Zaprogramować sieć

Dzięki programowalnym procesorom sieciowym na rynku pojawią się już wkrótce inteligentne urządzenia, które będzie można szybko modyfikować i przystosowywać do nowego środowiska pracy. Procesory sieciowe sprawią też, że producenci przełączników i innych węzłów sieci będą mogli znacznie skrócić cykl produkcji tego rodzaju sprzętu.

Dzięki programowalnym procesorom sieciowym na rynku pojawią się już wkrótce inteligentne urządzenia, które będzie można szybko modyfikować i przystosowywać do nowego środowiska pracy. Procesory sieciowe sprawią też, że producenci przełączników i innych węzłów sieci będą mogli znacznie skrócić cykl produkcji tego rodzaju sprzętu.

Oznacza to, że będziemy mieli do czynienia z inteligentnymi przełącznikami, z rozwiązaniami równoważącymi obciążenie poszczególnych elementów sieci lub urządzeń obsługujących sieć, z menedżerami zarządzającymi przepustowością łączy oraz z pojemnymi buforami świadczącymi swe usługi przełącznikom i routerom. Nie znaczy to oczywiście, że do tej pory producenci sprzętu sieciowego nie starali się projektować tego rodzaju urządzeń. Rzecz w tym, że nie dysponowali technologiami i podzespołami, które pozwalałyby wdrażać takie rozwiązania. Wygląda na to, że dzięki procesorom sieciowym będzie to teraz możliwe.

Procesory sieciowe rozwiążą wiele istotnych problemów, z którymi borykali się w ostatnich latach administratorzy sieciowi. Chodzi np. o zarządzanie ruchem pakietów w sieciach WAN i zwiększenie efektywności pracy tych witryn, które świadczą usługi handlu elektronicznego.

Procesory sieciowe mają wielką zaletę: możne je w dowolny sposób zaprogramować. Jest to niezwykle istotne, ponieważ urządzenia sieciowe oparte na takich procesorach można szybko i w łatwy sposób aktualizować. Zamiast kupować nowy sprzęt, wystarczy zmienić program realizowany przez procesor sieciowy.

Procesory sieciowe mogą przetwarzać dane obsługiwane przez protokoły sieciowe operujące w wielu warstwach modelu OSI (od 2 do 7), nie mówiąc już o tym, że pracują nieporównanie elastyczniej niż klasyczne układy scalone typu ASIC (Application Specific Integrated Circuit), które są obecnie podstawowym elementem większości urządzeń sieciowych.

Cała tajemnica niebywałej wprost elastyczności pracy procesorów sieciowych tkwi w ich konstrukcji. Procesory te pracują w podobny sposób jak układy CPU oparte na architekturze RISC (Reduced Instruction Set Computing - przetwarzanie danych oparte na ograniczonym zestawie instrukcji), dzisiaj często instalowane w komputerach PC. Można je w dowolny sposób zaprogramować, więc nowe procesory sieciowe (takie jak np. IXP-1200 firmy Intel) mogą obsługiwać całą gamę urządzeń (akceleratory webowe, urządzenia przejmujące zadania realizowane w obszarze Secure Sockets Layer czy urządzenia równoważące obciążenia poszczególnych segmentów sieci). Urządzenia takie będzie można modyfikować, tak aby pracowały jeszcze wydajniej i świadczyły swe usługi coraz bardziej wymagającym aplikacjom.

Zaprojektowanie (i wdrożenie do produkcji) tradycyjnego układu scalonego typu ASIC trwa przeciętnie ok. 18 miesięcy, a więc cykl produkcyjny tego rodzaju układów jest bardzo długi. Dlatego częstotliwość wprowadzania na rynek urządzeń sieciowych opartych na takich układach nie zadowala zarówno użytkowników, jak i producentów sprzętu sieciowego. W przypadku procesorów sieciowych użytkownicy mogą liczyć na to, że nie trzeba będzie czekać półtora roku na pojawienie się nowego modelu np. przełącznika, ale będą mogli modyfikować ten używany, instalując w jego pamięci kolejną wersję oprogramowania dostarczonego przez producenta. A programowanie procesorów sieciowych nie będzie wcale takim trudnym zadaniem. Można tu użyć znanego wszystkim kodu, takiego jak język C.

Administratorzy sieci będą się więc musieli przyzwyczaić do tego, że modyfikowanie systemu informatycznego nie będzie już polegać na zastępowaniu jednych urządzeń innymi, ale na instalowaniu w eksploatowanych dotychczas urządzeniach kolejnych wersji oprogramowania.

Zaprogramować sieć

Procesory sieciowe - technologie przyszłości

Zwiększy się też zapewne znaczenie tak ważnej cechy wybranego rozwiązania sieciowego jak kompatybilność. Być może doczekamy chwili, że wyboru urządzenia sieciowego będziemy dokonywać w podobny sposób, jak obecnie wybieramy komputer PC ogólnego przeznaczenia. Być może w przyszłości będziemy kupować urządzenie sieciowe ogólnego przeznaczenia. To, jakiego rodzaju funkcje będzie pełnić takie urządzenie, zależeć będzie tylko od tego, jakiego rodzaju oprogramowanie zainstalujemy w jego pamięci (czy też jaką kartę rozszerzenia dokupimy).

