммутатор как в конец, так и в середину стека. Будучи коммутирующими устройствами, Collage 280 осуществляют коммутацию виртуальных каналов также и между 12 портами Ethernet.
Совокупная пропускная способность полного стека со 144 портами АТМ на 25 Мбит/с составляет 6.4 Гбит/с, причем в каждом из входящих в него Collage 280 может быть установлен 1 порт 155 Мбит/с, что позволяет подключить полный стек к магистральной сети АТМ по 12 каналам.
С помощью программного обеспечения Collage 280 возможен доступ из локальной сети в АТМ c поддержкой UNI 3.0/3.1 по каналу ОС-3 155 Мбит/с и эмуляция локальной сети LAN Emulation 1.0, что позволяет подключать локальные серверы и высокопроизводительные рабочие станции напрямую в сеть АТМ по каналу 25 Мбит/с или 155 Мбит/с. В программное обеспечение входят все компоненты стандартной эмуляции локальной сети - LES (Lan Emulation Server), BUS (Broadcast & Unknown Server) и LECS (Lan Emulation & Configuration Server). LES и BUS существуют для каждой эмулируемой локальной сети в коммутаторе. Для каждого порта в режиме Ethernet реализован отдельный LECS, а при работе порта в режиме АТМ он реализуется программным обеспечением сетевого адаптера. Порты любого коммутатора, стека коммутаторов или нескольких Collage 280, распределенных по сети, могут быть частью одной эмулированной локальной сети или конфигурируются как порты во множественных эмулированных локальных сетях в любом сочетании.
Главными отличительными особенностями данного устройства являются его гибкость, низкая стоимость, отличная расширяемость (144 порта Ethernet/ 25 Мбит/с ATM и 12 портов АТМ STM-1), а также - полный набор программного обеспечения устройства доступа в АТМ и коммутатора АТМ.
Установка Collage 280 в качестве устройств доступа из локальной сети Ethernet в сеть АТМ возможна с марта 1996 года, когда полностью пройдет бета-тестирование программного обеспечения коммутатора. Поставка Collage 280 в качестве коммутатора рабочей группы из нескольких станций, подключенных по протоколу АТМ 25 Мбит/с, возможна уже сегодня.
Стоимость базовой конфигурации Collage 280 по Европейскому прайс-листу (12 портов 25 Мбит/с + один АТМ-модуль) составляет около 18000 долларов.
ПРЕДЛОЖЕНИЕ BAY NETWORKS
Компания Bay Networks, занимающая третью строчку рейтинга по обороту среди мировых производителей сетевого оборудования, предлагает весьма широкий спектр устройств для перехода из обычных локальных сетей в АТМ. Наиболее передовым и разносторонним из них нам представляется семейство модульных устройств доступа Centillion 100. Это шестислотовое шасси, в которое могут быть установлены модули на 8 или 16 сегментов Ethernet (Token Ring) и двухпортовые модули АТМ с интерфейсами OC-3 155 Мбит/с.
Минимальная работоспособная конфигурация включает в себя шасси Centillion 100 и один модуль с 8-ю портами Ethernet или Token Ring, на котором установлен центральный процессор MCP (достаточно одного на все шасси). Этот модуль, называемый ESESHM (EtherSpeed Ethernet Switching Module), предоставляет оператору сети выбор типа коммутации трафика в устройстве (Store-and-Forward или Cut-Trough). Centillion 100 позволяет хранить до 10000 МАС-адресов на шасси в высокоскоростной САМ-памяти. Каждый модуль EtherSpeed имеет 1,25 Мбайт буферной памяти, необходимой для устранения перегрузок отдельных портов при работе устройства в высоко нагруженных сетях.
Добавление модулей АТМ и 16-ти портовых модулей Ethernet (Token Ring), имеющих отдельные "локальные коммутаторы", позволяет создать устройство доступа в АТМ с максимальным количеством портов Ethernet - 72 либо 88 без двухпортового модуля АТМ. Понятно, что такая конфигурация не является сбалансированной при подключении сегментов локальных сетей к АТМ (на 2 канала ОС-3 155 Мбит/с приходится 72 сегмента Ethernet по 10 Мбит/с), но возможность использования менее нагруженных конфигураций обеспечивает реализацию весьма качественных масштабируемых устройств доступа, например, этажных коммутаторов и пр.
