ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 762
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
159
Технология Ethernet в магистральных сетях передачи данных
В 1998 году появился Gigabit Ethernet, а в 2002 году - техноло- гия 10 Gigabit Ethernet. Раньше в Ethernet использовался метод досту- па CSMA/CD (полудуплексный режим – Half Duplex) и основным оборудованием в сети были концентраторы или хабы (Hub), работа- ющие на 1-м уровне модели OSI. Метод CSMA/CD, основанный на обнаружении коллизий, имеет ограничения на максимальную длину сегмента, причем, чем выше скорость передачи, тем меньше допусти- мая длина сегмента. Если на скорости 10 Мбит/c максимальная длина сегмента составляет 2500 м, то на скорости 1000 Мбит/c – только 25 м. Кроме того, сеть, построенная на концентраторах, плохо масшта- бируется. Сегодня можно говорить об отказе от CSMA/CD и переходе на коммутируемый Ethernet (полнодуплексный режим – Full Duplex) с использованием коммутаторов (Switch), работающих на 2-м уровне
OSI. Использование коммутаторов позволило снять ограничения на длину сегмента, связанные с методом CSMA/CD. Дополнительным аргументом в пользу перехода на коммутируемый Ethernet может служить также то, что в настоящее время в технологию Ethernet вве- дены механизмы приоритезации трафика (IEEE 802.1p), что очень важно для построения мультисервисных сетей. Введение возможно- сти по созданию виртуальных локальных сетей – VLAN (IEEE
802.1Q) значительно увеличило возможности по структуризации ло- кальных сетей. Тем не менее, в технологии еще остаются ограниче- ния, связанные, например, с топологией сети (протокол STP – IEEE
802.1D).
С появлением 10 Gigabit Ethernet появилась возможность ис- пользования привычной для всех технологии не только в локальных сетях, но и в региональных сетях (Metropolitan Area Network – MAN) и даже в глобальных сетях (Wide Area Network – WAN). Особенно- стью данной технологии являются:
использование только режима Full Duplex;
управление скоростью передачи;
160
использование только оптической среды передачи;
возможность использования на расстояниях до 40 км;
возможность подключения к оборудованию SDH/SONET.
Сегодня даже появился термин Metro Ethernet, означающий ис- пользование технологии Ethernet в сетях MAN. На рис. 2.25 и 2.26 по- казаны различные варианты использования 10 Gigabit Ethernet для по- строения корпоративной сети. Преимущества использования концеп- ции Metro Ethernet для построения корпоративной сети очевидны и заключаются, прежде всего, в использовании единой технологии во всей корпоративной сети без необходимости преобразования прото- колов.
Рис. 2.25. Первый вариант использования 10 Gigabit Ethernet для построения корпоративной сети
161
Рис. 2.26. Второй вариант использования 10 Gigabit Ethernet для построения корпоративной сети
С локальными сетями связано и появление в сетях MAN техно- логии динамических (эластичных) пакетных колец – RPR (IEEE
802.17), которая становится все более популярной (рис. 2.27). В осно- ву данной технологии положена известная локальная сеть с методом доступа “Вставка регистра”.
Рис. 2.27. MAN - технология динамических (эластичных) пакетных колец
162
Как уже говорилось, сегодня при построении мультисервисных сетей сделан выбор в пользу технологии TCP/IP. И здесь решающим фактором, позволяющим данной технологии (и вообще технологиям
КП) претендовать на обеспечение мультисервисности, конечно же, является переход от скоростей передачи, измеряемых в кбит/c к ско- ростям, измеряемым в Мбит/c, Гбит/c и Тбит/c. То, что в технологии
АТМ (уменьшение времени передачи пакета) достигалось путем мак- симального возможного уменьшения размера пакета (короткие ячей- ки), сегодня достигается за счет резкого увеличения скорости переда- чи. Это позволяет, используя механизмы приоритезации, обеспечить возможность передачи трафика реального времени (РВ) средствами
КП, с приемлемыми задержкой и её вариацией.
Тем не менее, сети с КП хорошо передают трафик РВ только то- гда, когда его доля в общем объеме трафика невелика. В самом деле, если загрузка сети близка к 0, то задержка, связанная с передачей че- рез сеть, минимальна и практически равна некоторой постоянной ве- личине, которая, в основном, определяется суммой задержек переда- чи, распространения и коммутации, независимо от наличия или от- сутствия в сети приоритезации. При увеличении загрузки задержка увеличивается и может изменяться во времени (очереди). Изменение загрузки сети в течение сеанса связи приводит к дополнительному увеличению вариации задержки. Введение приоритезации, например, для трафика РВ приводит к перераспределению задержек между дву- мя (или большим числом) видами трафика, но не устраняет причин вариации задержки. При этом, если доля трафика реального времени увеличивается, то эффективность приоритезации снижается, что, в конце концов, приводит к ситуации наличия в сети только одного ви- да трафика, только теперь это трафик реального времени. Выделение канальных ресурсов для трафика РВ по существу приводит к тому, что этот трафик передается теми же средствами КП в выделенной для него доле канальных ресурсов и, соответственно, как уже сказано, может удовлетворительно передаваться только, если его доля, теперь уже в выделенной части канальных ресурсов, не велика.
163
Сказанное выше подтверждается и практическими рекоменда- циями. Так, по рекомендации компании Cisco доля трафика РВ не должна превышать 33% от доступной пропускной способности. Та- ким образом, сети с КП не инвариантны к структуре трафика (ограни- чение на долю трафика РВ), что, очевидно, является недостатком.
