Как сотруднику компьютерного издания, мне неоднократно приходилось слышать претензии, заключающиеся в том, что значительную часть серьезной компьютерной прессы совершенно неинтересно читать, поскольку она уделяет слишком много внимания малоинтересным не только пользователям, но и специалистам технологиям, применение которых возможно только в очень богатых или крупных организациях или широкое внедрение которых ожидается лишь через несколько лет.

Насколько обоснованы подобные претензии? Поскольку информация о новинках системного и прикладного программного обеспечения вызывает гораздо меньше нареканий, мы ограничимся лишь рассмотрением активного сетевого оборудования и средствами построения сетей.

ПРЕТЕНЗИИ К ПРЕССЕ

В этих претензиях есть много справедливого. Не только у нас в стране, но и на Западе основными покупателями активного сетевого оборудования являются мелкие и средние компании, и у них проблемы совсем другие, нежели у крупных предприятий. Немало считающихся крупными российских организаций на самом деле имеют, по западным меркам, средние по размерам сети. Нередко на предприятии с 20 тыс. сотрудников сеть насчитывает всего 100—300 пользователей. Конечно, такие технологии, как ATM, SDH, xDSL и т. д., применяются и у нас, в России, но для огромного большинства они остаются недоступной экзотикой. К тому же многие из них не только слишком дороги, но и функционально избыточны.

Еще одна специфическая для России проблема — это резкий контраст между стольными городами (Москвой и Санкт-Петербургом) и провинцией. Причем с точки зрения используемых технологий периферией является не только какой-нибудь захолустное местечко в брянских лесах. Уже на расстоянии в несколько десятков километров от столицы средства связи рассматриваются как непозволительная роскошь. Конечно, благодаря близости к Москве организациям Подмосковья гораздо проще и дешевле приобрести современное оборудование, да и доходы у них нередко выше, чем в отдаленных районах. В то же время и в отдаленных уголках страны такие мощные компании, как «Газпром», имеют развитые средства связи, но все-таки погоду на рынке делают не они, а те, кого системные интеграторы называют «мелочью».

Кроме того, многие специалисты в области сетевых решений не спешат изучать находящиеся пока на стадии разработки технологии. Уже наученные горьким опытом, они отдают себе отчет в том, что новые разработки совсем не обязательно достигнут стадии практической реализации, а если и достигнут, то в значительно измененном виде и для совсем другой рыночной ниши. Поэтому зачем тратить время на их изучение? Когда потребуется, тогда и будем знакомиться со спецификациями.

Вдобавок в прессе много внимания уделяют тем принципам построения сетей, которые для большинства организаций неприемлемы, поскольку они предполагают проектирование и установку сетевой инфраструктуры с нуля или, во всяком случае, ее кардинальную переделку. Такой подход требует серьезных затрат, которые не многие могут себе позволить.

Вместе с тем меня поражают полки наших книжных магазинов: книги по современным средствам построения сетей практически отсутствуют. (Речь идет о сетевом оборудовании, а не о программных продуктах вроде сетевых операционных систем.) Даже в книгах с весьма претенциозными названиями типа «Все о локальных сетях» дается информация о технологиях, которые никак не назовешь современными. В частности, много места уделяется разделяемому Ethernet, сетям на основе коаксиального кабеля и т. д. Фактически книги описывают средства, которые были в ходу лет пять назад. К тому же отечественная книжная литература в основном рассчитана на начинающих пользователей и администраторов, проку от нее для профессионалов совсем немного. Переводы серьезных изданий встречаются крайне редко и выходят с большой задержкой. Самым разумным представляется приобретение книг западных издательств, так как они отслеживают ситуацию намного оперативнее. Однако не все могут позволить себе такие книги из-за их дороговизны, вдобавок приобрести их порой бывает непросто.

Между книжными изданиями и периодической прессой образовался своеобразный информационный вакуум: первые посвящены устаревшим средствам, а последняя — еще не отработанным технологиям.

На первый взгляд проблема решается достаточно легко: надо лишь владеть ситуацией, которая в прессе рассматривалась всего один-два года назад. Однако не все так просто.

Во-первых, как часто случается, в свое время некая технология подавалась как весьма перспективная, но впоследствии она почти не получила распространения. Показательными примерами в этом отношении являются 100VG-AnyLAN, ATM, сетевые компьютеры и т. д.

Во-вторых, периодическая пресса в принципе не может заменить собой книг, поскольку в рамках небольших по размеру статей невозможно дать детальное описание той или иной технологии.

Тем не менее мне хотелось бы высказать несколько слов в защиту серьезной компьютерной прессы. Прежде всего, пресса знакомит с новыми веяниями в компьютерной отрасли, а профессионалу важно быть в курсе основных тенденций. Даже подшивка старых журналов может оказаться полезной, чтобы быстро ознакомиться с какой-нибудь технологией, сегодня добившейся популярности. Например, спецификация Gigabit Ethernet была достаточно подробно описана много месяцев назад. Кроме того, пресса не в силах одинаково удовлетворить запросы всех читателей: одним интересно одно, другим — другое. Поэтому рядовые граждане редко читаю журналы и газеты от корки до корки.

Вдобавок, в прессе рассматриваются не только новые технологии, но и применение уже зарекомендовавших себя технологий, их оптимальная настройка и проблемы эксплуатации. Наконец, из статей можно почерпнуть много информации по другим компонентам сетей: программному обеспечению, компьютерному оборудованию и т. д.

