Przełączniki webowe skracają drogę między klientem i serwerem

W lokalnych sieciach komputerowych przedsiębiorstw gra toczy się o to, aby pakiety wysłane z punktu A dostały się jak najszybciej do punktu B. Do zwiększenia przepustowości sieci przyczyniły się znacznie przełączniki, które operują w dwóch warstwach modelu OSI (warstwy 3 i 4), transmitując pakiety z dużą szybkością z jednego portu (wejściowego) do drugiego (wyjściowego).

W lokalnych sieciach komputerowych przedsiębiorstw gra toczy się o to, aby pakiety wysłane z punktu A dostały się jak najszybciej do punktu B. Do zwiększenia przepustowości sieci przyczyniły się znacznie przełączniki, które operują w dwóch warstwach modelu OSI (warstwy 3 i 4), transmitując pakiety z dużą szybkością z jednego portu (wejściowego) do drugiego (wyjściowego).

Przełączniki webowe skracają drogę między klientem i serwerem

Jak to działa

Najnowsze (handel elektroniczny, witryny WWW oraz inne usługi świadczone przez sieć Internet, intranety i ekstranety) wykorzystują w dużym stopniu zasoby przechowywane w sieci Web i muszą dysponować pracującymi bardzo wydajnie i niezawodnie łączami komputerowymi.

Właśnie dlatego wymyślono nowy rodzaj węzłów sieci - przełączniki webowe - w optymalny sposób obsługujących aplikacje uruchamiane w tym środowisku pracy. Przełączniki webowe przechwytują wszystkie pakiety kierowane do określonej witryny. W ten sposób śledzą na bieżąco ruch pakietów wymienianych między klientem (przeglądarką) i serwerem Web, zapobiegając przeciążeniom określonych odcinków , zanim sytuacja stanie się krytyczna i szybkość komunikowania się klienta z serwerem spadnie do niebezpiecznie niskiego poziomu.

Uzbrojone w takie mechanizmy, jak: Network Address Translation, obdarzone inteligencją systemy Domain Name System i możliwość sterowania ruchem pakietów na podstawie analizy odwołań URL, przełączniki webowe stosują odpowiednią politykę zawiadywania pakietami, zwiększając znacznie przepustowość łączy obsługujących sieć Web.

Jest to możliwe, ponieważ przełączniki webowe podejmują decyzję o tym, w jaki sposób przełączać pakiety z jednego portu do drugiego, poddając analizie nie tylko adresy IP, ale też odwołania URL. A odwołania te zawierają informacje o tym, który z zasobów sieci Web interesuje w danym momencie klienta. Odwołania te definiują jedynie rodzaj czy też treść zasobu, do którego chce uzyskać dostęp klient, nie określają one natomiast tego, w którym konkretnym (fizycznym) miejscu Weba taki zasób jest przechowywany.

Zamiast więc przeglądać adres IP towarzyszący odwołaniu URL, traktując go jako adres sieciowy, mamy tu do czynienia z wirtualnym adresem IP (VIP) przełącznika webowego, funkcjonującego wtedy na podobieństwo pamięci cache lub menedżera sterującego ruchem pakietów transmitowanych przez sieć Web.

Używane do tej pory serwery i inne urządzenia sieciowe, włączając w to przełączniki warstwy 4, zawiadują odbieranymi pakietami, biorąc pod uwagę takie parametry, jak: adres przeznaczenia IP, identyfikator protokołu (ID) i numer portu użytego do transmitowania pakietu. Tego rodzaju metody analizowania pakietów nie zdają egzaminu w sieci Web. Urządzenia operujące w warstwie 4 modelu OSI postrzegają aplikacje Web jako te, które wykorzystują port TCP oznaczony numerem 80 (typowy port TCP obsługujący protokół HTTP). Dlatego ruchu generowanego przez aplikacje Web nie można w ten sposób odróżnić od ruchu HTTP.

