Godzenie sprzecznych interesów

Każdy pakiet sieciowy chce dostać się do punktu przeznaczenia jak najszybciej. Są jednak pakiety ważne i ważniejsze. Nad pierwszeństwem ruchu pozwala zapanować specyfikacja 802.1p.

Każdy pakiet sieciowy chce dostać się do punktu przeznaczenia jak najszybciej. Są jednak pakiety ważne i ważniejsze. Nad pierwszeństwem ruchu pozwala zapanować specyfikacja 802.1p.

Dzięki ratyfikowaniu przez komitet normalizacyjny IEEE specyfikacji 802.1p jako części standardu 802.1D technologia przełączania w sieciach LAN wykonała kolejny etap w kierunku integracji transmisji danych, głosu i sygnału wizyjnego.

802.1p to specyfikacja określająca kryteria, według których przełączniki pracujące w drugiej warstwie modelu OSI mogą rozróżniać przesyłane dane na podstawie ich priorytetu, a także realizować transmisje w trybie multicast (jeden strumień danych odbierany jest jednocześnie przez wiele stacji), uwzględniając dynamiczne ich filtrowanie (strumień ten nie jest wysyłany do wszystkich stacji w sieci, lecz tylko do tych, które zgłosiły żądanie jego odbioru, dzięki czemu sieć nie jest przeciążana). Zarówno prioretyzacja, jak i transmisje multicast z dynamicznym filtrowaniem umożliwiają optymalizację pracy sieci komputerowych, ale z punktu widzenia usług multimedialnych najważniejszy jest pierwszy z tych czynników.

Aby była możliwa realizacja idei różnych priorytetów pewnych ciągów danych, przełączniki pracujące w drugiej warstwie modelu OSI muszą potrafić grupować przesyłane pakiety w niezależne ciągi danych o różnych klasach. Specyfikacja 802.1p pozwala podzielić ruch w sieci korporacyjnej na osiem klas i choć administratorzy każdorazowo muszą określić je sami, to komitet normalizacyjny IEEE daje dosyć jasne wytyczne w tej dziedzinie.

Najwyższy priorytet oznaczony jest numerem siedem i według IEEE powinien być wykorzystywany tylko przez dane o krytycznym znaczeniu dla funkcjonowania sieci, np. pakiety wymieniane między routerami (protokół RIP czy też aktualizacje tablic OSPF).

Priorytety pięć i sześć powinny być stosowane przez aplikacje "wrażliwe" na opóźnienia w przesyłaniu danych, np. aplikacje wideokonferencyjne, telefonii w sieciach komputerowych itp. Z priorytetów, od czwartego do pierwszego, powinny korzystać aplikacje tworzące ruch i obciążające sieć komputerową w przewidywalnym stopniu, np. multimedialne aplikacje wykorzystujące technologię streams, aplikacje biznesowe itp. Ostatnia wartość (zero) jest domyślnie przyjmowanym priorytetem, jeśli klasa danych nie jest określona przez tworzącą ją aplikację.

Gdzie zmieścić informacje?

Niemniej, w przeciwieństwie do protokołów, takich jak FDDI czy Token Ring, Ethernet nie ma na stałe zdefiniowanych pól, które mogłyby służyć do przenoszenia informacji o priorytetach przesyłanych pakietów. Aby zaradzić temu problemowi, specyfikacja 802.1p odwołuje się do specjalnych pól priorytetu zawartych w nagłówku pakietu formatowanego ze specyfikacją 802.1Q, określającej zasady budowania sieci wirtualnych LAN.

Standard 802.1Q określa nowe 32-bity informacji zamieszczane w nagłówku pakietu sieciowego tuż za zwykłą informacją o adresie przeznaczania pakietu i jego nadawcy. Trzy spośród nich określają priorytet według wymogów specyfikacji 802.1p, jeden bit wykorzystywany jest do zaznaczenia opcjonalnej enkapsulacji pakietów sieci Token Ring, 12 kolejnych bitów określa przynależność do danej grupy wirtualnej, a 16 kolejnych modyfikuje informacje o typie ramki.

Bity specyfikacji 802.1Q odpowiadające za priorytet przesyłanej informacji mogą być modyfikowane i przeglądane przez stacje klienckie pracujące w sieci, serwery, routery i przełączniki działające w trzeciej warstwie modelu OSI. Na stacjach roboczych i serwerach karty sieciowe zgodne ze specyfikacją 802.1p monitorują poszczególne porty sieciowe i "przyklejają" do przesyłanych nimi danych odpowiedni priorytet, ustawiając odpowiednio bity w nagłówkach pakietów sieciowych.

Zdolność analizowania ruchu sieciowego na podstawie numerów portów sieciowych bądź adresów usług mają też routery i przełączniki pracujące w trzeciej warstwie modelu OSI. Informacje uzyskane z takiej analizy, połączone z generalnymi zasadami przesyłania danych, określonymi przez administratora sieci, pozwalają im więc dodawać informację o priorytecie do każdego pakietu, który jeszcze jej nie ma (np. dlatego że w nadającym komputerze pracuje karta sieciowa nie obsługująca jeszcze standardu 802.1p lub też nie określono bezpośrednio na stacji roboczej zasad nadawania priorytetów).

Zdolności analizowania zawartości pakietów nie mają jednak przełączniki działające w drugiej warstwie modelu OSI. Przesyłanie danych zgodnie z wartościami nadanych priorytetów umożliwi im właśnie specyfikacja 802.1p - poza "spoglądaniem" na adres docelowy i nadawcy będą one także "podglądać" zawartość trzech kolejnych bitów nagłówka pakietu określających priorytet.