Intelлектуальные новинки сетевого оборудования

системы могут служить мэйнфреймы), то в настоящее время происходит (и в значительной степени уже произошло) перераспределение данных по большому числу точек хранения, и главной задачей становится обеспечение пользователя быстрыми и гибкими средствами доступа к этим данным. В центре структуры оказывается пользователь, а информация "размазывается" по периферии. Эти изменения приводят к тому, что условия работы сотрудника компании определяются не только быстродействием установленного у него компьютера, но и качеством сети передачи информации. Топология такой сети может быть весьма сложной, а ее географические масштабы очень большими. Прошли времена, когда корпоративная сеть была сосредоточена на какой-то определенной площади; в современных условиях ее части могут находиться даже на разных континентах.

Именно эти изменения и заставили компанию Intel обратить самое серьезное внимание на рынок сетевых продуктов. Действительно, что толку повышать быстродействие процессоров, если эффективность обработки информации все в большей степени лимитируется производительностью сети. С другой стороны, ясно, что уникальный опыт Intel в области разработки и производства процессоров не может не помочь ей в изготовлении интеллектуальных сетевых устройств. Так или не так рассуждало руководство компании - это нам не известно, однако за последние полгода Intel, ранее выпускавшая в основном сетевые адаптеры, объявила о начале выпуска целого ряда изделий, обеспечивающих построение географически распределенной корпоративной сети. Теперь эта компания предлагает интеллектуальные устройства для организации сетей Fast Ethernet, а также удобные и простые маршрутизаторы.

В состав семейства маршрутизаторов младшего класса Intel Express Router входят пять моделей: 9100, 9200, 9201, 9300, 9400. Все они поддерживают множество весьма полезных функций, а различаются лишь тем, какие глобальные сети поддерживают (см. таблицу). Все маршрутизаторы легко устанавливаются и конфигурируются. В большинстве случаев достаточно определить значения нескольких параметров - все остальное за пользователя доделает специальная функция под названием Quick Setup.

Весьма полезным свойством устройств серии Express является возможность тестирования новых версий программного обеспечения до передачи ему управления "живой" сетью. Маршрутизатор начинает работать под управлением такой версии не сразу после загрузки ПО, а только когда пользователь дает на это разрешение.

Для упрощения доступа организации в Internet маршрутизаторы обеспечивают трансляцию IP-адресов (Network Address Translation - NAT). Речь идет о следующем. Подключение существующей IP-сети организации к Internet может потребовать полной переконфигурации всей сети с присвоением рабочим станциям уникальных IP-адресов. Применение маршрутизатора с трансляцией IP-адресов позволяет избежать этой неприятной операции; для обмена данными внутри организации используются старые адреса, а при передаче информации "наружу" (или приеме данных извне) маршрутизатор обеспечивает преобразование внутреннего IP-адреса рабочей станции в уникальный.

В настоящее время одной из серьезных статей расходов любой географически распределенной организации являются затраты на передачу данных между подразделениями. В маршрутизаторах серии Intel Express применяется целый ряд приемов, позволяющих сократить эти расходы. Во-первых, данные перед передачей сжимаются в отношении 4:1 (в моделях 9100, 9200, 9201, 9300 это делается программно, с использованием алгоритма Stac Electronics, а в 9400 - аппаратно). Во-вторых, маршрутизаторы обеспечивают фильтрацию передаваемого трафика (при работе под протоколом IP или в режиме мостовой связи); правильной настройкой фильтров можно добиться того, чтобы через глобальную сеть проходили только необходимые пакеты. При работе с набором протоколов IPX/SPX клиенты и сереверы должны периодически обмениваться специальными пакетами, поддерживающими сеанс связи. Если не принять специальных мер, это может привести к активизации каналов глобальной сети, а следовательно, к увеличению расходов на связь. Маршрутизаторы семейства Express сами генерируют необходимые для поддержания сеанса пакеты, не приводя каналы связи в рабочее состояние. Для поддержания таблиц маршрутизации используется протокол Triggered RIP, где передача информации по WAN-каналам происходит только при изменении топологии сети.

За последние два года широкое рапространение в локальных сетях получили коммутаторы для рабочих групп, отделов и предприятий. Эти устройства, как известно, позволяют значительно повысить эффективную производительность локальной сети без больших дополнительных капиталовложений, поэтому можно ожидать, что по мере усиления четко прослеживающейся тенденции к увеличению объемов данных, передаваемых через сеть, будет увеличиваться и число установленных портов коммутаторов.

С начала 1997 г. компания Intel представила семейство коммутаторов Express Switches, в которых используется ряд новых технологий; в первую очередь следует упомянуть адаптивную коммутацию и коммутацию третьего уровня. Чтобы пояснить, как осуществляется адаптивная коммутация, напомним сначала, что известны три режима коммутации в локальных сетях: коммутация "на лету" (cut-through), бесфрагментная коммутация (fragment-free switching) и коммутация с буферизацией (store-and-forward).

