COMPUTERWORLD
Specializovaný týdeník o výpočetní technice
o Internetu
(CW 15/96)

Která technologie je nejrychlejší ?

V roce 1980 spatřila světlo světa dominantní technologie přenosu dat v LAN sítích, Ethernet. Od té doby se v počítačové i síťové branži mnoho změnilo a výkon výpočetní techniky nebývale stoupl. Přesto pro lokální sítě je Ethernet stále nejpoužívanější technologií.

Rychlost Ethernetu, která je ve velmi ideálním případě 10 Mb/s, přestala dávno stačit, a tak se uživatelé i výrobci poohlížejí po novém řešení.

Mnoho výrobců a jejich různých sdružení se snaží prosadit své řešení rychlé lokální i vzdálené komunikace. Standardů vzniklo mnoho, a to i na základě stejných technologií. Ačkoli některé jsou na trhu k dispozici již poměrně dlouhou dobu, žádné z nich se nepodařilo dostat do pozice, ve které byl a vlastně stále ještě je Ethernet.

Přepínaný Ethernet

Tato upravená technologie Ethernetu je nejoblíbenější pro zrychlování provozu na síti. Nejvyšší rychlost (tj. 10 Mb/s) se sice nemění, ale díky nové technice se k ní reálná rychlost daleko více přibližuje.

Vlastní technologický základ zůstává stejný, pouze se mění způsob práce řídicích prvků sítě. Pomalé směrovače, které síťový provoz řídí jsou nahrazeny daleko rychlejšími přepínači. Velmi častá je kombinace přepínačů a směrovačů v závislosti na technické infrastruktuře sítě.

Obliba pramení především z levného přechodu od klasického (někdy také sdíleného) Ethernetu. Není totiž zapotřebí měnit všechen hardware, protože např. použité PC karty jsou stejné jako pro Ethernet. Vyměnit je zapotřebí směrovače za přepínače, které rychlý provoz zajistí. Největší náklady jsou především v návrhu nové síťové struktury. Právě správné navržení je velmi podstatné pro reálné zrychlení síťové komunikace.

ISOEthernet

Prvními aplikacemi, kterým přestal stačit sdílený Ethernet byla multimédia. Šířka pásma by sice obecně vyhovovala, ale problémem zůstalo, jak zajistit přenos informací, které musí být doručeny v přesném časovém sledu.

Jako řešení vznikl ISOEthernet, který ke klasickému Ethernetu přidává dalších 6 Mb/s. Toto dodatečné pásmo může být rozděleno na 96 64 kb/s kanálů nebo na tři 2 Mb/s kanály. Těmto kanálů může být vyhrazen určitý čas, který je potřeba pro přenos takových dat jako jsou video, zvuk a multimédia. V současné době se IsoEthernet příliš nepoužívá, protože nepřináší obecné zrychlení komunikace, pouze přidává dodatečné přenosové pásmo pro multimediální data. A podle mnoha síťových manažerů není hlavním problémem nemožnost přenášet např. video v reálném čase, ale celková ztuhlost jejich sítě. V takovém případě ISOEthernet nepomůže.

Jeho velkou výhodou je používání standardních protokolů pro ISDN pro dodatečné přenosové pásmo. Tak lze velmi bezbolestně použít ISDN jako levné WAN propojení.

Překážkou je nutnost výměny téměř všech síťových prvků, a to i síťových karet v desktopových systémech. Na směrovače ISOEthernetu lze sice připojit i staré ethernetové karty, ale bez výhod, které ISOEthernet přináší.

Možná budoucnost ISOEthernetu spočívá v kombinaci standardu 100Base-T pro 100Mb/s komunikace se specifikací ISO. Na této variantě se nyní pracuje a tak se v blízké budoucnosti setkáme s ISO100Base-T Ethernet specifikací.

