Восхождение ISDN

Разговоры об ISDN (Integrated Services Digital Network) идут уже довольно давно, и похоже, наконец наступило время перейти от слов к делу. Телекоммуникационные компании, заявляя "если к нам обратятся, мы сможем удовлетворить любые запросы клиента", однако, отдают себе отчет в том, что никто не сможет стать абонентом сервиса, пока тот недоступен на территории клиента. Теперь, когда зона действия ISDN существенно расширилась, а цены на услуги стали доступнее, администраторы сетей все чаще задумываются о том, чтобы использовать ISDN в качестве средства, повышающего пропускную способность каналов удаленного доступа - технические возможности POTS (plain old telephone service) в этой области все меньше способны удовлетворить потребности организаций.

ISDN может оказаться прекрасным средством для осуществления дистанционного доступа к корпоративным вычислительным сетям или для связи между филиалом компании и ее штаб-квартирой. Изделия компании Ascend Communications Pipeline 25 (Р25) и Pipeline 50 (Р50), представляющие собой мосты/маршрутизаторы Ethernet-to-ISDN, предназначены именно для этого сектора рынка.

В зависимости от выбранной модели и добавленных опций, цены на эти изделия колеблются от 895 до 1695 долларов. Оба устройства подключаются к линиям Basic Rate Interface (BRI) ISDN, причем для этого можно использовать как один, так и оба канала B (bearer). Многие характеристики двух моделей Pipeline одинаковы. Рассмотрим сначала устройство P25, а затем выясним, в чем его отличие от P50.

ДИНАМИЧНАЯ ПАРОЧКА

P25 - компактное устройство размером примерно с внешний модем. На задней стенке устройства находятся порт для подключения к ISDN, порт 10Base-T для подключения к локальной сети Ethernet и два аналоговых телефонных порта. Последние позволяют подключать к мосту/маршрутизатору до двух аналологовых устройств, например телефонный и факсимильный аппараты, автоответчик или модем.

На задней панели расположен также порт управления. Он представляет собой последовательный порт RS-232 с 9-контактным малогабаритным разъемом DB-9. Чтобы сконфигурировать Pipeline , к порту управления следует подключить терминал VT100 (или ПК с программой эмуляции терминала) и после этого запустить знакоориентированную процедуру конфигурации на базе меню.

P25 может поставляться как со встроенным сетевым терминатором ISDN (NT1), так и без него. В ISDN интерфейс между NT1 и BRI принято именовать U-интерфейсом, название же "S-интерфейс" присвоено интерфейсу между NT1 и любым оконечным оборудованием, способным работать с ISDN. Поэтому Ascend обозначает Pipeline со встроенным NT1 как модель с U-интерфейсом, а устройство, к которому нужно подключать внешний NT1, называется моделью с S-интерфейсом.

Базовая модель P25 работает только как мост. В качестве опции наэто устройство можно установить программное обеспечение маршрутизации по протоколу IP (TCP/IP) или IPX (NetWare). Используется, однако, только один протокол - если нужны оба протокола, следует применять P50.

И P25, и P50 могут осуществлять соединение в режиме "набор по требованию". Это означает, что, как только Pipeline получает пакет для передачи по каналу ISDN, он автоматически набирает номер Pipeline на другом конце линии, обеспечивая тем самым канал для передачи данных (если только канал не был уже установлен к моменту получения пакета). Когда в течение некоторого периода времени (продолжительность которого поддается настройке) не происходит передачи по каналу, устройства Pipeline автоматически разъединяются, что позволяет снизить размер платы за пользование связью. В отличие от модемного соединения по аналоговым линиям, соединение устройств Pipeline по линиям ISDN происходит за несколько секунд, поэтому при повторной организации канала заметных задержек не происходит.

Устройства Pipeline поддерживают обратное мультиплексирование, в результате чего два канала B можно объединять в одну линию с пропускной способностью 128 Кбит/с. Помимо этого, обеспечивается динамическое использование полосы пропускания (это означает, что второй канал B автоматически подключается при увеличении трафика и отключается, как только необходимость в его использовании отпадает). Устройства также работают с популярными протоколами Point-to-Point Protocol (PPP) и Multiple PPP - последний обеспечивает использование PPP на нескольких каналах B.

