Коммутация третьего уровня в atm

Как было сказано выше, в настоящее время производители, внедряя новые тех­нологии, начинают предлагать альтернативные решения, реализующие две основные функции маршрутизации, то есть вычисление маршрута и передачу (продвижение) пакетов. В некоторых случаях функции маршрутизации добав­ляются к коммутаторам, а в других случаях в сеть вводится специальный сервер маршрутизации. При этом вычисление маршрута производится различными ме­тодами. Можно полагаться на маршрутизаторы, уже установленные в сети, а можно применять сервера маршрутизации, отвечающие за вычисление маршрутов. Данные сервера могут быть либо отдельными устройствами, либо модулями, вставляемыми в коммутатор. В обоих случаях вычисление маршрутов обычно происходит только в процессе установки логического соединения между отпра­вителем и получателем (речь идет о технологии ATM). В это время определяет­ся подходящий маршрут и коммутаторам передается необходимая информация о нем. В результате обмен данными между отправителем и получателем может проходить, минуя маршрутизатор или сервер маршрутизации. Достоинством та­кого метода является высокая пропускная способность сети и низкая задержка при передаче, так как трафик не проходит через маршрутизатор, после того как маршрут был определен.

Сейчас технологии различных производителей можно разделить на две ос­новные категории в зависимости от проблем, которые они призваны решить: повышение производительности маршрутизации и повышение масштабируемос­ти маршрутизации в глобальных сетях.

Технологии фирм Ipsilon и Toshiba

Фирмы Ipsilon и Toshiba в своих решениях IP Switching (IP-коммутация) и Cell Switch Router (маршрутизатор с коммутацией ячеек, CSR) основываются на концепции идентификации потока трафика (traffic flow).

Решения этих фирм предназначены для сетей ATM. В их основе лежит меха­низм коммутации пакетов «на лету». Такая коммутация происходит на втором уровне модели OSI и не требует применения протоколов верхних уровней. Не­которым недостатком этих технологий является то, что они поддерживают лишь ограниченное число сетевых протоколов. Так технология фирмы Ipsilon поддер­живает протоколы IP и IPX, а технология фирмы Toshiba поддерживает только протокол IPX.

Основой этих технологий является потоковая организация передачи данных. Под потоком понимается набор пакетов от конкретного отправителя к конкрет­ному получателю. Подразумевается, что речь идет не об одном-двух пакетах, то есть поток не должен быть слишком мал. Предполагается, что поток существует достаточно длительное время, иначе нет смысла его выделять. Поток может быть как единичным, так и групповым. Основной характеристикой потока является его время жизни. Поэтому применительно к рассматриваемым технологиям весь трафик можно разделить на две категории:

• Потокоориентированный. Примерами могут служить передача файлов по протоколу FTP, работа с Internet по протоколу HTTP и т. д. Эти виды взаимодействия характеризуются длительным временем, и по соединению между абонентами передается большой объем данных;

• Короткоживущий. Примерами могут служить запросы к службам DNS, работа протоколов SMTP и SNMP и т. д. Такой тип трафика обрабатыва­ется с использованием традиционной маршрутизации.

Обе технологии полагаются в своей работе на использование специальных (фирменных) протоколов для распространения информации (извещения) о по­токе между коммутаторами в центре сети.

Технология фирмы Ipsilon использует протокол Ipsilon Flow Management Protocol (протокол управления потоком, IFMP), а технология фирмы Toshiba — Flow Attribute Notification Protocol (протокол извещения об атрибутах потока, FANP). Данные протоколы обеспечивают взаимодействие коммутаторов на пути следования трафика.

Идентификация потока трафика выполняется по заданным критериям (тип приложения, количество пакетов и т. д.). После идентификации коммутатор устанавливает коммутируемый путь и его соседи через протокол извещения информируются о потоке. Такой коммутируемый путь можно отождествить с виртуальным соединением ATM.

При использовании этих протоколов остальные коммутаторы в пути получа­ют информацию об определенном потоке и устанавливают дополнительные ком­мутируемые пути. При прекращении потока коммутируемый путь разрывается каждым коммутатором индивидуально. Это происходит после истечения опреде­ленного периода неактивности (рис. 17.4).

Следует отметить, что эти два решения обеспечивают коммутацию «на лету» только для потокового трафика. Весь остальной трафик будет обрабатываться с задержкой, присущей традиционной маршрутизации.

Говоря об актуальности предложенных технологий, необходимо учитывать исследования, проведенные фирмой Ipsilon, которые показали, что более 80 % передаваемых пакетов и 90 % передаваемых байтов могут быть квалифицирован­ны как потоки и, следовательно, преимуществами коммутации «на лету» можно пользоваться очень широко. По заявлениям той же фирмы производительность, обеспечиваемая ее коммутаторами, в пять раз превосходит ту, что могут обеспе­чить традиционные маршрутизаторы.

Анализируя недостатки метода потоковой коммутации, следует помнить, что обе технологии устанавливают уникальный виртуальный канал для каждого по­тока, и коммутатор способен обслуживать до 3000 потоков в секунду, так что в большой сети количество потоков может превысить число записей, доступных в таблице виртуальных каналов коммутатора. Кроме того, важно учитывать, что эффективность данных технологий сильно зависит от характера трафика.