Архивы: по дате | по разделам | по авторам

О пользе простых решений

Архив
автор : Сергей Нестерович   09.05.2000

Технологии Ethernet уже четверть века, а развитие ее продолжается, и конца-края этому не видно. Экспансия идет по всем направлениям: увеличивается скорость, осваиваются новые среды передачи информации, добавляются новые функциональные возможности и протоколы. Не все варианты реализации оказались востребованными, даже если имели мощную поддержку со стороны производителей. Достаточно вспомнить о печальной судьбе IEEE 802.9a (изохронный Ethernet) и IEEE 802.12 (100VG-AnyLAN) - самых известных неудачных попытках модернизации стандарта Ethernet. Начиная с некоторого момента конкуренция шла скорее между новыми усовершенствованиями и разновидностями Ethernet-сетей, прочие стандарты локальных сетей (Arcnet, TokenRing, FDDI) постепенно вышли из употребления.


Расширяется и сфера применения Ethernet. Если раньше он ограничивался локальными сетями внутри здания, то теперь вырос до магистральных сетей масштаба мегаполиса и начинает претендовать на роль интерфейса подключения периферийных устройств, конкурирующего с IEEE-1394 и USB 2.0.

Более того, оказалось, что используемый в Ethernet формат кадра может претендовать на роль стандартного формата кадра второго уровня сетевой модели OSI/ISO, так как его начали использовать в своих решениях производители самого разного сетевого оборудования (модемы для выделенных линий "Гранч", "Зелакс", всевозможное оборудование RadioEthernet). Почему это происходит? Да по очевидной причине: выдумывать свой формат не выгодно, а Ethernet'овский пакет (вместо часто использовавшихся разновидностей HDLC или PPP) дает возможность безболезненной интеграции с локальными сетями [1]. В самом деле, если мы посмотрим на типичную схему сопряжения удаленных локальных сетей - с установкой пограничных маршрутизаторов в каждой из сетей и соединением между ними, - то обнаружим, что в ней происходит "проброс" пакетов протокола третьего уровня различными типами пакетов второго уровня. Если можно уйти от этого ненужного преобразования, почему бы этим не воспользоваться? Тем более что теперешний Ethernet обладает набором средств для обеспечения потребностей любых сетевых приложений более высокого уровня, в том числе поддержкой виртуальных частных сетей (VPN) и качества обслуживания (QoS).

Хотя и эти возможности в некотором смысле избыточны: поверх Ethernet может быть пущен TCP/IP, позволяющий обеспечивать сервисы VPN и QoS без привязки к протоколам канального уровня. Тут уместно вспомнить о набирающей сейчас популярность среди идеологов и практиков сетестроения концепции "широкой неинтеллектуальной трубы" как альтернативе интеллектуально перегруженной концепции сети ATM. Вместо того чтобы выносить на канальный уровень все тонкости управления, "труба" просто выделяет каждому приложению такую полосу пропускания, которая тому необходима.

Ethernet - идеальная кандидатура на роль такой "трубы" по очень простой причине: это самая массовая и отработанная сетевая технология, имеющая вдобавок наилучшее соотношение цена/пропускная способность.

Что же ограничивает применение Ethernet как основной сетевой технологии на рынке SOHO и домашних сетей?

Сравнивая различные технические решения, неизбежно утыкаешься в два фактора - объективный, определяемый существующими кабельными сетями [2] и желанием их владельцев выйти на рынок Интернет-услуг, и субъективный, связанный с желанием индустрии не просто расширить уже имеющийся рынок сетевого оборудования, а создавать радикально новые рынки, снимая все сливки и сметану и заставляя самых нетерпеливых покупателей платить по полной программе.

Ethernet в квартире

Некоторые читатели уже столкнулись с проблемой объединения домашних компьютеров. Решение, как правило, тривиально: пятидесятиомный коаксиальный кабель и Ethernet-адаптеры по числу компьютеров. Стоимость - 7-20 долларов на машину в зависимости от длины кабеля, породистости сетевых карт и прочих факторов. Правда, у такого решения имеются и недостатки: повреждение кабеля или даже плохой контакт в одной-единственной точке выводит из строя всю сеть, а питание компьютеров от разных фаз может привести и вовсе к печальным последствиям...

Продвинутые пользователи используют витую пару и ставят между компьютерами хаб. Стоимость пятипортового хаба - долларов тридцать, остальные накладные расходы - примерно тех же масштабов.