Чтобы повысить пропускную способность, можно установить дополнительную функцию сжатия информации (уплатив 300 долларов). При этом объем передаваемых данных уменьшится вчетверо.

Устройством P25 можно управлять в дистанционном режиме, для чего следует подключиться к нему при помощи какого-либо другого устройства ISDN производства Ascend и использовать разработанный этой компанией протокол Ascend Remote Management.

На передней панели обоих устройств находятся пять светодиодных индикаторов. Они называются "pwr" (power, питание), "act" (activity, активное состояние), "col" (collision, коллизия), "wan" (наличие канала глобальной связи ISDN BRI), а также "con" (condition, в данном случае - подготовка). Индикатор "act" вспыхивает всякий раз, как через интерфейс Ethernet осуществляется прием или передача пакетов данных. Индикатор коллизий отмечает возникновение коллизии на интерфейсе Ethernet. Включение светодиода "wan" соответствует установлению одного или двух каналов B. Индикатор подготовки загорается при включении питания модуля и горит до окончания процедуры самотестирования модуля (процедура эта занимает примерно полторы минуты).

P50, за некоторыми исключениями, аналогичен P25. В P50 нет аналоговых телефонных портов. Модуль может осуществлять маршрутизацию по протоколам IP и IPX. В нем установлен агент SNMP, обеспечивающий мониторинг и управление по основному каналу одним или несколькими модулями с использованием стандартной управляющей консоли SNMP. Кроме того, при помощи telnet P50 можно конфигурировать в дистанционном режиме.

В ЛАБОРАТОРИИ

Чтобы тщательным образом изучить возможности устройств Pipeline, в лаборатории LAN Magazine был проведен ряд тестов с имитацией дистанционного доступа к ресурсам и связи между филиалом и штаб-квартирой компании. На нашем испытательном стенде мы использовали две линии ISDN BRI - по одной на каждый модуль Pipeline. Идея испытаний состояла в следующем: одно устройство подключалось к файловому серверу локальной сети (таким образом изображалась центральная точка), а второе - соединялось с первым по каналу ISDN BRI. Так имитировался филиал компании или удаленное рабочее место. Единственным средством передачи информации между двумя модулями был канал ISDN BRI.

Информационный обмен между двумя модулями осуществлялся через внешнюю телефонную сеть, принадлежащую местной телефонной компании (в Сан-Франциско такой компанией является Pacific Bell). Линии ISDN BRI (по два канала B пропускной способностью 64 Кбит/с на каждый BRI) соответствовали стандарту National ISDN-1, или NI1.

После того как испытательная конфигурация была полностью собрана, возникли проблемы с ранними версиями устройств Pipeline 25, установленными на локальной сети центральной точки. Устройства автоматически перезапускались при потере установочной информации и сетевых тайм-аутах, а также когда интенсивность трафика в сети Ethernet была средней или умеренной. Поэтому в большинстве испытаний на центральной точке мы устанавливали устройства Pipeline 50, а на удаленной точке - Pipeline 25. Pipeline 50 был подсоединен к индивидуальному сетевому адаптеру на сервере NetWare 3.12, а Pipeline 25 был подключен к порту концентратора 10Base-T марки Cabletron MRXI-24.

Впоследствии компания Ascend прислала на испытания более новые модели Pipeline 25, их можно было использовать в качестве мостов/маршрутизаторов на центральной точке. Мы, однако, думаем, что большинство компаний, эксплуатирующих эту технику для организации удаленного доступа, предпочтут установить на центральной точке Pipeline 50 или какой-нибудь другой мощный маршрутизатор - модули же Pipeline 25 больше подходят для дома или для локальных вычислительных сетей небольших филиалов, при этом они могут делить линии ISDN с аналоговыми модемами и факсимильными устройствами. Главное преимущество Pipeline 50 перед Pipeline 25, благодаря которому его удобно использовать на центральной точке, состоит в том, что сетевой администратор может конфигурировать удаленные модули Pipeline 25 с Pipeline 50 при помощи протокола Ascend Remote Management.

При испытаниях в качестве удаленных клиентов использовались рабочие станции на базе ПК и Macintosh, подключаемые к концентратору производства Cabletron. Роль клиентской рабочей станции на базе ПК исполнял компьютер Vectra VL2 4/50 (Hewlett-Packard) с сетевым адаптером 3C509 производства 3Com; на рабочей станции была установлена операционная система MS-DOS 6.21 и клиентское программное обеспечение Novell (VLM версии 1.20).

