26138-1 (Проектирование локально-вычислительной сети), страница 5

Чувствительный к задержкам трафик

Рис.2.1.4 Классы обслуживания внутри виртуальных сетей.

Точная интерпретация потребностей каждого класса трафика, помеченного значением приоритета и, возможно, номером виртуальной сети, оставляется, как и в случае дифференцированных сервисов IP, на усмотрение администратора сети. В общем случае предполагается наличие в коммутаторе правил политики, в соответствии с которыми выполняется обслуживание каждого класса трафика, то есть наличия профиля трафика.

Производители коммутаторов обычно встраивают в свои устройства более широкие способы классификация трафика, чем те, которые предусмотрены в стандарте 802.1 p/Q. Классы трафика могут отличаться МАС-адресами, физическими портами, метками 802.1 p/Q, а в коммутаторах третьего и четвертого уровней - IP-адресами и хорошо известными номерами портов TCP/UDP.

Как только пакет поступает в коммутатор, значения его полей сравниваются с признаками, содержащимися в правилах, которые назначены для групп трафика, а затем помещаются в соответствующую очередь. Правила, связанные с каждой очередью, могут гарантировать пакетам определенное количество пропускной способности и приоритет, влияющий на величину задержки пакетов. Классификация трафика коммутатором и встраивание информации о требуемом качестве обслуживания в пакеты позволяет администраторам устанавливать политику QoS во всей корпоративной сети. Существуют следующие способы классификации трафика:

• На основе портов. При назначении приоритетов индивидуальным входным портам для распространения информации о требуемом качестве обслуживания по всей коммутируемой сети используются метки приоритетов стандарта 802.1 p/Q.

• На основе меток VLAN. Это достаточно простой и весьма обобщенный способ поддержания QoS. Назначая профиль QoS виртуальным локальным сетям, можно достаточно просто управлять потоками при их объединении в магистральной линии.

• На основании номеров сетей. Виртуальные сети, основанные на протоколах, могут использовать привязку профилей QoS к определенным подсетям IP, IPX и Apple Talk. Это позволяет легко отделить определенную группу пользователей и обеспечить их нужным качеством обслуживания.

• По приложениям (порты ТСР/UDP). Позволяет выделить классы приложений, которым затем предоставляется дифференцированное обслуживание независимо от адресов конечных узлов и пользователей.

Необходимым условием поддержки качества обслуживания на основе номеров сетей является возможность просмотра пакетов на третьем уровне, а дифференциация по приложениям требует просмотра пакетов на четвертом уровне.

Рис.2.1.5 Обслуживание различных классов трафика.

После разделения трафика на классы коммутаторы могут обеспечивать каждому классу гарантированный минимум и максимум пропускной способности, а также приоритет, определяющий обработку очереди при наличии свободной пропускной способности коммутатора. На рисунке показан пример обслуживания четырех классов трафика. Каждому из них отведен определенный минимум пропускной способности, а высокоприоритетному трафику также и максимум, чтобы этот класс трафика не мог полностью подавить менее приоритетные.

2.1.5 Агрегирование каналов (Транкинг).

В отличие от механизмов резервирования каналов связи и портов устройств, подобных алгоритму Spanning Tree, поддерживающих в активном состоянии только один канал из нескольких возможных, механизмы агрегирования каналов используют несколько активных параллельных каналов одновременно. Это позволяет повысить как пропускную способность, так и надежность каналов связи.

Пока еще нет стандартного протокола агрегирования каналов, хотя фирменные версии образования общего логического канала из нескольких физических связей существуют давно. Каждый производитель коммутаторов тем или иным способом реализует технику агрегирования физических каналов в один логический канал. Чаще всего это делается для магистральных портов коммутатора (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).

Простейшая схема агрегирования каналов применяется к нескольким физическим связям “ точка- точка ”, на которых работает один и тот же протокол и которое объединяют два сетевых устройства. Агрегированный канал называют так же транком (trunk)

Trunk- устройство или канал, соединяющее две точки, каждая из которых является коммутационным центром или точкой распределения. Обычно транк работает с несколькими каналами одновременно.

Сегодня техника агрегирования используется чаще всего для каналов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Это необходимо для повышения производительности магистральных связей до величин в 2-3, а иногда и 8 Гбит/с.

Транк рассматривается протоколами верхних уровней, в том числе и протоколом Spanning Tree, как один канал. В агрегированном канале трафик распределяется по физическим каналам для баланса их нагрузки. При обрыве одного из физических каналов трафик, который по нему передавался, быстро перенаправляется в один из работоспособных каналов.

