|
p align="left">Designer нужен для построения схем сетей. Данное средство позволяет легко и быстро создавать модели и анализировать альтернативы. Если пользоваться им совместно с Planner, можно получать информацию о том, как будет работать сеть заданной конфигурации. Если требуется пойти несколько дальше, придется приобрести еще три модуля: Accountant, Interpreter и Analyzer. В состав Account входит тарификационная база данных; этот модуль помогает проанализировать затраты, связанные с использованием тех или иных сетей общего доступа. Очень полезным оказался модуль Interpreter, предназначенный для сбора данных от средств анализа трафика. Затем данные автоматически импортируются в модель, что позволяло использовать их почти в режиме реального времени, а не строить гипотезы относительно работы сети. Стоит все это богатство функций очень дорого - от 37 тыс. дол. за базовый комплект плюс доплаты за встраиваемые модули. Тому, кто захочет приобрести модули Accountant, Interpreter и Analyzer, придется раскошелиться еще на 30 тыс. дол. Установить NetMaker XA можно только на SPARCstation от Sun Microsystems. К этому надо добавить стоимость обучения, поскольку без него просто ничего не получится. 2.2.2 Пакет Comnet PredictorCOMNET Predictor от CACI заслужил хорошую оценку. Правда, Predictor несколько менее проработан и не так прост в установке, как NetMaker XA. Кроме того, генерируемые им отчеты немного запутанны и малоинформативны, а схемы сетей чересчур перегруженны.В базовую конфигурацию Predictor входит все, что требуется для построения схемы сети с помощью буксировки пиктограмм устройств из библиотеки. К сожалению, на схеме отображается так много информации, что разобраться в ней очень трудно. В состав Predictor входят и средства для самостоятельного создания устройств и редактирования библиотечной информации. Опция Baseliner позволяет импортировать информацию о топологии сети и характере трафика из различных популярных средств мониторинга сети. Благодаря Baseliner можно разобраться, какие объемы трафика генерирует то или иное приложение. После этого можно построить модель, в которой объем трафика от этого приложения будет ежемесячно возрастать на 10%, получив, таким образом, прогноз на несколько месяцев вперед. Тому, кто научится разбираться в схемах сетей (а сделать это не очень-то просто), Predictor покажется очень мощным средством, которым нетрудно пользоваться. Параметры элементов сетей, подобранных из библиотеки, поддаются тонкой настройке.Затем можно пустить в ход предположения о росте сети - надо указать Predictor, в какой момент их следует включать в модель. По мере продвижения расчетов Predictor будет информировать пользователя о возникновении проблем. Например, сообщается, что через шесть месяцев уровень загрузки какого-либо маршрутизатора достигнет 80%, что является предельной величиной. Тогда можно ввести в модель еще один маршрутизатор и посмотреть, решит ли он это проблему. Пользователю предоставляется целый ряд отчетов, однако чтобы извлечь из них полезную информацию, придется немало потрудиться: многие таблицы и графики дублируют друг друга, и это затрудняет понимание. Цена данного продукта - 29 тыс. долл, что тоже весьма недешево. Доступны версии под Windows 95/NT и Unix. 2.2.3 Пакет Ses/StrategizerДанный пакет от Scientific and Engineering Software характеризуется относительно невысокой ценой (9995 дол.). SES/Strategizer просчитывает модели очень быстро. В одном из испытаний этот продукт был установлен на рабочей станции на базе Pentium II, и всего за 2 с программа рассчитала, как будет работать довольно сложная сеть в течение 24 ч. Можно также собирать тонкие статистические данные о каком-то одном конкретном элементе модели, например следить за степенью загрузки центрального процессора с разбивкой по процессам, пользователям и моделям поведения. Как и прочие пакеты, SES/Strategizer позволяет без труда задавать и модифицировать значения параметров, таких как пропускная способность. Кроме того, продукт выдает запрос на подтверждение ("Применить" или "Отмена"), если пользователь пытается закрыть диалоговое окно, щелкнув мышью на крестике в правом верхнем углу. Такая функция не предусмотрена в других продуктах, что неудобно, поскольку с ними никогда нельзя быть уверенным, какое действие будет предпринято по умолчанию.И все же отдельные стороны SES/Strategizer нуждаются в доработке. Например, для просмотра результатов моделирования на том же ПК, где работает сама программа, требуется запустить Microsoft Excel; данные он должен брать из создаваемых SES/Strategizer файлов, где для разделения числовых полей используются знаки табуляции. Если Excel не установлен, пользователь получает странное сообщение об ошибке, указывающее на совершенно другую причину сбоя. Надо просто информировать пользователя, что ему следует установить Excel, или обеспечивать возможность просмотра средствами какой-нибудь другого приложения.