ЖИЗНЬ РОССИЙСКИХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ

Чтобы разобраться, какие проблемы больше всего волнуют рядовых клиентов, я обратился к нескольким системным интеграторам, а также провел небольшой опрос сетевых администраторов не только Москвы, но и других городов. Следует сразу оговориться, что данный опрос никоим образом не претендует на обобщенный анализ ситуации. Дело в том, что в России достоверная статистическая информация по структуре продаж активного сетевого оборудования, распределению продаж по сегментам рынка и по регионам страны отсутствует. К тому же опрос проводился, так сказать, кулуарно, большей частью на выставках или среди знакомых. Часть системных интеграторов, так же как и сетевые администраторы, выдает свои проблемы или достижения за общеотраслевые. Вместе с тем большинство интеграторов и дистрибьюторов сетевого оборудования отказываются предоставлять сведения о статистике продаж. Кроме того, интеграторы, специализирующиеся по конкретной технологии, слишком преувеличивают ее роль в компьютерной отрасли. Например, некая компания занимается решениями на базе ATM и, естественно, заявляет, что они очень популярны в России, при этом считая, что клиенты негативно относятся к Gigabit Ethernet. Другая же компания думает наоборот и, более того, утверждает, что первая компания специально вводит людей в заблуждение.

На самом деле никакого противоречия здесь нет. Просто один интегратор зарекомендовал себя как хороший поставщик решений ATM, в то время как другой в этой области себя не проявил или не захотел проявить, ссылаясь на узость рынка. Соответственно, те, кому необходимо оборудование ATM, будут обращаться к первому из них, но из этого совершенно не следует, что клиенты в массовом порядке станут обращаться к нему по поводу оборудования Gigabit Ethernet. Для этого просто есть другие интеграторы.

Тем не менее опрос позволил сделать несколько выводов. Прежде всего, можно утверждать, что основной доход поставщики получают от продажи активного сетевого оборудования уровня рабочих групп и отделов предприятий. Неизменной популярностью пользуются сетевые платы, концентраторы Ethernet и Fast Ethernet, а также коммутаторы нижнего уровня. Это утверждение справедливо не только в отношении количества устройств, которое просто огромно, но и суммарной их стоимости. Хотя оборудование корпоративного уровня много дороже, чем простые коммутаторы или концентраторы, они продаются от случая к случаю. То же относится и к оборудованию ATM, SDH, xDSL, ISDN и даже Gigabit Ethernet. Массового клиента не слишком интересует управляемое по сети оборудование, отказоустойчивое подключение или, скажем, проводка Категории 6 или 7, не говоря уже об оптическом волокне. Не проявляют покупатели особого интереса и к IP-телефонии, мультимедиа по сети, коммутации 4-го уровня, гарантированному качеству услуг и т. д. Для них первостепенное значение имеет нормальная работа сетевых ОС Windows NT, NetWare или Linux, а также приложений наподобие 1C, Microsoft SQL, Oracle или даже Clipper и FoxPro.

Тем не менее в последнее время покупатели проявляют все более активный интерес к высокопроизводительному, но недорогому и простому в эксплуатации оборудованию. Технология Fast Ethernet довольно быстро и прочно заняла свое место в российских сетях, а сейчас все больше и больше заказчиков стали присматриваться и к Gigabit Ethernet. Интересно еще и то, что многие клиенты при покупке серверов отдают предпочтение самым последним моделям, хотя многопроцессорные блоки, как и RISC-машины, популярностью не пользуются.

Хорошо понимая проблемы наших организаций, я иногда ловлю себя на мысли, насколько не оптимально используется порой сетевое оборудование. Например, файловый сервер с Pentium III 500 МГц и мощной дисковой системой на базе Wide Ultra2 SCSI обслуживает 100 клиентов, но при этом он оснащается единственной платой Fast Ethernet, а взаимодействие компонентов сети осуществляется исключительно с помощью концентраторов. Или другой характерный пример, когда между зданиями прокладывают коаксиальный кабель для реализации 10Base2. Это решение действительно пока что является самым дешевым для расстояний 100—200 м, но его вряд ли можно назвать оптимальным, особенно если помнить о перспективе.

В этом обзоре мы постараемся рассмотреть ряд наиболее популярных схем, их достоинства и недостатки. При этом спектр рассматриваемых проблем ограничивается уровнем рабочих групп и компактно расположенных предприятий. Мы не будем касаться крупных территориально распределенных сетей, поскольку они не характерны для большинства организаций. Кроме того, мы не будем затрагивать проблемы взаимодействия с удаленными филиалами и с мобильными пользователями ввиду их специфики.

Как известно, сетевые информационные потоки различаются как по объему сетевого трафика, так и по необходимому качеству услуг (под качеством услуг в данном случае подразумевается гарантированное время задержки и гарантированная пропускная способность при передаче информации). Потоки можно разделить на:

  • файловые операции;
  • клиент-серверные транзакции;
  • мультимедиа (звук и видео) по сети и т. д.

Конечно же это весьма условное разделение. Тем не менее трафик любого сетевого приложения можно с той или иной степенью приближения отнести к одному из этих потоков. Например, работу сетевых файловых систем, Web- и ftp-серверов, электронной почты, вывод информации на принтер можно отнести к файловым потокам. К этой же группе относятся приложения, написанные на Access, Clipper, FoxPro и иже с ними.