FastEthernet

Tento termín označuje v podstatě stejnou technologii jako je klasický 10Mb/s Ethernet. FastEthernet používá dokonce velmi podobné komunikační techniky a specifikace jako pomalý Ethernet. Pracuje však na maximální rychlosti 100 MB/s. Vyráběné adaptéry a další zařízení pro FastEthernet mohou pracovat i na normálním Ethernetu o rychlosti 10 MB/s. To umožňuje snadnou výměnu ethernetovské sítě za FastEthernet. V současné době obliba FastEthernetu díky jeho kladným vlastnostem rychle stoupá. Protože vyráběné síťové prvky umožňují kombinaci 10/100 Mb/s Ethernetu, lze postupně obměňovat jednotlivé síťové segmenty podle momentální potřeby a finančních možností.

VG-AnyLAN

Tato technologie má stejné základy jako FastEthernet. Avšak jejím základním rysem je možnost definice priority pro jednotlivé pracovní stanice.

VG-AnyLAN pracuje také s rychlostí 100 MB/s. Dovoluje navíc přenášet po stejné síti datové rámce Ethernetu i Token Ringu, což je v některých případech smíšených sítí velmi výhodné.

Přepínaný Token Ring

Podobně jako u Ethernetu je možné zvýšit průchodnost sítě pomocí změny řídících prvků bez nutnosti měnit cokoliv na straně desktopu. Přepínaný Token Ring je však méně rozšířeným řešením, protože jeho implementace je dražší než u přepíného Internetu.

Protože TokenRing znamená obecně protokol, u něhož nepředpokládá velká budoucnost, investice do této technologie se vyplatí pouze v případě, že máte již stávající síť používající architekturu TokenRingu.

FDDI neboli Fast Token Ring

Speciální technologie pro Token Ring umožnuje díky novému způsobu předávání tokenu dosáhnout o mnoho větších přenosových rychlostí a průchodnosti. FDDI je v současné době jediná technologie pro páteřní sítě, kde je zajištěna dostatečná spolupráce mezi produkty různých výrobců. Její rozšíření je poměrně vysoké a používá se často jako protokol pro páteřní sítě.

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Technologie ATM patří mezi nejdiskutovanější a nejznámější technická řešení pro rychlé sítě. Díky sdružení jednotlivých vývojářů a výrobců, kteří ATM produkují v ATM Foru se poslední dobou jednotlivá řešení sjednocují a v budoucnosti bude možné kombinovat navzájem produkty různých výrobců. V současné době existuje několik rychlostních variant pro ATM sítě.

Specifikace 25 Mb/s ATM byla vytvořena jako levná varianta rychlé komunikace pro desktopové systémy. V této části trhu ATM poměrně stagnuje, zejména proto, že zatím jsou zařízení pro stolní ATM drahá.

Naproti tomu 155 Mb/s ATM se velmi dobře prosazuje jako standard páteřních sítí díky dotatečnému přenosovému pásmu a dalším výhodám, které ATM přináší. Současný strop rychlosti přenosu na ATM síti je 622 Mb/s, což je opravdu dostatečné i pro přenos HDTV, videa a multimediálních dat.

Frame Relay

Ačkoli tématem dneška je rozhodně ATM, technologie Frame Relay se prosadila na páteřní síťě už před delším časem a je v současné době dokonce používanější než ATM. Je založen na podobné technologii jako ATM a nejvyšší rychlost komunikace je také 155 Mb/s. Frame Relay se prosadila naprosto neočekávaně a je ve hvězdách, jak si bude tato specifikace vést po předpokládaném masovém nástupu ATM. Uskutečněná implementace přenosu hlasu po Frame Relay (FRAD) je hlavní předností této technologie při jejím porovnání s ATM. Navíc existuje, zejména v USA, velké množství veřejných sítí, které používají Frame Relay. Jejich použití pro WAN propojení je podstatně rychlejší než vytáčená linka a levnější než linka pronajatá.

Kterou technologii si vybrat?

Pokud budujete novou síť nebo jste již definitivně rozhodli, že ta stará je opravdu nevyhovující, pak stojíte před závažným problémem, kterou technologii si vybrat pro vybudování nové infrastruktury. Neexistuje samozřejmě jednoduchá rada, ale lze nastínit obecné předpoklady.

- Přepínaný Ethernet je ideální technologií především pro levný upgrade od klasického Ethernetu. Pokud je síť dobře navržena, může stačit jako koncové připojení stolních systémů.