Альтернативы, предлагаемые западной индустрией, делятся на два класса: беспроводные решения и использование уже проложенной силовой и телефонной проводки. Первые либо стоят существенно дороже, либо еще не доведены до ума, либо и то и другое вместе. Кстати, и здесь, казалось бы, существует относительно широко распространенная технология Radio Ethernet 802.11, однако же производителям сетевого оборудования понадобилось породить еще два конкурирующих решения - Bluetooth и HomeRF, якобы специально нацеленных на рынок SOHO.

C силовой и телефонной проводкой дело обстоит еще более странно: на рынке имеется целый спектр несовместимых между собой предложений - с типичной стоимостью адаптера около ста долларов и скоростью передачи информации до 10 Мбит/c. [3] Оправданием появления этих продуктов является соображение, что электрические и телефонные провода-розетки в любой квартире уже есть, а для Ethernet - провода надо протягивать, розетки устанавливать. Разговор, если честно, находится на уровне бреда: мало того что стоимость прокладки новой витой пары по дому все равно меньше, чем разница в стоимости между дешевым Ethernet-адаптером и какой-либо из карт, построенных по альтернативной технологии, так еще и надежность такого подключения (особенно по электрической проводке) весьма сомнительна. Меня никто не убедит, что даже на Западе электрическая сеть всегда прокладывается и работает по стандарту. Элементарное наблюдение: бизнес производителей источников бесперебойного питания - процветает. Попытки же стандартизации таких сетей будут ограничиваться существенно разными характеристиками электрических и телефонных сетей, к тому же отличающимися в разных странах радикально.

Вывод прост. Время устройств радиодоступа ценой 20-30 долларов за адаптер вряд ли придет раньше 2002 года. Западные разработки, нацеленные на потребительский рынок, скорее всего применения у нас не найдут. Магистральная дорога для российских потребителей - обыкновенный (для продвинутых - 100-мегабитный) Ethernet на витой паре.

Ethernet как технология сети масштаба дома/квартала/района

Все бы хорошо, но локальной сетью внутри квартиры (офиса) проблема не исчерпывается. Встает вопрос о подключении оной квартиры (офиса) к Интернету. Путей - масса. Тут и кабельное телевидение, и xDSL, и ISDN, и целый спектр беспроводных решений, вплоть до спутниковых тарелок. Однако при ближайшем рассмотрении и наш герой - Ethernet - оказывается вполне конкурентоспособен и привлекателен. Козырь все тот же: соотношение цена/пропускная способность. Дополнительным плюсом является относительная несложность прокладки и настройки. Чтобы не переливать из пустого в порожнее, приведу таблицу сравнительных характеристик различных проводных технологий последней мили.

Пикантной особенностью этого расклада является то, что адаптеры кабельного телевидения и ADSL зачастую выполняются в виде отдельных устройств с интерфейсом Ethernet. То есть подключение компьютера так или иначе требует наличия Ethernet-карты. Более того, поскольку эти самые отдельные устройства дороговаты, а тянуть до каждого из абонентов телевизионный кабель может оказаться довольно муторно [4], хитрые производители оборудования начали выпускать кабельные (и ADSL-) модемы с возможностью подключения нескольких Ethernet-пользователей. Полная идиллия...

Сказав "а" и "б", логично подумать и о произнесении прочих букв алфавита. Если конечному пользователю с чердака или из подвала все равно тянется витая пара и подключается Ethernet, то почему бы и магистраль не проложить? Ограничения по длине не играют серьезной роли: на мультимодовом оптоволокне обеспечивается 2 км, на синглмодовом - многие километры в зависимости от адаптера, но более чем достаточно, чтобы проложить магистральку через весь район. Что и делается весьма успешно как в Москве, так и в прочих городах нашего славного Отечества.

Модем v.90+ISDNxDSLКТВEthernet
Пропускная способность (к абоненту, от абонента)56 кбит/с, 45 кбит/c128 кбит/с, 128 кбит/c1,5-7 Мбит/c, сотни кбит/cДо 54 Мбит/c [*], сотни кбит/c10/100 Мбит/c, 10/100 Мбит/c
Стоимость прокладки кабельной сетиПрокладка не требуется. Достаточно имеющейся телефоннойПрокладка не требуется. Достаточно имеющейся телефоннойПрокладка не требуется. Достаточно имеющейся телефоннойВысокая. Необходимо точное проектирование и модернизация имеющейся проводкиНизкая. Проектирование сводится к выбору точек установки концентраторов и коммутаторов
Стоимость оконечного оборудования, $Несколько десятков200-400150-600300-800Несколько десятков




* (обратно к тексту) - Делятся между всеми абонентами, подключенными к одному сегменту.