Связанные с файловыми операциями потоки создают большую нагрузку на сеть, но не предъявляют особо жестких требований к гарантированному качеству услуг. С точки зрения файлового сервера предел его производительности обусловлен не только сетевым соединением, но и дисковой подсистемой. В частности, даже самые современные винчестеры SCSI имеют среднюю производительность 7—10 Мбайт/с. Производительность дисковой подсистемы можно резко повысить за счет использования массивов RAID, причем ими часто оснащаются даже серверы среднего уровня, но в этом случае ахиллесовой пятой может оказаться пропускная способность шины и производительность процессора. Практика показывает, что даже при Gigabit Ethernet или ATM на 622 Мбит/с серверы на базе процессоров Intel не могут обеспечить скорость передачи данных выше 300—400 Мбит/с, да и то только в случае применения многопроцессорных конфигураций.

В сознании многих архитектура клиент-сервер обычно ассоциируется с мощными СУБД. Для таких систем характерен незначительный сетевой трафик, если, конечно, это не связано с обработкой BLOB-объектов. Однако архитектуру клиент-сервер нельзя отождествлять только с СУБД. К ней относятся также технология Web, переживающая с ростом популярности Linux второй расцвет оконная система X Window System и т. д. Для некоторых из них, и особенно для X Window System, характерна большая нагрузка на сеть.

Как уже было сказано ранее, системы передачи речи и особенно изображения совершенно не интересуют большинство российских пользователей. Такое положение будет сохраняться до тех пор, пока цены и качество продуктов этого класса не станут более приемлемыми.

РАБОЧАЯ ГРУППА

В России для подключения к сети настольных компьютеров наибольшее распространение получили технологии Ethernet и Fast Ethernet. Протоколы Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN, ArcNet, LocalTalk, «Иола» встречаются лишь эпизодически, и в настоящее время оборудование на их основе практически не поставляется. Несмотря на весьма впечатляющие прогнозы, сети ATM не смогли и, наверное, уже не смогут закрепиться на уровне рабочих групп. Даже на Западе доля ATM для настольных компьютеров составляет, что называется, ноль целых ноль десятых. У нас — и того меньше. Во всяком случае, ни один из опрошенных поставщиков не смог вспомнить случая, чтобы кто-либо заказывал оборудование для этих целей.

В соответствии со сложившейся терминологией, к рабочим группам относят только небольшие подразделения в составе предприятия. В таких подразделениях сеть состоит из выделенных серверов, проводки на основе витой пары, концентраторов и коммутаторов.

Однако в жизни нередко встречаются организации, занимающие всего одну-две комнаты, не имеющие никаких внешних каналов (кроме разве что соединения с Internet, и то по обычным телефонным линиям). Штат таких организаций состоит всего из одного-двух десятков сотрудников, а за компьютерами обычно работают считанные единицы. Как правило, это мелкие торговые агентства, ремонтные конторы, страховые общества и т. д. Никаких серьезных сетевых приложений здесь не применяют, сеть в первую очередь служит для тривиального обмена файлами и вывода на печать. В лучшем случае в такой компании используются простенькие бухгалтерские программы или программы учета складских ресурсов.

Совет использовать в таких организациях выделенные серверы может дать только человек, либо совершенно не разбирающийся в сетевых вопросах, либо стремящийся нагреть на этом руки. Для большинства подобных компаний идеально подходит одноранговая сеть на базе ОС Windows 9x.

Когда речь идет о мелких, но компактно расположенных предприятиях (в пределах одной-двух комнат), нередко использование проводки на основе коаксиального кабеля для обычного Ethernet 10Base2 вполне себя оправдывает. В данном случае применение витой пары и разного рода активного сетевого оборудования практически ничего не дает. К сожалению, под влиянием рекламного прессинга, оборудование для коаксиального кабеля можно встретить в продаже все реже и реже.

У коаксиального кабеля есть и другое достоинство. Сейчас очень много говорится о концепции интеллектуальных зданий, согласно которой современная сетевая инфраструктура предусматривается и реализуется уже на стадии проектирования и строительства зданий. На Западе подобные сооружения возводятся не только в промышленной сфере, но и в жилом секторе. Однако в России об этом можно пока только мечтать. Тем не менее в семьях, где есть компьютеры, многие хотят иметь сетевые соединения с соседями или знакомыми. Особенно это желание свойственно молодежи для проведения совместного досуга. Конечно, для этих целей можно задействовать Internet, но, учитывая цены и скорость модемного соединения, домашним пользователям хотелось бы иметь что-либо попроще и в то же время попроизводительнее, особенно если расстояние не превышает несколько десятков метров. И здесь как нельзя лучше подходит обычный Ethernet на основе коаксиального кабеля. Дешево и сердито.

Минусом коаксиального кабеля является то, что он пригоден только для Ethernet на 10 Мбит/с. К тому же, поскольку шинная архитектура здесь используется в чистом виде, повреждение любого участка или компонента сети приводит к отказу всего сегмента.

Сети с выделенными серверами используют там, где требуется высокая производительность, безопасность, надежность и простота администрирования. Хотя Windows NT и UNIX позволяют строить одноранговые сети, специалисты настоятельно рекомендуют устанавливать выделенные серверы.

Рисунок 1. Использование концентратора Ethernet на 10 или 100 Мбит/с.