Программное обеспечение, устанавливаемое на Centillion 280, дает возможность осуществить LAN Emulation 1.0 и поддерживает UNI 3.0/3.1. Возможно организовать до 32 виртуальных сетей (VLAN) на устройство, причем в каждой из них поддерживается протокол Spanning Tree, что гарантирует совместимость с внешними мостами и маршрутизаторами. Маршрутизация трафика между виртуальными сетями производится внешним маршрутизатором.
Данное устройство, несмотря на свою относительно высокую цену в базовой конфигурации - 8 портов Ethernet и 2 порта ATM - стоит около 21000 долларов по Европейскому прайс-листу, представляется весьма эффективным при построении крупных ЛВС по топологии "инверсная магистраль" и использованию в качестве центрального узла здания, осуществляющего подключение к корпоративной сети АТМ.
УСТРОЙСТВА ДОСТУПА В АТМ ОТ ЗАКОНОДАТЕЛЯ МОД
Компания FORE Systems, являющаяся одним из первых разработчиков технологии и устройств АТМ, занимает сегодня более 50% существующего рынка коммутаторов АТМ и более 80% рынка сетевых адаптеров АТМ. Первым устройством доступа из локальной сети в АТМ, созданным этой компанией, был выпущенный на рынок в начале 1994 г. модульный LAX-20, позволяющий подключить к одному или двум каналам АТМ OC-3/ STM-1 или DS-3 до 14 сегментов Ethernet, 1-2 FDDI, несколько колец Token Ring. Устройство имеет 4 равноправных слота расширения, в которые может быть установлена любая комбинация из более чем десяти различных коммуникационных модулей. В базовую конфигурацию входит 4 сегментных порта Ethernet с разъемами AUI. LAX-20 уникален наличием различных физических интерфейсов для Ethernet и АТМ (витая пара, одномодовая и многомодовая оптика и пр.), а также сроком реальной эксплуатации в различных АТМ-сетях, позволяющем с уверенностью говорить об отработанной и стабильной конструкции и программном обеспечении. Это устройство имеет, наверное, максимальную инсталляционную базу в этом классе в мире. LAX-20, это первое устройство, принадлежащее первому классу по приведенной классификации.
Основной проблемой, подвигнувшей FORE на создание нового поколения устройств доступа, стала цена и морально устаревшая технология построения LAX-20, не дающая эту цену снизить. Конкуренция диктует необходимость выпуска устройств, обладающих, возможно, несколько меньшей универсальностью, но не превышающих по стоимости 20000 долларов в конечных пользовательских ценах.
Описываемые ниже устройства относятся к первому классу в классификации и знаменуют приверженность FORE Systems к идеологии построения сетей на базе узкоспециализированных устройств.
В конце 1995 - начале 1996 гг. компания выпустила на рынок или анонсировала несколько "облегченных" моделей коммутаторов рабочих групп: ES-3810 и ES-3850. Эти устройства представляют собой шасси, имеющие несколько коммуникационных портов с возможностью установки в них модулей SNMP-агентов, интерфейсов АТМ, дополнительных модулей с интерфейсами Ethernet, FastEthernet и пр. Рассмотрим эти устройства подробнее.
ES-3810 является, практически, коммутатором для рабочей группы. Для подключения сервера в нем возможна установка модуля FastEthernet с таблицей на 4 МАС-адреса, а при установке модуля АТМ коммутатор становится устройством доступа в АТМ.
Шасси имеет 4 слота расширения. Минимальная конфигурация обязательно включает 16- или 24-портовый модуль Ethernet. Высокоскоростные модули и модуль агента могут устанавливаться только в 2 верхних слота. Установка модуля АТМ требует включения занимающего половину слота модуля SNMP-агента. Во 2, 3 и 4 слоты расширения могут быть установлены дополнительные 24-х портовые модули Ethernet. Эти модули являются коммутаторами для рабочих групп и на каждый их порт можно подключить не более 4-х компьютеров.
Для подключения сегментов возможен перевод портов в режим "магистрали", но несколько портов в таком режиме могут привести к деградации производительности коммутатора из-за трансляции через них засоряющих сеть пакетов типа "Unknown Unicasts"
Возможны конфигурации с одним-двумя двухпортовыми модулями FastEthernet или двумя двухпортовыми модулями FastEthernet и одним портом АТМ (количество портов Ethernet, соответственно, 64 и 48).