Клиентские станции на базе Macintosh представляли собой компьютеры модели Quadra 650 со встроенным адаптером Ethernet, подключенным либо к Farallon EtherWave Transceiver (Mac-клиент 1), либо к Apple Transceiver (Mac-клиент 2). На клиентах обоих типов была установлена система System Software 7.1.

Испытания работы в дистанционном режиме проводились также на компьютере Macintosh PowerBook 170 с операционной системой System 7.5. Оказалось, однако, что работа в этой конфигурации может быть успешной тогда, когда на Pipeline 25 установлена дополнительная фильтрация вызовов, отсекающая передачу широковещательных сообщений AppleTalk, выдаваемых операционной системой - в противном случае канал ISDN все время находится в активном состоянии.

При работе с ПК-клиентами устройства Pipeline автоматически разъединяют канал ISDN, если в течение определенного промежутка времени по нему не передавалось никаких сообщений. Пользователям Mac-станций, напротив, приходится вручную отключаться от сервера, для чего пиктограмма сетевого диска перемещается в трэш и канал разъединяется - без этого он почти все время будет поддерживаться в активном состоянии потому, что работа в AppleTalk предполагает периодическую передачу широковещательных сообщений.

Конфигурация устройств Pipeline производилась с помощью программы Anywhere (Symantec), выступавшей в роли эмулятора терминала. Данная программа запускалась на персональном компьютере, который подсоединялся к порту Control модуля Pipeline через кабель последовательного обмена RS-232. После подключения кабеля Pipeline Configuration Interface (Рис. 1) можно было вызвать, нажав на клавиатуре компьютера .

Каждой линии ISDN BRI присвоены два телефонных номера - по одному на каждый канал B. Кроме того, большинство телефонных компаний присваивают всем каналам B специальный номер Service Profile Identifier (SPID). Основой номера SPID является соответствующий телефонный номер, вначале и в конце к нему в зависимости от типа коммутатора, используемого телефонной компанией, присоединяются добавочные комбинации цифр. При конфигурации устройства следует задавать телефонные номера и номера SPID для каждого канала B, подключенного к мосту/маршрутизатору.

По умолчанию работа с модулями Pipeline не предполагает использования паролей для входящих вызовов. Тем не менее пользователь, желающий повысить степень защиты данных, может сконфигурировать устройства в соответствии с протоколом Password Authentication Protocol (PAP) или Challenge/Handshake Authentication Protocol (CHAP). Если предполагается использовать пароли, их следует задать при конфигурации обоих модулей Pipeline - тем самым модули смогут автоматически идентифицировать друг друга при установлении соединения.

Другое умолчание состоит в том, что Pipeline работает как прозрачный мост. Если пользователь желает обеспечить маршрутизацию сообщений в рамках протоколов IP или IPX, это следует указать при работе с конфигурационным интерфейсом. Установка IP-маршрутизации будет означать, что модуль прекратит работать как мост в отношении IP-пакетов; то же справедливо и в отношении IPX-маршрутизации. Вход в процедуру конфигурации можно также закрыть паролем, и тогда никто не сможет изменить конфигурационный интерфейс, не указав пароль.

Наконец, пользователю следует установить разнообразные фильтры. Без этого любое широковещательное сообщение, попавшее на порт Ethernet модуля Pipeline, будет активировать канал ISDN.

РАЗВЛЕЧЕНИЯ С ФАЙЛАМИ

Номинальная пропускная способность B-канала ISDN составляет 64 Кбит/с; таким образом, два канала в сумме дают 128 Кбит/с. Применение компрессии данных теоретически может повысить эффективную пропускную способность до 512 Кбит/с.

На самом деле, конечно, имеет значение только то, насколько быстро пользователь может передавать данные от одного устройства Pipeline к другому, поэтому был разработан ряд тестов для измерения реальной производительности канала связи. Тесты были применены к конфигурации, где P50 использовался в качестве моста/маршрутизатора в центральной точке, а P25 работал как мост/маршрутизатор в удаленной точке. Во всех испытаниях применялась компрессия данных. Модуль P25 мог осуществлять IP-маршрутизацию, поскольку при испытаниях пересылались только пакеты IPX и AppleTalk, модуль работал только как мост.

