Гигабитный и 100-гигабитный Ethernet

Согласно наблюдениям Группы 802.3ba, требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями, что определяет необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet - 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE). В настоящее время серверы, высокопроизводительные вычислительные кластеры, лезвийные системы, SAN и NAS используют технологии 1GbE и 10GbE, при этом в 2007 и 2008 гг. был отмечен значительный рост последней.

По состоянию на начало 2010 года, стандарты всё еще остаются в статусе черновых (англ. draft)

Перспективы

О Terabit Ethernet (так упрощенно называют технологию Ethernet со скоростью передачи 1 Тб/с) стало известно в 2008 году из заявления создателя Ethernet Боба Меткалфа на конференции OFC^[2] который предположил, что технология будет разработана к 2015 году, правда, не выразив при этом какой-либо уверенности, ведь для этого придется решить немало проблем. Однако, по его мнению, ключевой технологией, которая может обслужить дальнейший рост трафика, станет одна из разработанных в предыдущем десятилетии – DWDM.

Вопрос 5)Протоколы SNMP и QoS;

Протоколы SNMP и QoS.

SNMP- это протокол управления.

Так как же решаются проблемы управления в Интернет? Отчасти на этот вопрос уже дан ответ - сеть сохраняет работоспособность за счет жесткой протокольной регламентации. "Запас прочности" заложен в самих протоколах. Функции диагностики возложены, как было сказано выше, на протокол ICMP. Учитывая важность функции управления, для этих целей создано два протокола SNMP (Simple Network Management Protocol, RFC-1157, -1215, -1187, -1089, std-15 разработан в 1988 году) и CMOT (Common Management Information services and protocol over TCP/IP, RFC-1095, в последнее время применение этого протокола ограничено). Обычно управляющая прикладная программа воздействует на сеть по цепочке SNMP-UDP-IP-Ethernet. Наиболее важным объектом управления обычно является внешний порт сети (gateway) или маршрутизатор сети. Каждому управляемому объекту присваивается уникальный идентификатор.

Протокол SNMP работает на базе транспортных возможностей UDP (возможны реализации и на основе ТСР) и предназначен для использования сетевыми управляющими станциями. Он позволяет управляющим станциям собирать информацию о положении в сети Интернет. Протокол определяет формат данных, а их обработка и интерпретация остаются на усмотрение управляющих станций или менеджера сети. SNMP-сообщения не имеют фиксированного формата и фиксированных полей. При своей работе SNMP использует управляющую базу данных (MIB - management information base, RFC-1213, -1212, std-17). Алгоритмы управления в Интернет обычно описывают в нотации ASN.1 (Abstract Syntax Notation). Все объекты в Интернет разделены на 10 групп и описаны в MIB: система, интерфейсы, обмены, трансляция адресов, IP, ICMP, TCP, UDP, EGP, SNMP. В группу "система" входит название и версия оборудования, операционной системы, сетевого программного обеспечения и пр.. В группу "интерфейсы" входит число поддерживаемых интерфейсов, тип интерфейса, работающего под IP (Ethernet, LAPB etc.), размер дейтограмм, скорость обмена, адрес интерфейса. IP-группа включает в себя время жизни дейтограмм, информация о фрагментации, маски субсетей и т.д. В TCP-группу входит алгоритм повторной пересылки, максимальное число повторных пересылок и пр.. Ниже приведена таблица (4.4.13.1) команд (pdu - protocol data unit) SNMP:

Рис. 4.4.13.1 Схема запросов/откликов SNMP

GET-request- Получить значение указанной переменной или информацию о состоянии сетевого элемента;

GET_next_request- Получить значение переменной, не зная точного ее имени (следующий логический идентификатор на дереве MIB);

SET-request- Присвоить переменной соответствующее значение. Используется для описания действия, которое должно быть выполнено;

GET response- Отклик на GET-request, GET_next_request и SET-request. Содержит также информацию о состоянии (коды ошибок и другие данные);

TRAP- Отклик сетевого объекта на событие или на изменение состояния.