Различия между SES/Strategizer и Predictor отнюдь не так велики, как позволяет предположить разница в их ценах (19 тыс. дол.). Predictor хорош тем, что расчеты могут охватывать продолжительный период существования сети, а пользователь - учитывать рост трафика с течением времени. По части функций SES/Strategizer отстает совсем не так сильно - пользователю просто придется смириться с необходимостью постоянно просчитывать модель заново. 3. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО РЕШЕНИЯ3.1 Выбор типа моделиМожно выделить следующие главные недостатки, обнаруженные у рассмотренных пакетов моделирования сети:Недостоверность модели проявляется практически у всех продуктов. Дело лишь в том, что в пакетах высокого класса (NetMaker XA, COMNET Predictor) удалось снизить ее до приемлемой величины. Чтобы создать достоверную модель, необходимо затратить значительные средства на ее разработку. При этом к модели предъявляются противоречивые требования - она при этом должна быть достаточно удобной для использования, иметь примлемую сложность, но также и достаточно универсальной.Узкая специализация в основном характерна для простых пакетов. Например, Orlan не позволяет рассчитывать сложные сети больших размеров, в его базе данных сетевых устройств сеть только минимально необходимый набор для локальных сетей. Узкая специализация является следствием ограниченности математического аппарата, лежащего в основе модели, и снижает ее ценность.Высокая цена является следствием большой сложности разработки достаточно адекватной модели сети, включающей разнообразные сетевые устройства. Конечно, механизм формирования цены программного продукта достаточно сложен, и при ее формировании учитывались самые разнообразные факторы: объем исходного текста программы, уникальность разработки, квалификация программистов, время, потраченное на разработку, использование готовых решений, текущая ситуация на рынке и т.д. Тем не менее, высокая стоимость продукта ограничивает возможности по его использованию для конечного пользователя. Все перечисленные выше факторы вкладывают свою долю в определение экономического эффекта от внедрения нового продукта. По мере возможности требуется уменьшить эти недостатки. Их анализ побуждает к разработке метода моделирования, отличающегося от тех, которые были использованы в рассмотренных пакетов.Имитационное моделирование предполагает построение модели, имитирующей работу исследуемой сети на основании описания протоколов, лежащих в ее основе. Эти протоколы могут относиться к разным уровням модели взаимодействие открытых систем OSI, поэтому необходимо предварительно задаться, какие именно протоколы будут участвовать в моделировании. Чем ниже уровень описанного протокола, тем детальнее и точнее будет созданная модель. Например, моделирование на физическом уровне позволяет естественно учесть множество важных характеристик среды передачи - задержку распространения, ослабление и рассеивание электромагнитного импулься в электрическом кабеле, дифференциальную задержку импульса света в оптическом волокне и т.д. С другой стороны, моделирование этих характеристик может привести к чрезвычайному усложнению имитационной модели, что, в конечном итоге, вынудит к необходимости отказаться от их учета. Естественно, требуется искать компромисс между сложностью модели и ее достоверностью.Однако часто не требуется изучать процессы, происходящие в основе работы сети, с такой подробностью. Например, стандарт IEEE 802.3 (Ethernet) оговариваем физические и геометрические характеристики среды передачи. Если конкретная сеть Ethernet построена с соблюдением всех соответствующих рекомендаций, это гарантирует ее работоспособность на физическом и канальном уровне. Это избавляет от необходимости моделировать задержку распространения сигнала для обнаружения коллизий в моноканале. Есть принципиальная разница между аналитическим моделированием, применяющимся в большинстве коммерческих продуктов, и имитационным моделированием. Аналитическое моделирование предполагает построение математической модели, описывающей данную сеть, с последующим применением к ней некоторых методик расчета, основанных на предварительно найденных математических зависимостях. Имитационное моделирование именно “имитирует” работу реальных сетевых протоколов. Причем не важно, насколько “экзотичен” исследуемый протокол. По его описанию в любом случае можно построить имитационную модель, чего нельзя сказать об аналитической. Как же разрабатываемая модель должна избежать недостатков, характерных для рассмотренных пакетов моделирования ? Цена готового продукта снижается при уменьшении совокупных затрат на его производство. Сюда входят издержки на оплату труда программистов, оплату машинного времени, арендную плату и другие затраты. Для создания более-менее универсальной модели необходимо реализовать в ней как можно больше наиболее популярных протоколов перелачи данных. Относительно экзотические алгоритмы лучше сделать в виде подключаемых модулей и разрабатывать по мере необходимости. И, наконец, достоверность модели определяется точностью имитации работы исследуемых протоколов. Это свойство модели должно наиболее выгодно отличать ее от остальных разработок. Разрабатываемая имитационная модель должна дать ответы на следующие вопросы, интересующие сетевого администратора:Загрузка моноканала - определяется как отношение текущей пропускной способности к максимальной.