Проводка на основе витой пары имеет топологию «звезда», что значительно повышает отказоустойчивость, но требует приобретения активного сетевого оборудования (концентраторов или коммутаторов). На уровне рабочих групп в российских организациях большой популярностью пользуется топология на основе концентраторов (см. Рисунок 1). В данной конфигурации может использоваться Ethernet как на 10 Мбит/с (10BaseT), так и на 100 Мбит/с (100BaseTX). В последнее время широкое распространение получили концентраторы с одновременной поддержкой сразу обоих стандартов — 10BaseT и 100BaseTX (иногда они называются двухскоростными концентраторами Dual Speed Hub). Они автоматически подстраиваются под скорость работы каждого клиента, т. е. часть портов концентратора работает со скоростью 10 Мбит/с, а остальные — на 100 Мбит/с. Это очень удобно, поскольку сеть можно модернизировать постепенно. Протяженность любого соединения «компьютер-концентратор» не должна превышать 100 м. На самом деле концентратор на 10/100 Мбит/с является аналогом коммутатора (точнее, моста), поскольку он обеспечивает коммутацию между сетями 10 и 100 Мбит/с. Правда, в отличие от «полноценного» коммутатора, он не предоставляет выделенных каналов связи, т. е. работающие с одинаковой скоростью клиенты помещаются в один разделяемый сегмент (10BaseT или 100BaseTX). Когда требуется подключить множество компьютеров, то концентраторы можно соединить последовательно (их количество не должно превышать четырех для 10BaseT и двух для 100BaseTX). Тем не менее они образуют один сегмент Ethernet. Широкое распространение получили и стековые концентраторы, когда несколько концентраторов объединяются между собой специальной шиной, причем с точки зрения сети они выглядят как один концентратор, но с большим количеством портов. Однако наращивание стека (увеличение количества концентраторов) надо проводить с осторожностью, поскольку все они составляют один домен коллизий Ethernet.

Несмотря на популярность разделяемого Ethernet или Fast Ethernet, при значительной нагрузке такие схемы вряд ли можно рекомендовать. Дело в том, что оптимально разделяемая среда Ethernet/Fast Ethernet функционирует лишь при нагрузке в 30—35%, и эта доля приходится на все компьютеры сегмента.

В случае выделенных серверов более предпочтительным решением представляется применение коммутируемой среды. Коммутация позволяет каждому клиенту выделить гарантированную пропускную способность (10 Мбит/с для Ethernet и 100 Мбит/с для Fast Ethernet). При этом домен коллизий в коммутируемой среде ограничен только соединением «коммутатор-компьютер», что способно многократно увеличить производительность сети.

Рисунок 2. Коммутируемая среда Ethernet.

В России при построении сетей до недавнего времени активным спросом пользовались коммутаторы Ethernet на 10 Мбит/с, среди которых особую популярность снискали 10BaseT (см. Рисунок 2). При всех своих достоинствах такие коммутаторы не обеспечивают равномерность нагрузки по каналам. Соединения «концентратор-клиент» обычно оказываются недогруженными, в то время как соединение с сервером испытывает перегрузку. Справедливости ради, стоит сказать, что коммутаторы на 10 Мбит/с сейчас пользуются не очень большой популярностью.

Неписаное правило построения сетей с выделенными серверами и, в первую очередь, с файловыми серверами состоит в том, что канал подключения сервера к сети должен иметь большую пропускную способность, чем канал подключения клиента. Идеальный вариант — когда пропускная способность канала сервера равна суммарной производительности сетевых каналов всех клиентов, использующих ресурсы данного сервера. Но такой вариант нельзя назвать оптимальным. Клиенты обычно обращаются к ресурсам сервера нерегулярно и не одновременно, поэтому пропускную способность канала сервера можно безболезненно уменьшить в несколько раз по сравнению с идеальным вариантом. С другой стороны, сервер просто не в состоянии обеспечить скорость передачи данных больше, чем 300—400 Мбит/с, а если говорить о серверах младшего класса, то и 100 Мбит/с. Поэтому в случае сетей уровня рабочих групп коммутатору достаточно иметь один-два канала Fast Ethernet, а остальные — обычные Ethernet. Сервер подключается к Fast Ethernet, а клиенты — к Ethernet, причем количество клиентов может доходить до 40 и даже более. Но и такие решения быстро теряют популярность. Дело в том, что на рынке в большом количестве появились недорогие коммутаторы, у которых каждый порт автоматически настраивается на 10 или 100 Мбит/с, что обеспечивает дополнительную гибкость в отношении возможных сетевых топологий. Как и концентраторы, многие коммутаторы являются стековыми.

Однако для мощных серверов одного канала Fast Ethernet бывает недостаточно. Здесь сетевая отрасль может предложить два выхода.

Первый состоит в использовании Gigabit Ethernet. К сожалению, Gigabit Ethernet еще не дорос (точнее было бы сказать, не опустился) не только до уровня настольных систем, но и до уровня серверов. Сетевые адаптеры и коммутаторы, поддерживающие Gigabit Ethernet, очень дороги, цена за порт колеблется в пределах от 1200 до 3000 долларов, что на порядок выше, чем для Fast Ethernet. Кроме того, хотя стандарт для витой пары Категории 5 уже утвержден, большая часть оборудования выпускается для оптического волокна, и это дополнительно ограничивает возможность применения технологии. А если еще вспомнить, что серверы на базе процессоров Intel пока не в состоянии и наполовину загрузить канал Gigabit Ethernet, то вывод напрашивается сам собой. Тем не менее уже сейчас ясно, что Gigabit Ethernet в ближайшее время станет очень популярным решением для организации соединения «сервер-коммутатор». Этот вывод позволяет сделать стремительное снижение цен на оборудование Gigabit Ethernet и повышение производительности серверов.