При коммутации "на лету" поступающий через входной порт пакет данных передается на выходной порт сразу же после декодировки адреса назначения; фильтрация пакетов с ошибками при этом не осуществляется. Такой способ обеспечивает самую высокую скорость коммутации, но не годится, если в пакетах часто возникают ошибки. При коммутации с буферизацией входящий пакет сначала принимается целиком, потом (по контрольной сумме) проверяется наличие в нем ошибок, и только если ошибки не были обнаружены, пакет передается на выходной порт. Этот способ гарантирует полную фильтрацию ошибочных пакетов, однако обеспечивает меньшую пропускную способность коммутатора, чем при коммутации "на лету". Бесфрагментная коммутация занимает промежуточное положение между этими двумя режимами: при таком способе работы буферизуются только первые 64 байта пакета. Если на этом пакет заканчивается (а весьма значительная часть пакетов в сети Ethernet имеет длину 64 байта), то коммутатор проверяет наличие в нем ошибок по контрольной сумме. Если же пакет оказывается длиннее, то он передается на выходной порт без возможности фильтрации.

Ясно, что на разных портах ошибки могут возникать с разной частотой; следовательно, различаться будут и режимы работы, наиболее подходящие для этих портов. Технология адаптивной коммутации позволяет устанавливать для каждого порта тот режим работы, который оптимален именно для него. Вначале коммутация на всех портах осуществляется "на лету", затем те порты, на которых возникает много ошибок, переводятся в режим бесфрагментной коммутации. Если же и после этого число неотфильтрованных пакетов с ошибками остается большим (эта ситуация возникает, когда по сети передается много пакетов длиной более 64 байта), то порт переводится в режим коммутации с буферизацией.

Что касается коммутации третьего уровня, то речь идет о следующем. Все современные коммутаторы обеспечивают создание виртуальных локальных сетей (virtual local area network, VLAN). Пользователи, входящие в состав той или иной виртуальной локальной сети, "видят" только друг друга; они не могут обмениваться информацией с пользователями из других VLAN, пусть даже физически они подключены к одному и тому же коммутатору. Для организации такого информационного обмена необходимо использовать маршрутизатор - либо внешний, либо встроенный в коммутатор. Последнее решение как раз и именуется коммутацией третьего уровня и является значительно более экономичным, чем первое.

Теперь о самих коммутаторах. Наиболее мощным устройством является коммутатор Express 100 FX Switch на 100 Мбит/с, имеющий восемь портов для подключения оптического кабеля. Максимальная длина кабеля может составлять 2 км, поэтому Exprerss 100FX Switch вполне годится для организации кампусных сетей. В коммутаторе имеются два встроенных порта на 10/100 Мбит/с. Максимальное число MAC-адресов - 8К, размер буфера - 8 Мбайт. Коммутатор поддерживает и технологию адаптивной коммутации, и коммутацию третьего уровня; кроме того, обеспечивается сбор данных по всем девяти группам стандарта RMON. Цена коммутатора в США составляет 11 500 дол.

Устройство Express 10/100 Switch представляет собой восьмипортовый коммутатор, к каждому из портов которого можно подключать сегменты на 10 или 100 Мбит/с - выбор необходимой скорости передачи данных осуществляется автоматически. За счет использования слотов расширения число портов коммутатора может быть доведено до 12. Для коммутатора Express 10/100 Switch выпускается также модуль расширения, позволяющий подключать оптический кабель (100BASE-FX). Режим коммутации - только с буферизацией (store-and-forward), коммутация на третьем уровне не поддерживается. Максимальное число MAC-адресов - 4096, размер буфера - 512 Кбайт. В общем, эта машина значительно слабее Express 100FX, однако, во-первых, к ней можно подключать сегменты на 10 Мбит/с (т. е. она позволяет решить весьма актуальную проблему перевода сетей с традиционного Ethernet на Fast Ethernet), а во-вторых, стоит она относительно недорого (по американским ценам - примерно 625 дол. за порт).

Два других коммутатора, Express 10 Switch и Express 10 Switch+, предназначены для использования в сетях на 10 Мбит/с. Оба они имеют по 24 порта плюс встроенный порт 100BASE-TX и допускают возможность расширения до 36 портов. Оба устройства поддерживают адаптивную коммутацию, а Express 10 Switch+ - еще и коммутацию на третьем уровне. Express 10 Switch+ поддерживает все девять групп информационных баз RMON, а Express 10 Switch - только с первой по третью и девятую группы. Оба коммутатора поддерживают 8К MAC-адресов, однако объемы буферов значительно различаются - 8 Мбайт у 10 Switch+ и 1 Мбайт у 10 Switch. Компания Intel рекомендует использовать 10 Switch+ для коммутации сегментов, а 10 Switch - для коммутации настольных станций.

Решить уже упоминавшуюся выше проблему перехода на Fast Ethernet призваны и представленные пару месяцев назад расширяемые концентраторы Intel Express 10/100 Stackable Hub. На передней панели концентратора установлен переключатель, позволяющий вручную выбирать необходимую полосу пропускания - 10 или 100 Мбит/с. Концентратор выпускается в двух конфигурациях - на 12 и 24 порта; в одной стойке (stack) собирают до восьми концентраторов, часть из которых может работать на 10 Мбит/с, а часть - на 100 Мбит/с. В 12-портовом концентраторе имеются два слота расширения, куда устанавливается либо управляющий модуль SNMP, либо модуль 100BASE-FX для обмена данными на больших (до 2 км) расстояниях, либо дополнительный модуль Ethernet. Предполагается, что во втором полугодии 1997 г. к функциям модуля сетевого управления будет добавлена поддержка протокола RMON. В США рекомендуемая цена 12-портового концентратора составляет 1525 дол., 24-портового - 2375 дол.