Загрузка сервера - отношение времени, в течение которого сервер обслуживал сетевые запросы, к общему времени работы сервера.Среднее время ожидания пакетов в каждом сетевом узле.Средняя длина очереди в каждом сетевом узле.По полученным данным можно узнать время реакции на запрос, то есть основную характеристику, которая интересует конечного пользователя.3.2 Выбор объекта моделирования Задача построения данной модели требует выяснить, протоколы, какого уровня модели OSI и какие именно предстоит моделировать. Очевидно, требуется отобрать те стандарты передачи данных, которые получили наибольшее распространение во всем мире, и реализовать их в первую очередь. Есть ли смысл обратить первоочередное внимание на Ethernet, не начинает ли он сдавать позиции в пользу более современных и совершенных протоколов передачи данных? Этот вопрос как нельзя лучше соответствует содержанию докладов и дискуссий семинара, проведенного в Москве в середине февраля 1999 г. компаниями «Виком-Оптик» и Nbase-Xyplex.Тема семинара -- “Построение корпоративных и магистральных информационных сетей с использованием технологии Gigabit Ethernet”. Обсуждались не только характеристики интерфейсов Gigabit Ethernet и новые спецификации, расширяющие стандарт; значительное внимание было уделено сравнению технологий Ethernet и АТМ.Технология Ethernet применяется практически во всех сетях, независимо от их масштаба, и ей еще не найдено полностью адекватной замены. Конечно, не нужно забывать о преимуществах АТМ, однако пока не появятся АТМ-устройства для рабочих станций, передача трафика в высокоскоростных магистралях будет, в конечном счете, определяться характеристиками оконечных устройств Ethernet. Не следует также сбрасывать со счетов стоимость АТМ-устройств и сложность их инсталляции. Но успешное развитие технологии Ethernet и особенно ее последнего достижения, Gigabit Ethernet, нельзя рассматривать, не учитывая влияния конкурирующей с ней АТМ-технологии. Еще три года назад единственной технологией, способной удовлетворить требования масштабируемости сетей и предоставления услуг гарантированного качества (QoS), была АТМ.Появление стандарта Gigabit Ethernet и интеграция сетевого оборудования позволили сетевым администраторам надеяться на то, что возможности контроля полосы пропускания и качества обслуживания будут реализованы и в сетях Gigabit Ethernet. Всплеск интереса к Gigabit Ethernet и дальнейшее совершенствование технологии обусловлены несколькими причинами.Имеется ограниченное количество АТМ-приложений для сетей такого типа, и отсутствуют API-библиотеки для их создания. При этом для управления трафиком и потоком, предоставления услуг определенного качества необходимы не только отдельные приложения, но и простые программные средства для разработки последних.Нужно учесть и специфику ЛВС, где более высокая масштабируемость Ethernet (100--1000 Мбит/ с по сравнению со 155--622 Мбит/ с для АТМ), разница в стоимости оборудования, использующего ту или иную из этих двух технологий, и простота эксплуатации Ethernet-устройств становятся решающими факторами в пользу выбора Ethernet для многих сетевых администраторов. Так, стоимость магистрали Gigabit Ethernet между 100- или 10-мегабитными коммутаторами составляет 25% от стоимости канала АТМ с пропускной способностью 622 Мбит/с (цена за порт Gigabit Ethernet составляет 1--3 тыс. долл., а за порт АТМ для канала со скоростью 622 Мбит/с -- 7--10 тыс. долл.). Не секрет также, что из-за большого количества ячеек эффективность АТМ в ЛВС (т. е. производительность сети) намного ниже, чем в многопоточных магистралях.