Рисунок 3. Подключение сервера к коммутатору по нескольким каналам Fast Ethernet.

Второй способ состоит в подключении сервера к коммутатору по нескольким каналам Fast Ethernet (см. Рисунок 3), причем сервер одновременно задействует их все. Такой способ позволяет не только увеличить производительность по сравнению с одноканальным подключением Fast Ethernet, но и повысить отказоустойчивость соединения. При выходе из строя любой сетевой платы или отдельного порта коммутатора, а также при обрыве кабеля сервер сможет продолжать работать по оставшимся каналам. Таким образом, по отказоустойчивости и по цене использование параллельных каналов Fast Ethernet пока имеет преимущество над Gigabit Ethernet.

Возникает вопрос, как заставить сервер передавать данные с распределением нагрузки между каналами. Производители реализуют обычно один из двух подходов. В первом случае за распределение трафика отвечает протокол маршрутизации (сетевой уровень иерархии OSI) на базе алгоритма определения состояния канала связи (link state routing protocol). Известно несколько таких протоколов: NLSP в сетях IPX/SPX, OSPF в сетях TCP/IP и IS-IS в сетях OSI. Среди их достоинств можно выделить возможность распределения нагрузки (load balancing или load sharing) при работе с маршрутами одинаковой стоимости (стоимостью маршрута называют показатель, характеризующий пропускную способность канала связи). Передача данных с сервера осуществляется по принципу циклического распределения, т. е. пакеты передаются по порядку через разные сетевые интерфейсы сервера. К сожалению, из распространенных сетевых ОС поддержка распределения нагрузки изначально встроена только в NetWare, и то только для NLSP. К тому же программное решение не позволяет добиться пропорционального увеличения производительности сети: в лучшем случае три канала связи обеспечивают рост производительности только на 20—40% по сравнению с одним каналом.

Второй подход предусматривает аппаратную поддержку сетевым оборудованием параллельной работы нескольких каналов связи. Для этого применяются специальные сетевые платы, а иногда и коммутаторы. Кроме того, для сетевых адаптеров сервера необходимы соответствующие драйверы под конкретные сетевые ОС. Наиболее известными решениями являются программно-аппаратное обеспечение Duralink Failover (с драйвером Duralink Port Aggregation) компании Adaptec и RAINcluster компании ZNYX. Первое из них позволяет параллельно подключать сетевые платы Adaptec к любому коммутатору, тогда как RAINcluster ориентирован только на коммутаторы, совместимые с технологией Fast EtherChannel компании Cisco. Решение Adaptec более привлекательно, поскольку оно совсем недорого. Прирост производительности с каждым новым каналом составляет примерно 50%.

Рисунок 4. Каскадное подключение сетевых устройств.

Широкое распространение в России получила каскадная (иерархическая) топология подключения сетевых устройств, когда к коммутатору подключаются серверы и мощные рабочие станции, а обычные офисные компьютеры соединяются с коммутатором через концентраторы (см. Рисунок 4).

К сожалению, у нас мало кто обращает внимание на характеристики коммутаторов, их подбирают по принципу «лишь бы подешевле». В принципе, для небольших организаций наличие функций управления по протоколу SNMP действительно не нужно. Однако большинство дешевых коммутаторов не являются не блокирующими, т. е. внутренняя шина коммутатора не в состоянии обслуживать суммарный максимальный трафик от всех портов. Более того, некоторые модели коммутаторов в состоянии выдержать совокупную нагрузку только в 30—40% от максимально возможной. Когда требуется высокая пропускная способность сети, на этот факт стоит обратить особое внимание.

На уровне рабочих групп в последнее время все чаще предпочтение отдается кабелям с неэкранированными витыми парами Категории 5, причем в качестве основного протокола используется 100BaseTX. Оборудование на базе 100BaseT4 у нас в стране практически никто не заказывает.

КОМПАКТНО РАСПОЛОЖЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Сети большинства российских предприятий объединяют обычно небольшое число подразделений. Однако, при этом нередко подразделения предприятий размещаются в разных зданиях, что ставит проблему объединения сетей. Правда, расстояние между зданиями обычно не превышает нескольких сот метров, а часто оно оказывается и того меньше.

Если организация находится в одном здании, то все серверы лучше размещать в одной, специально выделенной комнате. Активное сетевое оборудование, во всяком случае, уровня предприятия, следует также размещать в серверной комнате. Преимущества такой схемы наконец-то стали доходить до сознания российских пользователей. Установка оборудования в серверной комнате гарантирует его защиту от несанкционированного доступа на физическом уровне, а также облегчает и удешевляет проблему бесперебойного обеспечения электропитанием. Еще один плюс — малые расстояния между серверами и активным сетевым оборудованием, что облегчает модернизацию линий связи и переход на высокоскоростные протоколы. Между прочим, общее серверное помещение используют не только на небольших предприятиях, но даже и на крупных, правда, последним в этом случае приходится решать проблему организации высокоскоростных магистралей для связи с удаленными объектами или группами объектов.

Надо сказать, что понятие магистрали у нас имеет много значений. Одни делают упор на высокую пропускную способность канала связи, другие — на отказоустойчивость, третьи — на протяженность линии связи. Наиболее часто термин «магистраль» (backbone) применяется в отношении глобальных и скоростных корпоративных линий связи. Однако некоторые производители сетевого оборудования используют понятие «компактная, или вырожденная, магистраль», когда магистраль отождествляется с системной шиной центрального коммутатора или маршрутизатора предприятия. В данном обзоре мы будем рассматривать магистрали только уровня компактно расположенного предприятия.