ES-3810 использует технологию коммутации с распределенной памятью, при которой каждый порт имеет свой собственный контроллер и буфер для приема/передачи пакетов. Такое построение устройства позволяет избежать деградации его характеристик при перегрузках и обеспечивает высокую производительность высокоскоростных интерфейсов.
Программное обеспечение ES-3810 создает виртуальные рабочие группы, обеспечивает управление SNMP и RMON-мониторинг концентратора. Для конфигураций с АТМ программное обеспечение поддерживает LAN Emulation 1.0, UNI 3.0, но является исключительно клиентом эмуляции локальной сети, что требует запуска LES, BUS и LECS на АТМ-коммутаторе компании FORE или UNIX-хосте типа SPARC 20.
Особенно привлекательны ценовые показатели данных устройств. При конфигурации с 72 портами Ethernet стоимость управляемого ES-3810 не превышает 350 долларов на порт, что делает его одним из наиболее дешевых из существующих на рынке устройств подобного класса.
Устройство доступа ЛВС-АТМ ES-3850 значительно отличается по архитектуре от ES-3810. В немодульном корпусе установлены 16 сегментных портов Ethernet (UTP) и один порт АТМ (STM-1 по многомодовому оптическому кабелю). Коммутатор обеспечивает передачу информации на "проволочной" скорости как между сегментами Ethernet, так и с портом АТМ. На одном шасси поддержано 8096 МАС-адресов и до 1024 SVC.
Программное обеспечение ES-3850 создает виртуальные рабочие группы, обеспечивает управление SNMP, поддерживает LAN Emulation 1.0 (в клиентской части), UNI 3.0 и взаимодействует с АТМ-коммутаторами компании FORE по протоколу SPANS, осуществляющему гибкую переконфигурацию сети при возникновении неисправностей. Поддержан протокол SpanningTree.
По ценовым показателям ES-3850 (стоимость по Европейскому прайс-листу составляет 18800 долларов) также можно причислить к недорогим устройствам доступа в АТМ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В Таблице 1 приведено сравнение описанных стройств. Все вышесказанное не позволяет сделать однозначный выбор в пользу одного или другого продукта при построении сети АТМ. Все они обладают сходными функциями и могут использоваться в различных топологиях.
Такая похожесть говорит о тенденциях рынка к получению наиболее дешевых устройств доступа в АТМ с минимальной избыточностью, так мешавшей устройствам доступа первых поколений.
Денис Ермишин - начальник отдела продаж АО "Руслан Коммуникейшнз". С ним можно связаться по тел. (095) 924-6343 или через Internet по адресу: Denis@ruslan-com.ru.
СТАНДАРТ LAN EMULATION 1.0
Программное обеспечение для эмуляции локальной сети
В мире, пока, существует не так много программного обеспечения, созданного для работы в сетях АТМ, т.е. в ориентированном на соединение сетевом окружении. Сохраняется необходимость эмуляции "привычной" для распространенных транспортных протоколов сети с возможностью передачи "широковещательных" пакетов (broadcast), а также задача приведения в соответствие МАС-адресов компьютеров, подключенных к обычным сегментам локальной сети, и их адресов в сети АТМ.
Программное обеспечение, реализующее возможность организации в сетях АТМ режима работы локальной сети, называется программным обеспечением "Эмуляции локальной сети" (LAN Emulation Software) и регламентировано стандартом АТМ - Форума LAN Emulation 1.0. Основными его частями являются:
· LEC (клиент эмуляции локальной сети), обеспечивающий взаимодействие оконечного устройства (станции или устройства доступа в АТМ) с сетью АТМ;
· LES (сервер эмуляции локальной сети), отвечающий за поддержание таблиц соответствия адресов подключенных к сети устройств и таблиц маршрутизации.
LES, в свою очередь, состоит из трех "подсерверов":
· LES, собственно сервера эмуляции локальной сети, отвечающего за обеспечение соединений между общающимися по сети АТМ клиентами ЭЛС;
· BUS, сервер широковещательных пакетов и пакетов с неизвестным адресом назначения. Он обрабатывает первое обращение пользователя к незарегистрированному ранее ресурсу и широковещательный трафик;
· LECS, сервер эмуляции и конфигурации локальной сети, осуществляет восстановление конфигурации и работоспособности сети при выходе из строя или отключении ее узлов в процессе работы.
Основные различия между устройствами доступа, рассмотренными в данной статье, заключаются, как раз, в наличии или отсутствии в их программном обеспечении указанных "серверов".