Архитектура вычислительных сетей

Совокупное решение, базирующееся на основе IP, представляет собой общий  транспорт для передачи любого трафика. Одним словом, концепция, которую  когда-то пытались внедрить на уроне ATM, нашла реализацию только поверх расширенного интернет-протокола IP/MPLS.

Разработка этого решения  была поддержана всей отраслью и сегодня повсеместно используется в IP-сетях. IP/MPLS отличается от стандартного пакетного протокола IP тем, что коммутация трафика основывается не на адресной информации в IP-пакете, а на коммутации трафика внутри сети MPLS по прикрепленной к пакету данных специальной метке, благодаря чему принципы управления передачей трафиком принципиально меняются. Путь, по которому трафик будет передаваться по сети MPLS сначала определяется с помощью традиционных протоколов динамической маршрутизации, например OSPF, каждому интерфейсу с помощью протокола LDP (Label Distribution Protocol) присваивается специализированная транспортная метка. Этот механизм определения топологии и раздачи меток носит название управляющей компоненты MPLS. После того как топология определена, трафик коммутируется внутри сети по независимым от типа передаваемого трафика меткам. Фактически устройства в сети MPLS являются коммутаторами трафика по меткам. Этот механизм носит название коммутационной компоненты MPLS.

При использовании этих механизмов появляется возможность получить дополнительные механизмы управления трафика, которые  были не доступны в традиционной сети IP.

Взять, например, проблему доступности  сервиса. Ни для кого не секрет, что  в стандартном протоколе IP невозможно гарантировать уровень сходимости меньше нескольких секунд, потому что  речь идет о динамической маршрутизации, которая требует определенного  динамическим протоколом времени сходимости, - конвергенции протокола маршрутизации. В IP/MPLS реализована возможность практически  мгновенного переключения на резервный  канал при обнаружении аварии канала или коммутатора на основном пути прохождения трафика. Эта функция  носит название FastRerouting (FRR), основывается на Traffic Engineering-туннелях, которые при проектировании сети прокладываются по разным маршрутам. Для определения времени восстановления трафика или переключения его коммутации на резервный канал разработан комплекс механизмов по улучшению конвергенции протоколов OSPF/IS-IS, которые позволяют гарантировать заказчику время восстановления сервиса на уровне 100-150 мс вне зависимости от топологии сети. Пример такого протокола - Bidirectional Fault Detection (BFD). Он работает независимо от OSPF и может гарантировать доступность информации об аварии в течение 100-150 мс.

Естественно, на этом этапе  возникает резонный вопрос: что может  предложить технология MPLS для интеграции сервисов, реализованных на SDH/ATM/FR/IP-сетях?

Для передачи различного трафика ATM, FR, PPP, HDLC, Ethernet, VLAN на основании IETF "martini-draft" разработан специальный протокол - Any Transport over MPLS (AToM) который ориентирован на передачу трафика через сеть MPLS. При этом могут использоваться механизмы повышения доступности сервиса FRR/TE для гарантированного транзита трафика L2 через MPLS-сеть.

С использованием MPLS можно  осуществлять передачу трафика второго  уровня, разделяя его на приоритетный и обычный. В случае выделения приоритетов качество сервиса обеспечивается традиционными для IP-сети механизмами анализа классов трафика, при этом для разных классов трафика могут быть предложены разные механизмы обеспечения доступности и приоритезации внутри сети MPLS.

Для реализации аналога коммутируемого Ethernet домена L2 внутри сети MPLS используется специализированный протокол VPLS (Virtual Private LAN Service). В этом случае оператор использует свою инфраструктуру в качестве распределенного коммутатора для клиентского Ethernet-трафика.

Но Cisco Any Transport over MPLS со всеми сопутствующими протоколами, конечно, не единственное решение. Следует рассмотреть такую технологию передачи данных, как TDM over IP (TDMoIP). Это своего рода ноу-хау израильской компании RAD Data Communications поставляется на рынок зачастую совместно с продуктами других производителей. Сама технология TDMoIP позволяет организовать транспорт различных данных по одной IP-магистрали. При этом на входе устройства TDMoIP реализованы порты для подключения любых интерфейсов, вплоть до каналов E1 без сжатия, в результате чего итоговая эффективность и уровень сервиса TDMoIP, по крайней мере согласно обнародованным характеристикам, оказывается значительно выше, чем у VoIP.

Рисунок 3. TDMoIP реализует транспорт различных данных по одной IP-магистрали

Помимо этого RAD Data Communications сегодня реализует возможность создания единого Ethernet-окружения, используя каналы E1/E3 или ATM. Создает своего рода связь между поколениями транспортных протоколов, не прибегая при этом к формированию единой сети, такой как Cisco AToM. Конечно, эти решения не обеспечивают всей пестроты функциональности, которая наблюдается у Cisco, зато позволяют обеспечить доступность новых сервисов и повысить утилизацию старых каналов передачи данных, естественно, за меньшие деньги.

Мало того, возможность  передачи различных данных поддерживается сегодня многим беспроводным оборудованием  в так называемых pre-WiMAX-решениях. В частности оборудование производства российской компании Infinet Wireless позволяет организовать прямое включение каналов E1 либо других цифровых интерфейсов передачи данных. При этом также гарантируется качество передачи данных и низкий показатель задержки восстановления канала.

Но возвращаясь к IP/MPLS в целом, следует отметить высокую  степень стандартизации, для чего был создан Форум MPLS/VPLS, в который  входят практически все сетевые  вендоры. Многие операторы принципиально не используют нестандартизованные протоколы (конечно, есть исключения, но они встречаются редко). Это стимулирует процесс стандартизации со стороны открытого рынка, что, быть может, является даже более сильным инструментом, чем наличие форума, в который входят крупнейшие производители.

Как видно, картина потенциальных проблем при организации дополнительных сервисов сегодня достаточно пестрая, не менее пестрая и карта их решений. В будущем каждое решение просто займет свою нишу, а по мере того, как переход на цифровые сети будет окончательным (например когда станет дешевле покупка нового оборудования, чем содержание старого), мы и вовсе забудем об этих переходных технологиях.

Однако нынешняя цель любого оператора состоит в максимальной интеграции сервисов, которые он предлагает клиентам, и их эксплуатационном удешевлении. С точки зрения затрат оператору  выгодно получать максимальное количество сервисов в одной сети, с одного устройства. Кстати говоря, это и  есть сеть NGN (Next Generation Network), о концепции которой последнее время много говорят.

Основной задачей поставщика оборудования сегодня является максимальная унификация оборудования, реализация модульности самих устройств  коммутации, что должно облегчить  решение вышеописанной задачи оператора.

И, наконец, вспоминая про  потребителей, скажем: все происходящие процессы ведут к тому, что каждый будет обладать возможностью получить любые сервисы, независимо от того, какой транспортный канал используется оператором - для клиента все рассмотренные  выше проблемы вообще должны быть прозрачны, конечно, если оператор начал внедрять новые технологии, составив предварительный  план на основании соответствующего анализа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet // Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — 4-е изд. — СПб

2.  «На пути к Terabit Ethernet», Леонид Бараш, журнал Компьютерное обозрение

3.  Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. — Спб.: 

4. http://habrahabr.ru/

5. http://www.xserver.ru/

6. Справочник Novell Netware 4, С.Б. Орлов, Глава 12. Методы построения сетевого интерфейса и топология сети.

    7. А. Филимонов. Построение мультисервисных сетей Ethernet.

   8.  Н. Н. Васин — Построение сетей на базе коммутаторов и маршрутизаторов.