GetBulkRequest- Запрос пересылки больших объемов данных, например, таблиц.

InformRequest- Менеджер обращает внимание партнера на определенную информацию в MIB.

SNMPv3-Trap- Отклик на событие (расширение по отношению v1 и v2).

Report- Отчет (функция пока не задана).

Рис. 4.4.13.2 Формат SNMP-сообщений, вкладываемых в UDP-дейтограммы

 

QoS (англ. Quality of Service — качество обслуживания) — этим термином в области компьютерных сетей называют вероятность того, что сеть связи соответствует заданному соглашению о трафике или же, в ряде случаев, неформальное обозначение вероятности прохождения пакета между двумя точками сети.Для большинства случаев качество связи определяется четырьмя параметрами:

 Полоса пропускания (Bandwidth), описывает номинальную пропускную способность среды передачи информации, определяет ширину канала. Измеряется в bit/s (bps), kbit/s (kbps), Mbit/s (Mbps).

 Задержка при передаче пакета (Delay), измеряется в миллисекундах.

 Колебания (дрожание) задержки при передаче пакетов — джиттер (Jitter).

 Потеря пакетов (Packet loss). Определяет количество пакетов, потерянных в сети во время передачи.

Для простоты понимания, канал связи можно представить в виде условной трубы, а пропускную способность описать как функцию двух параметров: диаметра трубы и её длины.

Когда передача данных сталкивается с проблемой «бутылочного горлышка» для приёма и отправки пакетов на роутерах то обычно используется метод FIFO: первый пришел — первый ушёл (First In — First Out). При интенсивном трафике это создаёт заторы, которые разрешаются крайне простым образом: все пакеты не вошедшие в буфер очереди FIFO (на вход или на выход) игнорируются роутером, и соответственно теряются безвозвратно. Более разумный метод — использовать «умную» очередь, в которой приоритет у пакетов зависит от типа сервиса — ToS. Необходимое условие: пакеты должны уже нести метку типа сервиса для создания «умной» очереди. Обычные пользователи чаще всего сталкиваются с термином QoS в домашних роутерах с поддержкой QoS. Например весьма логично дать высокий приоритет VoIP пакетам и низкий — пакетам FTP, SMTP и клиента файлообменной сети.

Модели QoS

 Негарантированная доставка — Best Effort Service

Наличие марки ToS Best Effort Service не является механизмом тонкого регулирования, и является признаком простого увеличения пропускной способности без какого-либо выделения отдельных классов трафика и регулирования.

 Интегрированный Сервис — Integrated Service (IntServ)

Согласно RFC 1633 модель интегрированного обслуживания обеспечивает сквозное (End-to-End) качество обслуживания, гарантируя необходимую пропускную способность. IntServ использует для своих целей протокол сигнализации RSVP, который обеспечивает выполнение требований ко всем промежуточным узлам. В отношении IntServ часто используется термин — резервирование ресурсов (Resource reservation).

 Дифференцированное обслуживание — Differentiated Service (DiffServ)

Описана в RFC 2474 и RFC 2475. Обеспечивает QoS на основе распределения ресурсов в ядре сети и определенных классификаторов и ограничений на границе сети, комбинируемых с целью предоставления требуемых услуг. В этой модели вводится разделение трафика по классам, для каждого из которых определяется свой уровень QoS. DiffServ состоит из управления формированием трафика (классификация пакетов, маркировка, управление интенсивностью) и управления политикой (распределение ресурсов, политика отбрасывания пакетов). DiffServ является наиболее подходящим примером «умного» управления приоритетом трафика.

Приложения, требующие QoS

Определённое качество обслуживания может потребоваться для ряда сетевых приложений, в частности:

потоковые мультимедиа-приложения требуют гарантированную пропускную способность канала

VoIP и видеоконференция требуют небольших значений джиттера и задержки

ряд приложений, например как удалённая хирургия, требуют гарантированный уровень надёжности