Агрегированные соединения используются не только для объединения коммутаторов, но и для повышения скорости сетевой работы серверов.

Несколько сетевых адаптеров в этом случае имеют общий сетевой адрес ( IP или IPX ), в отличие от стандартной схемы работы мультиадаптерного компьютера. Для такой организации связей необходимо специальное программное обеспечение для драйверов сетевых адаптеров, которое обычно поставляется производителем коммутатора. Баланс нагрузки и переход на другую физическую связь происходит при агрегировании связей от сетевых адаптеров эффективней и быстрее, чем при назначении каждому сетевому адаптеру отдельного сетевого адреса.

В проекте стандарта IEEE 802.3ad агрегированный канал рассматривается как объединение физических полнодуплексных связей “ точка-точка ” одной скорости протокола семейства Ethernet.

Для повышения надежности агрегированного канала стараются использовать связи, идущие к разным модулям или устройствам, чтобы при выходе из строя одного модуля или устройства часть физических связей транка сохранила свою работоспособность

Максимальное количество физических каналов, объединяемых в транк, меняется от производителя к производителю.

Обычно оно колеблется от 2 до 8.

Данный дипломный проект учитывает такие требования конкурсного задания, как повышение пропускной способности, сокращение времени реакции сети, IP- оптимизация, консолидация серверов, отказоустойчивость связей, поддержка VLAN, управляемость сети.

Решение основано на использовании :

• Магистрали Fast Ethernet;

• Коммутации 3 уровня с чрезвычайно низкими задержками;

• Коммутации 3 уровня в сочетании с QoS;

• Коммутации 3 уровня с поддержкой транкинга;

• Управления с помощью Optivity и применением политики;

• Поддержки VLAN на основе стандарта 802.1 Q, а также приоритетов избыточности и безопасности.

В сегодняшних сетях трафик интрасетей и трафик типа "узел-узел" влияют на критически важные для предприятия приложения, Предоставление большей пропускной способности является только частичным решением. Не менее важным вопросом становится поддержка приоритетности трафика, безопасность и отказоустойчивость. Другими словами, создание "интеллектуальной" сети.

Проект предусматривает:

• размещение коммутаторов BayStack 350 в каждом кроссовом шкафу;

• подключение каждого настольного компьютера к коммутируемому порту Ethernet 10/100;

• использование на магистрали протокола Fast Ethernet;

• соединение каждого этажа с магистралью каналом 400 Мбит/с (4 полнодуплексных соединения 100Base-TX);

• размещение на каждом этаже коммутатора 2 уровня;

• использование на магистрали коммутаторов 3 уровня;

• применение транкинга 802.1 Q и 802.1 р на каждом восходящем соединении этажа.

Отказоустойчивость обеспечивается специальной конструкцией стековых устройств, избыточными источниками питания и коммутационными центрами, транкингом связей на распределенных соединениях Fast Ethernet, маршрутизацией на магистрали и протоколом перехода на избыточный маршрутизатор Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP). Безопасность и приоритезация используют поддерживающие политику устройства и глубокую фильтрацию пакетов.

В здании, в кроссовых шкафах установлены стеки BayStack 350, связанные транковыми соединениями.

Альтернативное подключение восходящих связей дает дополнительную отказоустойчивость.

На восходящих соединениях этажей, идущих от коммутаторов BayStack 350, применяются методы транкинга, маркировки VLAN по стандарту 802.1 Q, приоритезация 802.1 р.

BayStack 350- это высокопроизводительный коммутатор, который сочетает корпоративную функциональность с доступностью устройства для рабочей группы. Это устройство позволяет начать с минимальной конфигурации и расширять ее в больших пределаx. Стек может включать до 8 устройств BayStack 350, поддерживая до 224 портов. Стек управляется как одно устройство.

Управление коммутатором осуществляется с помощью системы Optivity. Виртуальные локальные сети VLAN строятся на основе портов или протокола. Коммутатор поддерживает IP-Multicast.

Отказоустойчивая стековая конструкция позволяет коммутатору BayStack 350 обеспечивать надежность коммутаторов на основе шасси. Стековая отказоустойчивость исключает любой уязвимый элемент, ведущий к отказу всего стека. Стек поддерживает замену модулей на ходу. Избыточные многоканальные транки (Redundant MiltiLink Trunking) позволяют каждому порту транковой группы соединяться с различными устройствами BayStack 350 в кроссовом шкафу. Протокол VRRP позволяет иметь в сети резервный маршрутизатор и очень быстро осуществлять переход с основного маршрутизатора на резервный.

MiltiLink Trunking позволяет объеденить 2-4 порта в один логический высокоскоростной канал.