Впрочем, для небольших районов вполне актуальна и прокладка магистрали старой доброй витой парой категории 5. [5]

Кладутся такие сети сильно по-разному. Все зависит от конкретной ситуации: политики и финансового положения владельцев сети, характера застройки, отношений с местными властями и пр. Основные подходы - тотальное подключение (в каждую квартиру - Ethernet-розетка) и "за все заплатит конечный пользователь" (прокладка производится только под заказ).

Ясно, что единожды, раз и навсегда, проложенная проводка существенно дешевле в обслуживании, да и докладки проводов каждый раз, как кто-то захочет подключиться, не требует. А ведь эта самая докладка может стать серьезнейшей проблемой.

Вообще, тема взаимодействия сетевиков с окружающим социумом интересна и нетривиальна. На какие только хитрые трюки и уловки не идут лица, обслуживающие сеть, чтобы предохранить свое оборудование и кабели от вандализма и краж... В одной из таких локалок мне довелось наблюдать бетонные "укрытия" размером с хорошую тумбочку, внутрь которых, за толстенной железной дверцей, запертой на кондовый гаражный замок, помещался хаб. Злые аборигены расковыряли цемент, защищавший витую пару на коротком участке между укрытием и стеной, и запалили провод...

В любом случае можно с уверенностью считать, что внедрение Ethernet в качестве базовой технологии для построения таких вот районных, микрорайонных и домовых сетей в России уже состоялось. Любой непредубежденный эксперт, думаю, согласится, что частных лиц, подключенных к Интернету через ту или иную разновидность Ethernet-cети, существенно больше, нежели абонентов, подключенных по всем остальным (не считая модемов) технологиям.

Ethernet на магистралях

В Москве уже несколько лет функционирует высокоскоростная оптическая сеть, построенная на основе FastEthernet и покрывающая большую часть города. Это - сеть компании "Телеком-Центр", проект, достойный упоминания и всяческой похвалы за технологическую эффективность на фоне поголовного российского увлечения SDH и ATM. Так что совсем не удивляют появившиеся в последнее время сообщения, что и на Западе целый ряд операторов склоняется к переходу на Ethernet при построении своих магистральных сетей. Склоняются, правда, к его гигабитным разновидностям [6], но ведь время-то идет... а характеристики новых продуктов более чем впечатляют.

Так, например, магистральные коммутаторы от Nbase-Xyplex обеспечивают работу по одномодовому кабелю ни много ни мало на 110 километров [7]. Это уже, скорее, масштаб российской области или маленькой европейской страны. Очевидно, что при полностью дуплексной передаче (а на оптическом кабеле это происходит в обязательном порядке) не составляет труда выделить достаточную полосу пропускания для многих потоков голосового трафика, пакетированного, например, в IP. А это значит... значит, что грядет новая схватка между технологиями - и будет решаться вопрос не о том, нужно ли строить интеллектуальную сеть или "широкую трубу", а о том, какая из технологий лучше обеспечит функционирование этой самой "трубы".

Что это, новый, неожиданный и блестящий поворот старой-старой истории, начавшейся в 1975 году в центре Xerox PARC, или случайный зигзаг магистрального развития? Ответ мы узнаем через несколько лет, а пока остается констатировать, что уникальное по простоте и эффективности решение, найденное Дэвидом Боггсом и Бобом Меткалфом, продемонстрировало невероятную приспособляемость и живучесть, оставив позади многих сложных и функционально богатых конкурентов. Поневоле задумаешься о пользе простых решений...



1 (обратно к тексту) - Более 90% которых используют Ethernet.

2 (обратно к тексту) - Телефонная, кабельное телевидение, электрическая сеть.

3 (обратно к тексту) - Кстати, на канальном уровне их производители частенько используют тот же самый стандартный формат Ethernet-пакета.

4 (обратно к тексту) - Ибо любое расширение сети кабельного телевидения требует не просто "протянуть кабель", но подстройки его характеристик путем манипуляций со всякого рода усилителями, фильтрами и прочими активными и пассивными элементами.

5 (обратно к тексту) - Правда, при воздушной проводке придется подумать о грозозащите - например, ProtectNet от APC, стоимостью около 40 долларов на линию, а после этого - всерьез задуматься об оптоволокне. - Г.Б.

6 (обратно к тексту) - См., например, www.totaltele.com/newcarrier/news6.asp. Арендная плата за 100-мегабитный линк с VPN, телефонией и Internet - на уровне 5 тыс. долларов в месяц. Даешь постоянный мегабит/с за 60-70 долларов? - Г.Б.

7 (обратно к тексту) - Корпорации Ciena и Siemens на опыте доказали возможность передачи гигабитного Ethernet по оптоволокну на тысячи километров. - Г. Б.



© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2021
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.