- ATM nebo podobný standard pro velmi rychlou komunikaci je nutný pro páteřní sítě. Zdá se, že ATM se konečně prosadí a cena jeho implementace se dostane na příjemnou úroveň.

Co je to přepínání ?

O přepínačích a technologii přepínání slyšíte na každém kroku, ale co to vlastně je ? Jako hlavní řídicí prvek pro klasický Ethernet se používá tzv. směrovače, což je zařízení nebo software, který určuje, jak bude datová komunikace probíhat. Na tento směrovač jsou připojeny počítače určitého segmentu a směrovač je propojen s dalšími síťovými prvky, aby byla možná komunikace mezi jednotlivými segmenty. Pokud na směrovač přijde datový paket, tak podle toho, kam má dojít, rozhodne směrovač o tom do kterého segmentu (neboli na jaký další směrovač) bude odeslán. Pro toto rozhodování se používá poměrně složité logiky, takže dochází k znatelnému zpoždění, které se dá řádově měřit v milisekundách.

Aby se zamezilo těmto prodlevám, nahrazují se směrovače přepínači. Tyto přepínače mají na starosti většinou daleko menší segment sítě než směrovače a jsou vzájemně propojeny. Pokud na vstup přepínače přijde datový paket, tak je velmi rychle "přepnut" na odpovídající výstup podle toho, kam je nasměrován.

Díky větší segmentaci probíhá často komunikace v rámci jednoho nebo dvou přepínačů a neovlivňuje zbytek sítě. Tak lze i při stejné maximální přenosové rychlosti dosáhnout podstatně větší reálné propustnosti sítě.

Menší segmenty propojené navzájem jednotlivými přepínači mají nadřazený směrovač, který zajišťuje komunikaci do dalších segmentů nebo do dalších sítí. Tento směrovač je však mnohem méně zatěžován, protože k němu se dostanou pouze odpovídající pakety, které jsou určené do jiného segmentu nebo sítě. Výhodou přepínačů není pouze jejich vysoká rychlost, ale jsou také podstatně levnější než směrovače a navíc umožňují vytváření virtuálních sítí.

VLAN neboli virtuální síť

Virtuální síť je logicky vytvořená skupina počítačů, které mohou mezi sebou komunikovat bez ohledu na to, na jaký přepínač jsou připojeny. Jednotlivé virtuální sítě se navzájem "nevidí", což umožňuje velmi vysokou bezpečnost komunikace na takto vytvořených sítích. Navíc zde zase může narůst rychlost komunikace, protože se navzájem "nepletou" data z jednotlivých virtuálních sítí.

Rychlé směrovače nebo inteligentní přepínače?

V současné době se objevují další plody neúnavné práce síťových firem. Jsou to různě koncipované kombinace přepínačů a směrovačů, které jsou schopné pracovat velmi rychle a přitom spravovat rozsáhlé síťové oblasti.

Budoucnost bude patřit zřejmě kombinaci přepínačů a rychlých směrovačů, které budou moci uspokojit i rychlostní nároky ATM nebo Frame Relay.

V mnoha případech je nejvýhodnější kombinace několika technologií, kdy lze dosáhnout především přijatelných finančních nákladů. Proto pokud vybavujete celou společnost od základů, budete postupovat jiným směrem než při přechodu od Ethernetu nebo TokenRingu.

Prvotním úkolem při návrhu nové síťové struktury je získání představy o povaze dat, která se budou po různých síťových segmentech přenášet. Zdaleka totiž není pravda, že 10 Mb/s pro jednoho uživatele je málo. Při této rychlosti je totiž bez problémů možné přenášet video a multimediální data v reálném čase. Na stávajících sítích je sice maximální rychlost 10 Mb/s dosažena, ale v reálném provozu se sotva na tuto hodnotu dostanete. V mnoha síťových instalacích stačí posílit páteřní struktury a desktopové systémy mohou zůstat nedotčeny. Zejména přechod od klasického směrovaní k přepínaní a virtuálním sítím přináší dostatečnou přenosovou kapacitu bez velkých nákladů.


| CW o Internetu | COMPUTERWORLD | IDG CZ homepage |