Тестовая передача файла с рабочей станции на базе ПК осуществлялась с помощью команды COPY операционной системы MS-DOS. Пересылался файл WRITE.EXE, составная часть файлового набора Windows 3.1; объем файла составлял 244976 байт. Пересылка осуществлялась из некоторого каталога файлового сервера на локальный диск рабочей станции.

Во втором тесте предварительно выполнялось сжатие WRITE.EXE с использованием утилиты PKZip компании PKWare. Объем данных после сжатия (crunching) составлял 126359 байт. Цель данного испытания - проследить, как модули Pipeline будут работать с предварительно сжатыми данными. (В большинстве случаев применение алгоритмов сжатия к уже сжатым данным не приводит к существенному уменьшению соответствующих файлов.)

По умолчанию, Pipeline вначале устанавливает соединение по одному каналу B, а затем осуществляет мониторинг степени загрузки канала. Если загрузка канала в течение некоторого времени превышает заданный уровень, модуль активирует второй канал B, после чего оба канала работают параллельно и пропускная способность удваивается. Пороговое значение степени использования канала по умолчанию составляет 70%, однако при конфигурировании устройства можно установить любое другое значение. Вышеупомянутый период превышения порогового значения по умолчанию составляет 10 секунд, но эта величина опять-таки поддается настройке.

Модули Pipeline можно сконфигурировать так, чтобы всегда использовался один-два канала B или чтобы применялся вышеописанный метод - как на основе умолчаний, так и с использованием установленных пользователем значений пороговой загрузки и времени ожидания. Испытанию подверглись все три режима. Это позволило выяснить, как влияет выбор конфигурации на передачу файлов.

По окончании тестирования рабочих станций на базе ПК те же тесты были выполнены на Mac-станциях. Файлы WRITE.EXE и WRITE.ZIP были скопированы с файлового сервера на локальные диски рабочих станций. Результаты испытаний приведены в Таблице 1.

ЧЕМ БОЛЬШЕ - ТЕМ ЛУЧШЕ?

Анализируя приведенные нами данные, следует помнить, что пропускная способность определялась исходя из числа байтов в передаваемом файле. С пересылкой каждого пакета связаны определенные накладные расходы, возникающие от того, что все пакеты снабжаются заголовком. Наши цифры соответствуют "полезной нагрузке" (реальному объему данных, пересылаемых пользователем), а не суммарному размеру пакета.

Снижение пропускной способности при работе с WRITE.ZIP говорит о том, что процедура компрессии, применяемая в устройстве Pipeline, не приводит к дальнейшему сжатию zip-файлов.

При передаче данных от ПК-клиента по одному каналу B скорость передачи WRITE.EXE составляла 85,2 Кбит/с. Это существенно больше, чем скорость передачи данных по каналу B (64 Кбит/с). Повышение эффективной пропускной способности следует отнести на счет сжатия данных в устройстве Pipeline. При использовании того же самого оборудования для передачи WRITE.ZIP было получено значение 53,2 Кбит/с.

Если потребовать для передачи информации обязательного использования двух каналов B, то пропускная способность достигнет наивысших значений. Но тем не менее ожидаемого удвоения пропускной способности не происходит.

Использование динамического режима подключения второго канала B не приводит к заметному увеличению пропускной способности. Отчасти данный результат объясняется тем, что время ожидания перед подключением второго канала B составляет 10 секунд. Поскольку многие операции пересылки продолжались около 25 секунд (даже при использовании одного канала B), большая часть файла передавалась до включения второго канала. Кроме того, добавление второго канала B иногда приводило к снижению загрузки первого канала до такой степени, что устройство Pipeline отключало второй канал.

Если бы, принимая решение, можно было закрыть глаза на затраты и обращать внимание только на производительность, то использованию двух каналов B следовало бы отдавать предпочтение во всех случаях.

Динамическое управление каналами B может таить в себе много неожиданностей, и не только по вышеупомянутым техническим причинам, но еще и вследствие сложного подсчета платежей телекоммуникационным компаниям. Цены на линии и схемы расчета платежей во всех компаниях разные, поэтому на простое и скорое решение о применении того или иного варианта рассчитывать не приходится.