Producenci sprzętu sieciowego staną przed nowymi wyzwaniami. Do tej pory urządzenie sieciowe oparte na układzie (lub na układach) ASIC było przygotowane do realizowania konkretnego zadania, takiego jak odbieranie pakietów i przekazywanie ich dalej, do odpowiedniego portu (przełącznik). Konstrukcja takiego urządzenia i jego wewnętrzne połączenia nie pozwalają mu realizować innych zadań. Procesory sieciowe zmienią ten obraz. Urządzenie takie może na początku przełączać pakiety. Gdy tylko będzie taka potrzeba, administrator może je szybko przygotować (dzięki temu, że producent zainstalował w nim programowalny procesor sieciowy) do wykonywania innych, bardziej złożonych zadań. Urządzenie może na przykład zacząć pełnić funkcje zapory ogniowej czy wspomagać serwer webowy, tak przeciążony pakietami, że nie nadąża wysyłać stron WWW do przeglądarek. A wszystko dzięki temu, że producent urządzenia będzie miał w swojej ofercie oprogramowanie realizujące różnorodne, niejednokrotnie wysoce wyspecjalizowane zadania.

Sitera jest jedną z firm przygotowujących się do wprowadzenia na rynek procesorów sieciowych. Układy scalone tej firmy są obecnie testowane przez kilkanaście firm sieciowych, zamierzających zastosować je w swoich produktach. Znajdują się wśród nich zarówno firmy bardzo znane (np. Nortel Networks), jak i nowo powstałe (np. Quarry Technologies, mająca już w swoje ofercie przełącznik wyposażony w procesor sieciowy). Po zainstalowaniu w systemie informatycznym przełącznika Quarry Technologies (www.quarrytech.com), oznaczonego symbolem iQ8000, aplikacje mają zagwarantowany dostęp do określonych usług sieciowych (przy odpowiednim skonfigurowaniu iQ8000). Użytkownik takiej aplikacji może mieć pewność, że dane generowane przez szczególnie ważną aplikację dotrą do miejsca przeznaczenia w odpowiednim czasie.

Zaprogramować sieć

Architektura układu C-5 DCP

Producenci układów scalonych zainteresowani tą technologią mają jednak przed sobą jeszcze długą drogę. Chodzi tu przede wszystkim o dopracowanie określonych standardów, dzięki którym będzie można projektować urządzenia współpracujące ze sobą bez przeszkód (kwestia kompatybilności). Trwają już wstępne prace zmierzające do stworzenia platformy referencyjnej, która będzie określać podstawowe wymagania dotyczące architektury procesorów sieciowych. A standardami takimi zainteresowane są bardzo firmy przymierzające się do podjęcia produkcji czy też już produkujące takie układy scalone: C-Port (przejęta niedawno przez Motorolę), Sitera (przejęta przez firmę Vitesse Semiconductor), New Enterprise Associates i Intel. Szczególnie aktywna na tym polu jest Motorola. Architektura procesora C-5 DCP (Motorola) wygląda rzeczywiście imponująco (rys. 2).

Niektóre firmy wyraźnie wysunęły się do przodu. Na przykład Intel podjął już na dużą skalę produkcję procesora sieciowego IXP 1200 (wprowadzając go do swojej oferty w kwietniu 2000). Inne firmy ciągle zwlekają z produkcją, podsyłając producentom sprzętu sieciowego próbne egzemplarze swoich procesorów do testowania. Procesor sieciowy IXP 1200 (Internet eXchange Processor 1200) jest tak naprawdę dziełem firmy Level One Communication, przejętej przez Intel. Procesor ten (wyposażony w wydajny rdzeń StrongARM oraz sześć programowalnych mikromodułów RISC) jest oparty na architekturze Internet Exchange Architecture, którą Intel ma zamiar stosować w następnych układach scalonych tej linii, które już wkrótce wejdą do produkcji (wiadomo już, że przygotowywanych jest co najmniej 13 takich układów).

Jednak niezależnie od tego, czy będą istnieć jakieś oficjalne standardy czy też nie, rynek procesorów sieciowych będzie się przez najbliższych kilka lat gwałtownie rozrastać. Szacuje się, że obroty na tym rynku osiągną w 2004 r. 2,9 mld USD (w 1999 r. było to tylko 128 mln USD).

Procesory sieciowe (w porównaniu z układami ASIC)
ZaletyWady
Procesory sieciowe to układy programowalne; układy ASIC wykonują tylko określone zadania, zgodnie z zaprojektowanymi połączeniami i architekturąBrak standardów określających podstawowe cechy architektury procesora sieciowego
Zaprojektowanie i wdrożenie do produkcji układu ASIC trwa przeciętnie ok. 18 miesięcy; dzięki procesorom sieciowym producenci urządzeń sieciowych mogą znacznie skrócić cykl wprowadzania na rynek nowych urządzeń, które mogą być modyfikowane po odpowiednim zaprogramowaniu zainstalowanego w nich procesora sieciowegoPierwsze programowalne procesory sieciowe weszły na rynek zaledwie kilka miesięcy temu, dlatego podaż tego rodzaju układów scalonych jest jeszcze bardzo mała
W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200