Intel выпускает и еще одно аппаратное средство для обмена данными между сетями Ethernet на 10 и 100 Мбит/с - Express 10/100 Downlink. Это двухпортовое устройство, каждый из портов которого может работать на 10 или 100 Мбит/с (используемые стандарты на кабельные соединения - 10BASE-T и 100BASE-TX соответственно). Устройство позволяет соединять вновь образуемые рабочие группы Fast Ethernet с существующими сетями Ethernet на 10 Мбит/с. Поддерживается связь на расстояниях до 100 м.

Отдельного упоминания заслуживают сетевые адаптеры Intel. Хотя этим видом оборудования компания занимается уже довольно давно, в последнее время она представила ряд интересных новинок. В первую очередь следует упомянуть адаптер EtherExpress PRO/100 пропускной способностью 10/100 Мбит/с, предназначенный для использования на серверах. На плате этого адаптера установлен RISC-процессор i960, объем оперативной памяти составляет 1 Мбайт. Процессор обеспечивает поддержку разработанного Cisco Systems протокола ISL (Inter-Switch Link), значительно ускоряющего работу с виртуальными сетями. Идея протокола ISL состоит в том, что при передаче пакета по коммутируемой сети к нему добавляется метка, указывающая, к какой виртуальной сети относится данный пакет. Именно по этой метке коммутатор и определяет, к какому выходному порту надо направить тот или иной пакет. При этом удается избежать рассылки широковещательных пакетов виртуальной сети в порты, не принадлежащие данной сети. Перед отправкой пакета станции-получателю коммутатор удаляет метку виртуальной локальной сети.

Тот же прием можно применять и для разделения ресурсов сервера между несколькими виртуальными сетями. В этом случае метки показывают, от какой виртуальной сети исходит запрос и, соответственно, какой виртуальной сети предназначен ответ. Подчеркнем, что сами виртуальные локальные сети организуются коммутатором, серверный адаптер лишь распознает соответствующие им метки. При работе с поддерживающим протокол ISL коммутатором Cisco Catalyst адаптер EtherExpress PRO/100 Server Adapter может распознавать до 64 VLAN.

Доступом к сети управляет контроллер Intel 82557, поддерживающий адаптивную технологию. Этот же контроллер используется и в ряде других сетевых адаптеров Intel. Применительно к данному виду оборудования термин "адаптивная технология" означает следующее (не путать с адаптивной коммутацией). Обычно для замены версий микропрограмм, управляющих работой контроллера, приходится перепрограммировать ППЗУ, что часто требует обращения к специалистам и сопряжено с дополнительными затратами. Напротив, при использовании контроллера Intel 82557 замена версий микропрограмм производится автоматически - при замене драйвера устройства. Загрузку микрокода в оперативную память контроллера обеспечивает сам драйвер. Ясно, что такой подход обладает значительно большей гибкостью, чем традиционный.

Еще одна интересная функция адаптера - поддержка программного обеспечения отказоустойчивости сервера. Известно, к каким экономическим последствиям для организации может привести отказ сервера даже на непродолжительное время. Одной из причин его отказа является неисправность сетевого адаптера. Если в сервер установлены два сетевых адаптера EtherExpress PRO/100 - основной и резервный - и основной адаптер отказывает, то такую ситуацию можно диагностировать автоматически; затем в работу вступает резервный адаптер. Для полноты картины добавим, что цена серверного адаптера составляет 599 дол. Помимо описанного устройства, Intel выпускает сетевые адаптеры для Fast Ethernet (для шин ISA, EISA, PCI), а также для мобильных компьютеров.

Сетевые продукты, представленные компанией Intel за последние несколько месяцев, свидетельствуют о наличии серьезного спроса на оборудование для Fast Ethernet. Согласно оценкам специалистов, к 2000 г. мировой рынок адаптеров для Fast Ethernet значительно превысит объемы поставок традиционных Ethernet-адаптеров. Конечно, это осознают не только в Intel. Так, весной этого года компания Bay Networks представила 16-портовый коммутатор Ethernet под названием BayStack Autosense 350 на 10/100 Мбит/с, цена которого в США составляет 249 дол. на порт. Правда, судя по описаниям, это устройство не поддерживает ни адаптивную коммутацию, ни коммутацию третьего уровня, но ведь и цена его (в расчете на порт) более чем в два раза ниже, чем продукция Intel.

В целом же, полномасштабный выход Intel на рынок сетевых продуктов свидетельствует о том, что данная область технологии приобретает все более важное значение. Не приходится сомневаться - в ближайшее время нам предстоит увидеть в этой сфере еще немало новинок.

Маршрутизаторы семейства Intel Express Router