Телекоммуникационные компании рассматривают подключение каждого канала B как отдельный телефонный вызов. Кроме того, во многих компаниях стоимость первой минуты соединения выше, чем всех последующих. Поэтому если Pipeline будет постоянно подключать и отключать второй канал B в зависимости от загрузки первого канала, то пользователь получит счет за много коротких телефонных звонков, которые стоят, мягко говоря, недешево.

ISDN не может сравниться с Ethernet по скорости передачи данных - передача WRITE.EXE заняла примерно 22 секунды, поэтому не стоит пытаться загружать программы по каналу связи ISDN. Напротив, исполняемые программы лучше держать на локальных дисках удаленных пользователей, а линии связи глобальных сетей следует использовать для передачи файлов данных.

И последнее замечание. Световые индикаторы на передней панели оказались весьма полезными; одного взгляда на устройство было достаточно, чтобы определить, активен ли в данный момент порт Ethernet и идет ли передача по глобальному каналу связи. Однако второго светового индикатора WAN, позволяющего отслеживать динамическое подключение каналов, все же недостает: для мониторинга использования второго канала B приходится применять конфигурационный интерфейс Pipeline.

НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ НАПОСЛЕДОК

Если в планы компании входит использование ISDN для организации глобальной сети, то применение модулей Pipeline 25 и Pipeline 50 - отличный способ достигнуть намеченной цели. Правда, если два филиала компании должны поддерживать между собой постоянную связь, то телефонные счета за постоянное соединение по ISDN могут быть весьма внушительны. Тогда арендованные линии или frame relay представляются более дешевым решением.

Главными свойствами ISDN являются, во-первых, применение коммутации (набора номера) при соединении, а во-вторых, цифровой характер связи. Применение коммутации означает, что один и тот же мост/маршрутизатор ISDN может по очереди набирать номера разных филиалов. А каждый из филиалов способен соединяться не только со штаб-квартирой компании, но и с другими точками, оборудованными средствами связи по ISDN, например с провайдерами услуг Internet. Иными словами, ISDN обеспечивает ту же гибкость соединения, что и коммутируемые аналоговые телефонные линии, при более высоких скоростях обмена данными и значительно меньшим числом ошибок.

С точки зрения пользователей сети, подобные модулям Pipeline мосты/маршрутизаторы с набором номера по требованию привлекательны простотой обращения с ними. На самом деле пользователь может даже не знать, что он пользуется мостом/маршрутизатором: если необходимо подсоединиться к удаленному серверу, Pipeline организует канал автоматически.

Администраторы сетей, скорее всего, отметят легкость установки Pipeline, в особенности на аппаратном уровне. Достаточно включить устройство в сеть и подключить к нему ISDN BRI и кабель Ethernet. Конфигурирование устройств может вызвать определенные затруднения, однако, если вам приходилось сталкиваться с такого рода работой, предполагаемые трудности не будут особенно серьезными.

Особенно хорош Pipeline 25 на удаленных рабочих местах и в небольших филиалах компаний, иными словами, там, где остро стоит проблема совместного использования линий ISDN цифровыми и аналоговыми устройствами. Для центральных офисов данная возможность не столь существенна.

Компаниям с большим числом удаленных пользователей и филиалов, связывающихся со штаб-квартирой компании одновременно, одного канала BRI может не хватить. В качестве выхода из этой ситуации Ascend предлагает другие устройства, к которым можно подключать ISDN PRI (Primary Rate Interface), содержащий 23 канала B. Имеется также устройство для работы с четырьмя BRI; оно полезно в тех случаях, когда средств на PRI не хватает, а одного канала BRI для организации обмена информацией недостаточно.

P50 как устройство для начинающих будет полезен организациям (вне зависимости от их размеров), только решившимся использовать ISDN. Впоследствии P50 можно будет передать филиалу или удаленному пользователю, а в штаб-квартире установить более мощное устройство.

