...i Ethernet w sieciach rozległych

Czasy się zmieniają - „Tempora mutantur et...”. Właśnie, czy zmieniamy się wraz z nimi? Jeżeli imperialne marzenia zwolenników ATM należą już raczej do przeszłości, to dzisiaj inne środowiska prorokują podobną dominację... Ethernetu. Jedno nie ulega kwestii: technologia ta podbiła sieci lokalne. Jej dawny wielki rywal - Token Ring - zostaje już praktycznie eliminowany z walki, a prawdziwy pionier przepływności 100 Mb/s w sieci lokalnej - FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - przestał się liczyć nieco wcześniej. Jakby tego było mało, Ethernet zdołał skutecznie przeciwstawić się silnej presji ATM i to z kilku przyczyn. Po pierwsze dlatego, że ATM w łączeniu komputerów osobistych utracił swoją pozycję z powodu silnego umocnienia się Fast Ethernetu w strukturach lokalnych. Ponadto od czasu ekspansji Gigabit Ethernetu i przełączania warstwy trzeciej technologia ATM zaczęła również tracić znaczenie w segmencie szkieletowych sieci kampusowych. Teraz Gigabit Ethernet zaczyna przenikać sieci MAN (Metropolitan Area Networks); organizacje normalizacyjne przygotowują już 10-gigabitową wersję tego standardu dla sieci MAN, a niektórzy twierdzą, że i dla WAN.

Ale czy Ethernetowi uda się osiągnąć te ambitne cele? Czy zwolennicy tej technologii są w stanie przeprowadzić decydujący atak na rozległe bastiony ATM? A czy jedna technologia może zdominować wszystkie segmenty sieciowe?

Odpowiedź nie jest prosta. Ethernet ma silnych rywali. W sieciach WAN nie można lekceważyć potencjału ATM, gdyż nadal stanowi on znaczącą siłę. Do tego dochodzi jeszcze technologia dynamicznego skalowania przepływności sieci transportowej - DTM (Dynamic synchronous Transfer Mode) oferowana przez kilka szwedzkich kompanii, oraz technologia wspierana przez Cisco Systems - DPT (Dynamic Packet Transport). Jednak w najlepszej sytuacji wydaje się być POS (Packet over Sonet), który został wyposażony w mechanizmy zarządzania, odgrywające kluczową rolę w transportowaniu danych na bardzo duże odległości. Ethernet nigdy nie był przygotowywany do tak znacznych odległości i nie ma takich mechanizmów. Specjaliści z rezerwą odnoszą się do wydajności Ethernetu na długich dystansach. Namiastką rozwiązania tego problemu może być wprowadzenie czegoś w rodzaju „cyfrowej koperty” wokół ramek Ethernetu transportowanych na duże odległości. Koperta byłaby pomocna w zarządzaniu danymi, podobnie jak to się dzieje w technologii SONET (Synchronous Optical Network) z kontenerami wirtualnymi. Jednak dodanie takiej koperty skomplikuje przedsięwzięcie i zwiększy koszty inwestycji, podważając tym samym sens stosowania Ethernetu.

U podstaw sukcesu Ethernetu leży nie tylko jego prostota, ale także relatywnie niski koszt w odniesieniu do sieci innych protokołów. Dostawcy urządzeń twierdzą, że wydatki na tę technologię w sieciach rozległych stanowią piątą część kosztów wprowadzania SONET-u i zaledwie dziesiątą część kosztów związanych z ATM. Takie proporcje przyciągają niektóre amerykańskie firmy telekomunikacyjne, w tym MCI World Com. Korporacja ta bada zjawiska zachodzące w Ethernecie na długich dystansach, ale o wydajności tej technologii w środowisku WAN wyraża się jednak z rezerwą.

10 Gigabit Ethernet

Jak gdyby w odpowiedzi na wyrażone obawy producenci przystąpili do tworzenia nowego standardu - 10 Gigabit Ethernet, przystosowanego m.in. dla sieci rozległych.

Ubiegłoroczna dyskusja w gronie IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) dotyczyła głównie wyboru szybkości 10 Gigabit Ethernetu i miała burzliwy charakter. Co prawda 10 Gb/s znajduje uzasadnienie w sieciach lokalnych, ale przecież 9,584640 Gb/s jest szybkością łącza OC-192 SONET, stosowanego w WAN. Gdyby obydwie szybkości były identyczne, Ethernet byłby łatwiejszy w użyciu i nieco tańszy.

Wrześniowe porozumienie doprowadziło do specyfikacji podwarstwy MAC (Media Access Control) nowej normy Ethernetu 10 Gb/s, przy czym została przewidziana także możliwość dodania pewnych rozszerzeń do warstwy fizycznej, umożliwiających konwertowanie ruchu na SONET. Na szczęście jest to rozwiązanie dosyć proste i nie wpłynęłoby znacząco na koszt Ethernetu w sieciach rozległych.