Numery portów odgrywają bardzo ważną rolę w komunikacji TCP/IP. Ponieważ na jednym komputerze może pracować jednocześnie kilka programów, to wykorzystujący ten sam interfejs sieciowy protokół TCP musi na bieżąco śledzić ruch pakietów i wiedzieć, które dane należą do jednego programu, a które do innych programów. Jest to realizowane w ten sposób, że każdemu połączeniu TCP protokół przypisuje określony numer portu. Każda sesja TCP zawiera numer portu przeznaczenia, umieszczony w nagłówku TCP. Kiedy router TCP odbiera kolejny segment danych TCP, to wie, do którego portu taki segment należy skierować, analizując zawartość nagłówka TCP (w którym znajduje numer portu). A oto standardowe numery portów używane w tych środowiskach: Telnet - port 23; SMTP - port 25; POP 3 - port 110.

Jeśli węzeł sieci zawiaduje pakietami stosując technologię przełączania warstwy 4, to żądania Common Gateway Interface nie dadzą się odróżnić od żądań generowanych przez aplikacje webowe SAP czy też przez aplikacje generujące strumienie pakietów zawierających dźwięk (pliki audio), chociaż każda z tych aplikacji ma zupełnie odmienne wymagania co do jakości usług świadczonych przez sieć - QoS (Quality of Service).

W odróżnieniu od tego przełączniki webowe zawiadują odbieranymi pakietami TCP czy też datagramami UDP (User Datagram Protocol) i kierują je do miejsc przeznaczenia (najczęściej do serwerów sieci Web), używając odwołań URL. Analizując zawartość pakietów HTTP, biorąc pod uwagę zarówno URL, jak i np. dane obsługujące usługę "cookie", przełącznik webowy wie, do jakiego rodzaju zasobów chce uzyskać dostęp klient. Dysponując taką wiedzą, przełącznik może kreować adekwatne do sytuacji zasady pracy (jakie usługi QoS należy udostępnić poszczególnym aplikacjom, które zasoby należy chronić, jakie mechanizmy bezpieczeństwa zastosować itp.) i w odpowiedni sposób zarządzać poszczególnymi strumieniami pakietów krążących w sieci Web.

Skalowalna i wieloprocesorowa architektura przełączników webowych powoduje, że obsługują one usługi "cookie" i mogą potwierdzać tożsamości użytkowników, ustalając reguły pracy w odniesieniu do każdej sesji łączności nawiązywanej między klientem i siecią Web. Gdy tylko taka reguła zostanie zdefiniowana, wszystkie kolejne pakiety wchodzące w skład określonego strumienia danych są błyskawicznie przesyłane z jednego portu do drugiego. Pakiety są transmitowane bardzo szybko, ponieważ są wtedy obsługiwane przez specjalizowane układy ASIC.

Zasada "określ przepływ strumienia pakietów raz, tak aby wszystkie następne przełączać" pozwala klasyfikować ruch pakietów na poziomie odwołań URL, przy jednoczesnym zagwarantowaniu takiej szybkości i współczynnika cena/wydajność, jakimi się mogą pochwalić standardowe przełączniki operujące w sieciach LAN.

Przełączniki webowe replikują też dynamicznie zasoby sieci Web, umieszczając je w pojemnych pamięciach podręcznych (caching) i zarządzając nimi w taki sposób, aby skrócić do minimum drogę dzielącą klienta od interesującego go zasobu (i to niezależnie od tego, jak duży ruch panuje w sieci Web).

Przełączniki webowe pozwalają tworzyć wirtualne witryny webowe, gdy kilka rozproszonych geograficznie zasobów jawi się użytkownikowi jako domena nosząca jedną nazwę. Użytkownik wprowadza odwołanie URL, a przełącznik określa, który serwer webowy (czy też cache) może w optymalny sposób obsłużyć takie żądanie. Najczęściej będzie to system umieszczony najbliżej klienta, ale jeśli lokalny serwer webowy ulegnie awarii lub jest przeciążony ponad miarę, to przełącznik webowy potrafi tak przeadresować żądanie HTTP, że zostanie wysłane do serwera pracującego nawet na drugim końcu świata, dostarczając klientowi jak najszybciej określony zasób.


TOP 200