ИТОГ ИСПЫТАНИЙ

Pipeline 25 и Pipeline 50 Ascend Communications 1275 Harbor Bay Pkwy. Alameda, CA 94502 1-510-769-9001 Факс: 1-510-814-2300 info@ascend.com, http://www.ascend.com

Цена. Базовая модель Pipeline 25 как с S-, так и с U-интерфейсом, стоит 895 долларов. За возможность IP- или IPX-маршрутизации следует доплатить 300 долларов (за работу в одном протоколе), за возможность сжатия данных - еще 300 долларов. Модуль Pipeline 50 с S-интерфейсом стоит 1495 долларов, модуль с U-интерфейсом - 1695 долларов. Цена модуля Pipeline 50HX, поддерживающего одну рабочую станцию, - 995 долларов при использовании S-интерфейса и 1195 долларов при работе с U-интерфейсом.

Требования. Одна линия ISDN BRI (Basic Rate Interface). При работе с модулями Pipeline на базе S-интерфейса требуется еще NT1 (Network Terminator-1). Концентратор Ethernet 10Base-T (при работе с одной рабочей станцией модуль Pipeline можно подключать через прилагаемый кабель-переходник 10Base-T).

Изделия Pipeline 25 и Pipeline 50 представляют собой мосты/маршрутизаторы ISDN, при помощи которых можно организовать обмен данными между филиалами компаний или удаленными рабочими местами и штаб-квартирой компании по линиям ISDN BRI (Basic Rate Interface). На Pipeline 25 имеется дополнительная возможность маршрутизации IP- или IPX-пакетов (но только одного из видов); в случае другого протокола Pipeline выполняет только функцию моста. Изделие Pipeline 25 позволяет разделять одну и ту же линию ISDN между мостом/маршрутизатором и двумя аналоговыми устройствами, например телефоном, факсимильным аппаратом или аналоговым модемом.

Установка. Четыре с минусом. Установка любого моста или маршрутизатора - процесс сложный, и далеко не всякому удаленному пользователю будет легко это сделать. В большинстве случаев администратор сети, по-видимому, предпочтет самостоятельно сконфигурировать устройство, прежде чем отправлять его удаленному пользователю. Конфигурационные меню Pipeline 25 и 50 несколько громоздки, кроме того, они недостаточно подробно описаны в руководстве.

Документация. Четыре. В двух руководствах, Getting Started и Advanced Features, содержится достаточное описание установки Pipeline 25 и 50, а также даются подробные инструкции для работы с часто используемыми типами пакетов и схемами фильтрации вызовов. Однако в руководствах недостает подробного описания пунктов конфигурационного меню.

Простота использования. Четыре. Правильно сконфигурированное устройство практически прозрачно. Пользователям, заботящимся об экономии средств на оплате телефонных услуг, могли бы оказаться полезными дополнительные индикаторы состояния, например индивидуальные индикаторы для каждого канала ISDN и индикатор загрузки линии.

Гарантия. Один год. В первые 90 суток обеспечивается замена устройства в течение 24 часов.

Надежность/совместимость. Четыре. Компания Ascend утверждает, что многие провайдеры услуг Internet используют маршрутизаторы Ascend Pipeline для связи со своими клиентами по ISDN. С точки зрения удаленного доступа, можно сказать, что устройства легко позволяют обращаться как к сети главного офиса, так и к Internet.

Применимость. Прекрасное средство доступа для удаленных пользователей, нуждающихся в более скоростном канале обмена информацией с корпоративной сетью, чем аналоговые модемы. При необходимости выполнять маршрутизацию как IP-, так и IPX-пакетов, следует обратиться к использованию Pipeline 50.

Тестовая среда. Compaq Prosignia (486/66 Мгц) под NetWare 3.12 и Netware for Macintosh. Тестируемые протоколы: IPX/SPX поверх Ethernet_802.3 и AppleTalk поверх Ethernet_SNAP (Subnet Access Protocol). Клиент на базе ПК: HP Vectra VL2 (486DX2/50 МГц) с сетевым адаптером 3Com 3C509 под DOS 6.21, клиентское ПО Novell (VLM) версии 1.20. Клиент на базе Macintosh: Quadra 650 со встроенным адаптером Ethernet. Pipeline 50 подключался к серверу Compaq через индивидуальный сетевой адаптер при помощи кабеля-переходника 10Base-T. Pipeline 25 был подключен к порту 10Base-T на концентраторе MRXI-24 (Cabletron). Рабочие станции подсоединялись к портам концентратора Cabletron.

ТАБЛИЦА 1 - РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ФАЙЛА