Отмеченные ограничения являются следствием отсутствия в сетях с
КП учета параметров времени. С одной стороны, асинхронность, ха- рактерная для сетей передачи данных, обеспечивает хорошее исполь- зование сетевых ресурсов. С другой стороны, в таких сетях каждое устройство действует в значительной мере независимо от других. По- ступившие в сетевое устройство пакеты надо как можно скорее от- править дальше. Такое правило, хорошо работающее в двухточечной сети, в сети со сложной топологией, содержащей много узлов, посто- янно создает условия для возникновения локальных перегрузок, ко- торые затем пытаются разрешить, используя сложные механизмы управления трафиком. Данная особенность, присущая сетям с КП и приводящая к образованию очередей большого размера, допустима при передаче трафика данных, но оказывает крайне негативное воз- действие на передачу трафика РВ.
Можно отметить, что сегодня в рамках технологий КП отсут- ствуют механизмы обеспечения QoS, сравнимые по эффективности с механизмами, используемыми в КК, так что вопросы обеспечения
QoS в значительной мере возлагаются на оконечное оборудование.
Каждый из существующих методов коммутации хорошо подхо- дит для трафика определенного типа. Очевидно, что с точки зрения накладных расходов, для передачи трафика с низким коэффициентом пульсаций лучше использовать метод КК, для передачи трафика с вы- соким коэффициентом пульсаций – КП. В современных сетевых тех- нологиях, базирующихся на одном методе коммутации, в полной ме- ре учесть этот параметр практически невозможно.
Если бы в реальных условиях доминировал трафик одного типа, то можно было бы строить мультисервисную сеть, оптимизируя её для передачи трафика соответствующего типа. Однако соотношение объемов трафика разного типа с течением времени может изменяться
164 и тогда, оптимальную сегодня сеть необходимо будет коренным об- разом модифицировать. Решая задачу построения мультисервисной сети на базе одной технологии, мы на самом деле создаем моносер- висную сеть с эмуляцией мультисервисности. В такой сети имеется один базовый сервис, соответствующий используемой технологии, так что трафик всех приложений пропускается через один и тот же стек протоколов независимо от того подходит этот стек для конкрет- ного приложения или нет. Отсюда и происходят дополнительные из- держки, связанные со стремлением обеспечить требуемый сервис фактически используя “негодные” средства. В этом и состоит задача эмуляции мультисервисности, неизбежно сопровождаемая значитель- ными издержками.
В определенном смысле можно говорить, что в настоящее время реализуется очередной этап построения мультисервисной сети (если рассматривать ISDN и B-ISDN на основе АТМ, как предшествую- щие), учитывающий современное состояние сетевых технологий и имеющиеся технологические возможности. В будущем надо стре- миться к действительно мультисервисной сети, которая будет обеспе- чивать прозрачную передачу разнородного трафика при эффективном использовании сетевых ресурсов
165
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18
Глава 3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ
РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
3.1. Системы управления базами данных
Информационная система (ИС), или автоматизированная ИС
(АИС), представляет собой программно-аппаратную систему, предна- значенную для автоматизации целенаправленной деятельности ко- нечных пользователей, обеспечивающую, в соответствие с заложен- ной в нее логикой обработки, возможность получения, модификации и хранения информации.
Общие понятия БД
Системы, основанные на концепции баз данных, в наибольшей степени отвечают современным требованиям по построению инфор- мационных систем. Эта концепция предусматривает коллективное использование данных. Названная концепция отличается высоким универсализмом и пригодна для создания систем различных типов - от персональных до глобальных.
База данных представляет собой идентифицированную, струк- турированную, коллективно используемую совокупность данных, связанных определенным образом и относящуюся к конкретной предметной области. Данное определение следует понимать следую- щим образом:
«Идентифицированная» означает, что компоненты БД имеют свои имена и операции над ними оформляются путем указания их имен, а не адресов;
«Структурированная» – данные имеют четкую структуру, т.е. информация хранится в формализованном виде в заранее уста- новленных форматах, определяющих вид данных (например, число- вые, текстовые), размерность и другие характеристики. Состав и свя- зи компонентов данных отражают свойства и отношения объектов управления. В базе данных может храниться и неформализованная
166 информация в виде обычного текста, изображений (например, фото- графий сотрудников);
«Коллективное использование» предполагает централизо- ванное накопление и многоаспектное применение данных (при этом данные вводятся однократно, а используются при решении различных задач в интересах различных пользователей). Понятно, что для пер- сональных ИС не предусматривается применение данных различны- ми пользователями.
В базе данных выделяют следующие категории данных: про- блемные (первичные) – описывающие предметную область и необхо- димые пользователям для решения их задач, и вторичные – обеспечи- вающие эффективное хранение и доступ к первичным данным.
В состав БД могут входить следующие массивы данных:
1) основные – используемые при пополнении, корректировке, поиске, и контроле данных;
2) массивы для восстановления базы – страховые копии;
3) массивы словарей, используемые при контроле вводимых данных, их кодировании и декодировании;
4) массивы для учета и разграничения доступа – таблицы паро- лей, учетные журналы;
5) массивы статистических данных о работе базы и др.
База данных может быть локальной (централизованной) или распределенной.
Достоинствами баз данных являются:
хорошая структуризация информации;
поддержание ее целостности и непротиворечивости (це- лостность – это состояние БД, при котором все значения данных пра- вильны в том смысле, что отражают состояние реального мира и под- чиняются правилам взаимной непротиворечивости);
небольшая избыточность представления в памяти компью- тера;
снижения трудоемкости сбора и обновления данных (од- нократная подготовка и многократное применение данных для реше- ния различных задач различными должностными лицами).