В России на большинстве предприятий в качестве центрального связующего звена сетевой инфраструктуры используют коммутаторы. Традиционные маршрутизаторы не завоевали особого признания, кроме как в качестве средства соединения с удаленными филиалами или для подключения к Internet. Еще один феномен: большинство клиентов предпочитают стековые коммутаторы, которые на Западе никогда не относили к корпоративному уровню. Мощные наращиваемые коммутаторы на базе шасси у нас не получили распространения даже в крупных компаниях.

Пользователи начинают присматриваться к маршрутизирующим коммутаторам (коммутаторам третьего уровня), поскольку они дают возможность избавиться от «широковещательных штормов» в средних и крупных сетях и управлять корпоративной средой. Вместе с тем мне не известно ни об одном факте поставки коммутаторов четвертого уровня. Российские компании до них еще не доросли.

Кроме того, российские заказчики не проявляют интереса к сетевым системам хранения (Network-Attachment Storage, NAS) и к сетям устройств хранения (Storage Area Network, SAN), которые в западных компаниях быстро входят в моду.

Прохладное отношение к NAS представляется несколько непонятным, особенно если вспомнить о большой любви наших соотечественников к файловым серверам. Сети NAS представляют собой обычные локальные сети, где помимо привычных серверов, сетевых принтеров и клиентских компьютеров имеются специальные устройства, для предоставления файлового сервиса в сети. Т. е. такие устройства со стороны сети выглядят как обычные файловые серверы. Устройства NAS — специализированные компьютеры с установленными на них урезанными версиями операционных систем (обычно UNIX) и мощной дисковой подсистемой. Отличительная особенность серверов NAS состоит в том, что они могут одновременно и параллельно предоставлять файловые сервисы сразу нескольких типов, в частности NCP (эмуляция NetWare), SMB (Windows) или NFS (UNIX). Нередко сервер NAS комплектуется средствами резервного копирования. Кроме того, серверы NAS предельно просты в настройке и администрировании, для чего обычно достаточно иметь браузер Web. Да и стоят серверы NAS не слишком дорого (от 5000 долларов).

Рисунок 5. Типовая схема объединения локальной сети и сети SAN.

В системах SAN устройства хранения образуют специальную сеть, напрямую не связанную с локальной сетью (см. Рисунок 5). Серверы выступают в качестве связующего звена между локальной сетью и сетью SAN. Сети SAN обычно строятся на основе технологии Fibre Channel и имеют диаметр до 10 км. Они позволяют консолидировать все устройства хранения информации, причем каждый сервер может обращаться к любому дисковому массиву SAN. Однако, чтобы получить отдачу от SAN, необходимо, чтобы операционные системы серверов разделяли систему ввода/вывода и файловую систему. Этим свойством обладают некоторые версии UNIX и, с помощью специализированного программного обеспечения, NT. Сети SAN нашли применение, главным образом, для мощных и отказоустойчивых корпоративных приложений, в частности в системах планирования корпоративных ресурсов, но последние у нас в стране практически не используются.

Что касается объединения сетей, расположенных в разных зданиях, то здесь каждый действует по принципу «кто во что горазд». Мне, например, доводилось встречать случаи, когда расстояние между зданиями составляло всего 300 м, а связь реализовывалась с помощью обычной модемной связи по аналоговым телефонным линиям. Конечно, это дешево, но совершенно не эффективно. Нередко каналы между зданиями создаются также на основе коаксиального кабеля для 10Base2 (при расстоянии до 200 м) и даже витой пары для Ethernet/Fast Ethernet (до 100 м). Из-за ограничения на длину часто такие кабели прокладывают навесным способом, а не в подземных коммуникациях. Но, учитывая наши погодные условия, довольно странно видеть висящую между зданиями, обычную, ничем не защищенную «лапшу».

Сейчас производители начали рекламировать технологию xDSL для организации связи между зданиями, причем в качестве основных ее достоинств они указывают высокую пропускную способность (до 8 Мбит/с), покрытие больших расстояний (до 2 км и более в зависимости от пропускной способности) и невысокую стоимость (оконечное оборудование стоит 1000—3000 долларов в зависимости от технологии). Но самый веский, по их мнению, довод — никаких дополнительных кабелей прокладывать не нужно, имеющихся телефонных линий вполне достаточно. Не отрицая достоинств технологии xDSL, все-таки хотелось бы сделать ряд критических замечаний, во всяком случае, относительно ее применения в качестве средства построения сети масштаба предприятия. Во-первых, пропускная способность линии xDSL не так уж велика, поэтому ее нельзя задействовать в качестве магистрали, хотя она вполне годится для связи с какими-то не очень требовательными объектами, вроде склада предприятия. Во-вторых, у нас для телефонных линий используется такая некачественная проводка, что заявленных показателей по производительности или расстоянию добиться практически невозможно. В-третьих, нередко между двумя конкретными зданиями вообще нет проводки, например, когда УАТС расположена в третьем здании или используется городская АТС. В этом случае заказчику приходится идти на двойные расходы, к тому же можно не уложиться в ограничения по расстоянию.