Co dalej, czyli o statusie obydwu technologii

Wprowadzenie Ethernetu do środowiska WAN nie będzie rzeczą prostą. Inżynierowie z IEEE, zajmujący się na co dzień środowiskiem sieci lokalnych, będą musieli się sporo nauczyć o przesyłaniu danych na duże odległości. Podobnie i specjaliści od WAN powinni wnikliwie przestudiować wszystkie niuanse technologii sieci lokalnej.

Typowy scenariusz uruchomienia nowego Ethernetu mógłby wyglądać następująco. Ruch pochodzący z sieci lokalnej może być agregowany za pośrednictwem przełącznika kampusowej sieci szkieletowej i transportowany dalekosiężną linią światłowodową o przepływności 10 Gb/s. Długość takiej linii, jeśli rozważać światłowód jednomodowy, mogłaby osiągnąć 40 km, czyli zasięg Gigabit Ethernetu w MAN. Dalej linia światłowodowa dochodziłaby do centrali, gdzie znajdą się wzmacniacze sygnału. Oczywiście takie wzmacniacze są obciążone przesyłaniem danych na długich dystansach i nie mogą być mylone z hubami aktywnymi, wywodzącymi się ze środowiska ethernetowego.

Specjaliści rozpatrują dwa warianty przesyłania sygnałów przez światłowód: albo zastosowanie jednego lasera o dużej wydajności, albo czterech słabszych. W drugim wariancie będzie się stosowało multipleksowanie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Na tę koncepcję zostały już ukierunkowane laboratoria Hewlett-Packarda: dane w pojedynczym światłowodzie są przesyłane czterema kanałami, każdy o przepływności 2,5 Gb/s. Jej wadą, być może przejściową, jest wysoki koszt. Chociaż HP nie wytworzył jeszcze urządzeń, których cena byłaby akceptowana przez użytkowników, to jednak specjaliści z tej znanej firmy wierzą, że w ciągu roku uda im się obniżyć koszty. Trzeba jeszcze podkreślić, że zastosowanie jednego wydajnego lasera też nie jest rozwiązaniem idealnym, gdyż wymaga przeprowadzania kontroli temperaturowej, całkowicie zbędnej w poprzednim wariancie.

Udało się ustalić, że 10 Gigabit Ethernet będzie funkcjonował w trybie dwukierunkowym równoczesnym, a nie w naprzemiennym. Instytut IEEE określił również prowizorycznie odległości dla tego Ethernetu. Wynoszą one: 100 m dla światłowodu wielomodowego i 300 m dla wielomodowego nowej generacji. Dla światłowodu jednomodowego zostały określone trzy długości: 2 km dla sieci kampusowych oraz 10 km i 40 km dla sieci MAN. Odpowiednia grupa IEEE bada także przydatność miedzianych kabli skrętkowych kategorii szóstej.

Ethernet odgrywa już ważną rolę w sektorze MAN, a w środowisku sieci lokalnych jest niekwestionowanym liderem. Ocena tej technologii w sieciach rozległych nie jest tak jednoznaczna. Wśród obserwatorów panuje przekonanie, że Ethernet będzie jedną z kilku opcji możliwych do zastosowania w sektorze WAN przez firmy telekomunikacyjne. Aczkolwiek jeśli chodzi o Ethernet, to i tego nie można być pewnym. Ostatnio 3Com, Cisco Systems, Nortel Networks, Sun Microsystem oraz inni producenci zjednoczyli swoje siły dla wsparcia następcy Gigabit Ethernetu dla sieci przedsiębiorstw oraz Internetu. 10 Gigabit Ethernet Alliance zamierza promować Ethernet o przepływności 10 Gb/s w środowiskach LAN, MAN (Metropolitan Area Network) i WAN. Wydaje się, że jest to znaczący krok w stronę opracowania standardu uniwersalnego.

Sytuacja ATM jest nieco inna. Niektórzy promotorzy jeszcze niedawno przepowiadali bujny rozkwit tej technologii. Dzisiaj nawet firmy, które ją upowszechniły, jak na przykład Fore Systems, wchłonięta przez spółkę Marconi, powoli wycofują się z tego rynku. Prawdopodobnie ATM nie zdobędzie zwolenników w sektorze sieci lokalnych, a czeka ją jeszcze trudna walka o utrzymanie pozycji w sieciach rozległych. Ale o przyszłym krajobrazie sieciowym zadecydują producenci. Nihil novi sub sole, czyli nic nowego pod słońcem. Jak to w sieciach...