Nie wyrzucajmy routerów

W poszukiwaniu rozwiązania

Co należy zrobić, jeśli kolizje na portach wyjściowych przełącznika uniemożliwiają poprawną pracę aplikacji sieciowych? Pierwszym rozwiązaniem jest buforowanie. Zastosowano je w przełącznikach ATM-owych. Jeśli przełącznik ma wystarczająco duże bufory, by "przetrzymać" czas kolizji, to całkowite opóźnienie transmisji w przełączniku zwiększy się (dzięki przetrzymywaniu danych w buforze), ale dane nie będą tracone. Powstaje tu jednak inny problem: jak duże powinny być bufory? Jeżeli nie ma sposobu ograniczenia ilości danych wysyłanych przez ich nadawcę lub nadawców, to efektem będzie wypełnienie całego bufora.

Drugim sposobem rozwiązania tego problemu jest łączenie procesu przełączania w rdzeniu z analizą stanu portu wyjściowego. Pozwala on stwierdzić, że nadawca informacji nie jest jedynym, który próbuje wysłać wiadomość na dany port docelowy przełącznika. Dzięki takiemu mechanizmowi możliwe jest wygenerowanie specjalnej, wirtualnej kolizji na poziomie warstwy MAC na porcie, do którego podłączony jest nadawca informacji. Wtedy stacja nadająca może wykryć kolizję (bezpośrednio na porcie, do którego jest podłączona) i przerwać ją na losowy okres czasu oraz wznowić ponownie. Reasumowując: ten sposób rozwiązania problemu z siecią naśladuje technologię wykrywania kolizji w sieciach LAN o współdzielonym dostępie do medium. Rozwiązanie to pracuje i sprawdza się jedynie w przypadku technologii, gdzie możliwe jest zarządzanie przepływem informacji na poziomie warstwy MAC, czyli tylko w Ethernet. Token Ring i FDDI nie umożliwiają już realizacji takiego rozwiązania. Kontrola ilości przepływającej informacji w sieciach ATM ma być realizowana w inny sposób poprzez wprowadzenie usługi ABR (Available Bit Rate), która pozwoli stacjom nadającym wykorzystać tylko dostępne, przydzielone pasmo. Niestety, ABR nie jest jeszcze w pełni dopracowana i dostępna. Problemem będzie także integracja tej technologii z pracującymi już obecnie u klientów kartami sieciowymi, które łączą się z przełącznikami ATM i używają technologii LANE lub MPOA bez ABR. Nawet jeśli preferowany dostawca przełączników oferuje oba te rozwiązania, to klient sam musi zdecydować, które z rozwiązań będzie lepsze w jego przypadku. Należy więc przeprowadzić test, podczas którego urządzenia podłączone do sześciu lub więcej portów przełącznika będą próbowały jednocześnie wysyłać dane na jeden porty wyjściowy. Im więcej urządzeń spróbuje przesyłać dane na jeden port przełącznika, tym bardziej sytuacja ta będzie symulować rzeczywistość. Jak należy postąpić, gdy żaden z preferowanych producentów sprzętu sieciowego nie oferuje rozwiązania, które w pełni eliminowałoby problem kolizji na porcie wyjściowym? Istnieje trzeci wariant rozwiązania problemu, który zdaje egzamin w przypadku wszystkich rodzajów przełączników: port wyjściowy musi być szybszy niż porty, które "wpychają" w niego informacje. Zredukuje to kolizje do takiej liczby, która nie wpłynie znacząco na wydajność pracy przełącznika, a jednocześnie zmniejszy opóźnienia powodowane poprzednio przez przechowywanie danych w buforze.

Choć rozwiązanie to wydaje się kosztowne (zmusza do upgrade'u przynajmniej części sieci do nowszej i szybszej technologii), jest ono zalecane przez większość producentów sprzętu sieciowego, którzy polecają, by klientów sieciowych wpinać do sieci 10 Mb/s, a serwery - do portów 100 Mb/s przełączników. Rozwiązanie takie jest dla nich korzystne, gdyż redukuje częstotliwość korzystania ze wsparcia technicznego w przypadku błędów.

Takie zapewnianie "nadwyżki" na łączach przełącznik-serwer daje szansę na akceptację technologii Gigabit Ethernet (użytkownicy będą chcieli połączyć stacje 100 Mb/s z serwerem za pomocą szybszego łącza). Jak wielka "nadwyżka" jest jednak potrzebna? Komfortową sytuację daje zastosowanie technologii 10 razy szybszej niż wielkość połączenia przeciętnego klienta sieciowego. W przypadku technologii ATM i 25 megabitowych klientów warto podłączyć serwery do przełączników za pośrednictwem linii 155 Mb/s. Jeśli jednak klienci sieciowi podłączeni są do przełączników za pośrednictwem szybszych linii, to może być konieczne zainstalowanie w serwerach kart 622 Mb/s.

Wybierać rozważnie

Przełączanie jest bezużyteczne, jeśli stosuje się wolne linie komunikacyjne, które powodują, że użytkownicy muszą konkurować o połączenie z serwerami. Nie znaczy to, że nie warto korzystać z przełączników, ale tak jak wiele innych dobrych rozwiązań także i przełączanie ma wady - które ujawniają się szczególnie wtedy, gdy użytkownicy bez zastanowienia i rozważenia wszystkich "za" i "przeciw" rozpoczynają ich implementację w firmie Chcąc osiągnąć maksimum korzyści ze stosowania przełączników, należy zapewnić jak najszybsze połączenia na liniach przełącznik-przełączniki i przełącznik-serwer. Jeśli sieć firmowa oparta jest na światłowodzie, to zalety switchingu widoczne będą do miejsca, w którym kończy się światłowód. Dlatego też nie należy wyrzucać routerów, szczególnie tych, które obsługują połączenie z siecią WAN. Będą one potrzebne do czasu aż przepustowość linii WAN wzrośnie do liczby zbliżonej lub większej niż przepustowość sieci wewnątrz firmy.