Еще один возможный вариант — использование оборудования frame relay или ISDN, но эти технологии не нашли широкого распространения на компактно расположенных предприятиях, где расстояния между объектами не превышают несколько сот метров. Их стихия — связь с удаленными филиалами и доступ в Internet.

В некоторых случаях какая-либо проводка между зданиями вообще отсутствует, и проложить ее не представляется возможным либо слишком дорого. В частности, здания могут быть территориально обособлены друг от друга и находиться, например, по разные стороны городских или федеральных дорог. В таких случаях прокладка кабеля влетит в копеечку. Здесь наиболее привлекательным решением может оказаться использование радиосвязи. Особую популярность снискала технология беспроводных сетей, иногда называемая беспроводным Ethernet, хотя она основывается на несколько других принципах, нежели традиционный Ethernet. Иногда оборудование беспроводной связи называют радиомостами. Беспроводные сети обеспечивают скорость передачи от 2 Мбит/с до 11 Мбит/с на расстояния от несколько сот метров до нескольких километров, что во многих случаях позволяет отказаться от применения xDSL или frame relay. Да и по цене беспроводные сети с ними вполне сопоставимы.

Еще один тип оборудования для беспроводной связи — радиомодемы. В отличие от беспроводной сети радиомодемы работают по принципу «точка-точка», и к тому же в этом случае передача информации осуществляется синхронно. Таким образом, радиомодемы отлично подходят не только для передачи данных, но и для телефонной связи без использования паллиативов типа IP-телефонии. В зависимости от класса радиомодемы поддерживают пропускную способность от 64 Кбит/с до 8 Мбит/с (четыре канала E-1) и передачу на расстояния до нескольких километров. К сожалению, радиомодемы стоят дороже устройства для беспроводных сетей и, наверное, поэтому пользуются малым спросом. Функциональные принципы радиорелейной связи во многом аналогичны радиомодемам, но такая связь осуществляется на более высоких частотах. Радиорелейная связь на корпоративном уровне применяется крайне редко, поскольку в большинстве случаев слишком избыточна.

Все средства беспроводной связи имеют ряд специфических недостатков. В частности, точки доступа должны располагаться в зоне прямой видимости, что не всегда возможно. Кроме того, потенциальному пользователю требуется получить лицензию Госсвязьнадзора, а это далеко не тривиальная процедура.

СКОРОСТНАЯ МАГИСТРАЛЬ

Для построения магистрали на уровне предприятия проводка на основе медного кабеля — не лучший вариант. Когда речь идет о расстояниях свыше 70—100 метров, ничто не может заменить волоконно-оптический кабель. По непонятной причине многие с большой опаской относятся к такой проводке. Помню, как долго мне приходилось убеждать руководство одного предприятия проложить волоконно-оптический кабель. У непосвященных оптическое волокно ассоциируется со сверхсовременными технологиями и заоблачными ценами. На самом деле здесь много надуманного. Технология уже давно хорошо отработана, а цены на кабель не намного превышают стоимость, допустим, витой пары Категории 5. Правда, цены на оборудование и стоимость работ по подключению кабелей не столь доступны, но в случае магистрали расходы вполне оправдываются.

На основе волоконно-оптических каналов можно реализовать любую высокоскоростную сеть, в том числе Gigabit/Fast Ethernet, ATM, FDDI, Fibre Channel, SDH/SONET, WDM и DWDM. Правда, FDDI быстро утрачивает популярность, Fibre Channel используются в основном для подключения систем хранения информации, а SDH и WDM/DWDM нашли применение в особо крупных распределенных и глобальных сетях.

На уровне предприятия ATM используется очень редко. Даже на Западе только 20% магистралей построено на базе ATM (у меня есть большое подозрение, что в этой цифре учитываются не только корпоративные, но и глобальные магистрали), а у нас и того меньше. Причина этого — крайне высокие цены, отсутствие у пользователей серьезной потребности в гарантированном качестве услуг, а также острая конкуренция со стороны относительно недорогого оборудования Gigabit Ethernet. В качестве магистрали Gigabit Ethernet начинает завоевывать все большую и большую популярность, хотя пока еще покупки этого оборудования носят эпизодический характер.

Gigabit Ethernet имеет три основные спецификации: 1000BaseSX на базе коротковолнового излучателя, 1000BaseLX на базе длинноволнового излучателя и 1000Base-T для неэкранированной витой пары Категории 5. Однако из-за требований к качеству кабельной системы и жестких ограничений на расстояние (100 м) 1000BaseT не имеет шансов на уровне магистрали. Даже на уровне соединения «сервер-коммутатор» большинство пользователей отдает предпочтение волокну, поскольку по цене оно обходится во столько же, как и витая пара, да и оборудование для 1000BaseT появилось совсем недавно.

В Таблице приведены некоторые характеристики волоконно-оптических спецификаций Gigabit Ethernet. Наибольшую популярность получил стандарт 1000BaseSX, поскольку коротковолновый излучатель стоит дешевле длинноволнового. К тому же для многомодового волокна диаметром 50 мкм максимальное расстояние между объектами такое же, как и для 1000BaseLX на базе любого многомодового кабеля (550 м). Однако в ряде случаев такой длины оказывается недостаточно. Если расстояние не превышает 5 км, то оптимальным решением будет использование одномодового кабеля для стандарта 1000BaseLX. Следует отметить, что оборудование для одномодового кабеля стоит дороже, чем для многомодового, однако сам кабель и работы по его прокладке и подключению обходятся всего на несколько десятков процентов больше, чем в случае многомодового кабеля.

Gigabit Ethernet подходит в качестве магистрали не только для сетей предприятия, но даже для распределенных сетей. А как же предельное расстояние в 5 км? Все дело в том, что оборудование Gigabit Ethernet некоторых производителей поддерживает на порядок большие величины. В частности, выпускаемые компанией NBase-Xyplex (я упоминаю эту компанию исключительно потому, что в России у нее есть дистрибьютор) коммутаторы обеспечивают передачу на расстояние до 60 км. Некоторые разработчики пошли еще дальше и поддерживают расстояния до 100 и более километров без каких-либо промежуточных преобразователей.

И все же наибольшей популярностью на российских предприятиях пользуются магистрали на основе 100BaseFX (спецификация Fast Ethernet для оптического волокна). Согласно стандарту 100BaseFX, протяженность сегмента для многомодового волокна не может превышать двух километров, а в случае одномодового волокна допустимая длина лежит в пределах двух десятков километров. Опять же, производители поставляют оборудование, снимающее указанные ограничения. В частности, оборудование уже упоминавшейся компании NBase-Xyplex обеспечивает поддержку соединений протяженностью до 110 км.

Еще одна спецификация Fast Ethernet для оптического волокна (100BaseSX) рассчитана на использование недорогих коротковолновых излучателей (в отличие от 100BaseFX, где применяются длинноволновые излучатели), но, во-первых, эта технология была утверждена в качестве стандарта совсем недавно, а во-вторых, предельное расстояние для нее не превышает 300 м.

Однако уже сейчас пропускной способности магистрали на основе Fast Ethernet может оказаться недостаточно. Если нет возможности сразу же перейти на Gigabit Ethernet, то, как и в соединениях «сервер-коммутатор», несколько каналов Fast Ethernet между коммутаторами можно объединить в один, тем более что обычно волоконно-оптический кабель, прокладываемый между зданиями, содержит несколько волокон. Поддерживающих такую возможность коммутаторов, причем достаточно дешевых, сейчас на рынке как никогда много. Во всяком случае этот вариант на текущий момент — самый дешевый. Схема с параллельными каналами позволяет, помимо прочего, увеличить отказоустойчивость магистрали, особенно если кабели прокладывать независимо друг от друга.

КАБЕЛЬНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

Опрос российских интеграторов показывает, что клиенты стали проявлять повышенный интерес к структурированным кабельным системам (СКС). Объясняется это тем, что компоненты СКС незначительно дороже (иногда всего на 20—30%) обычных не сертифицированных аналогов, а на СКС дается длительная гарантия как минимум на 15 лет. Все это так, и тенденцию к переходу на СКС нельзя не приветствовать.

Вместе с тем ряд факторов не позволяет говорить о массовом переходе на СКС. Прежде всего, мелким компаниям СКС попросту не нужна. Но проблема даже не в этом.

Использование СКС подразумевает глобальную переделку всей уже имеющейся сетевой инфраструктуры. СКС хорошо инсталлировать, когда организация собирается переезжать в новое здание, заменять же существующую кабельную проводку слишком сложно. Отрицательное влияние оказывает не только цена модернизации. Замена предполагает, что те или иные сегменты сети придется на время отключить, а пойти на это могут далеко не все. Конечно, всю существующую проводку можно не трогать, а внедрять СКС только для вновь вводимого сетевого оборудования. Но такую объединенную инфраструктуру в принципе нельзя отнести к СКС.

Вокруг структурированных кабельных систем много ненужной рекламной шумихи. Это относится и к сроку действия гарантии, и к проводке Категории 6 и 7. Гарантия в 15 лет, без сомнения, впечатляет, особенно людей, не связанных с обслуживанием сетевой инфраструктуры, но что она значит на практике? Вспомните, какие технологии применялись десять или даже пять лет назад. И где они сейчас? То, что сегодня считается передовым, через десять лет будет рассматриваться как давно устаревшее. Такая же тенденция сохранится, скорее всего, и в будущем. Поэтому обольщаться сроком действия гарантии не стоит.

Кроме того, нередко организации устанавливают СКС по всем правилам, а затем начинают «модернизировать» ее по своему усмотрению, не привлекая сертифицированных сетевых интеграторов, чтобы сэкономить деньги. Так, например, спустя полгода после монтажа выясняется, что количество пользователей в конкретной комнате превысило число информационных розеток или отдел переезжает с одного места на другое. И начинают администраторы или местные умельцы прокладывать свои кабели порой в обход СКС, тем самым разрушая сам смысл структурированной кабельной системы.

Что же касается проводки на витой паре Категории 6 или 7, то применение витой пары для поддержки скоростей больше 100 Мбит/с вряд ли можно вообще считать целесообразным. Вдобавок, настольные компьютеры не доросли и еще долго не дорастут до скоростей уровня Gigabit Ethernet, а подключение серверов на сверхвысоких скоростях легче и дешевле реализовать с помощью оптического волокна. Тем более что серверы обычно устанавливаются в непосредственном соседстве с активным сетевым оборудованием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В российских сетях можно встретить все, что появилось на рынке в последние десять лет. В общем-то, у нас в стране тенденция та же, что и в других станах, правда, она реализуется с некоторым запозданием — новая технология начинает завоевывать признание, когда она становится либо дешевой, либо предоставляет новые, но необходимые для пользователей услуги, а лучше и то и другое вместе.

Константин Пьянзин — обозреватель LAN. С ним можно связаться по адресу: koka@lanmag.ru.