Кроме того, из-за многих специфических особенностей АТМ снижается эффективность обработки трафика. Так, поддержка кольцевой обработки речевого трафика необходима только на границе локальной и глобальной сетей. Но в рамках ЛВС мультимедийные приложения вполне справляются с этой задачей, а Gigabit Ethernet обрабатывает данный вид трафика достаточно эффективно, обеспечивая весь набор функций работы с очередями. Соответственно, применение технологии АТМ для таких целей становится экономически неоправданным. Таким образом, напрашивается вывод о перспективности вложения средств в семейство протоколов Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ehhernet. Соответственно, затраты на их исследование и моделирование также являются перспективными и оправданными.3.3 Выбор программной основы3.3.1 Использование существующих наработокВ целях упрощения проектирования системы моделирования, был предпринят поиск готовых решений и наработок. В первую очередь, была проверена возможность использования исходных текстов программ моделирования сети, описанных в разделе 2. Эти продукты принадлежат к различным группам сложности, функциональности и стоимости. Соответственно менялась и возможность их вторичного использования. Продукты первой группы более просты как в использовании, так и в проектировании. Под проектированием понимается в данном случае модификация существующей системы с целью изменения ее характеристик. К этой группе были отнесены пакеты моделирования NetCracker и OrLAN.Продукты второй группы, а именно NetMaker XA, Comnet Predictor, Ses/Strategizer, более сложны. Это значит, что, в случае необходимости модернизации, задача стояла бы гораздо сложнее.Но, пожалуй, решающим фактором является наличие самих исходных текстов и лицензии на изучение, модификацию, компиляцию исходных текстов и использование программы в коммерческий целях. Все вышеперечисленные продукты, кроме OrLAN, являются коммерческими, и не предусматривают подобной лицензии.OrLAN является freeware продуктом, разработанным на кафедре КИСС ОГПУ, авторское право на который принадлежит Дмитрию Курганскому. Им было предоставлено право на модификацию исходного текста в различных целях, в том числе и с целью коммерческого распространения продукта.3.3.2 Операционная система и средства разработкиВыбор операционной системы (ОС) во многом определяется тем, в какой среде работает OrLAN, удовлетворяет ли она поставленным требованием, а если нет - насколько сложна адаптация под другую ОС.OrLAN работает в операционной системе Microsoft Windows95. Неиспользование разработчиком специфичных функций Windows95 дало возможность ее безпроблемного запуска в Windows98 и WindowsNT 4.0. Работа программы в ОС Microsoft Windows 3.11 не предполагается. Главная причина этого - быстро уменьшающаяся инсталляционна база Windows 3.11 вследствие ее многочисленных недостатков.Работа OrLAN в Windows 2000 не проверялась вследствие невозможности получения ее полнофункциональной версии на данный момент.Unix-подобные и остальные операционные системы не планируется использовать в качестве базы вследствие значительной сложности миграции OrLAN на эти платформы.Выбор средства разработки (СР) определяется СР Орлана, его возможностями и, в случае необходимостями, трудностью перехода на другое СР.Орлан был разработан с использованием Borland Delphi 3.0. В связи с наличием более поздней версии этого СР, был осуществлен переход на Borlan Delphi 5.0. Сам переход прошел без проблем, так как файлы проекта в формате Delphi 3.0 свободно читаются Delphi 5.0. 4. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА МОДЕЛИРОВАНИЯ4.1 Базовые структуры современных сетей предприятияТранспортная система локальных сетей масштаба здания или кампуса уже достаточно давно стала включать разнообразные типы активного коммуникационного оборудования - повторители, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы, соединенные в сложные иерархические структурыОписанный подход стал нормой при проектировании крупных сетей и полностью вытеснил сети, построенные исключительно на основе пассивных сегментов кабеля, которыми совместно пользуются для передачи информации компьютеры сети. Преимущества сетей с иерархически соединенным активным оборудованием не раз проверены на практике и сейчас никем не оспариваются. Если не обращать внимание на типы используемого оборудования, а рассматривать их просто как многопортовые черные ящики, то может сложиться впечатление, что никаких других изменений в теории и практике построения локальных сетей нет - предлагаются и реализуются очень похожие схемы, отличающиеся только количеством узлов и уровней иерархии коммуникационного оборудования. Однако, качественный анализ используемого оборудования говорит об обратном. Изменения есть, и они существенны. За последние год-два коммутаторы стали заметно теснить другие виды активного оборудования с казалось бы прочно завоеванных позиций. Несколько лет назад в типичной сети здания нижний уровень иерархии всегда занимали повторители и концентраторы, верхний строился с использованием маршрутизаторов, а коммутаторам отводилось место где-то посередине, на уровне сети этажа. К тому же, коммутаторов обычно было немного - их ставили только в очень загруженные сегменты сети или же для подключения сверхпроизводительных серверов. Коммутаторы стали вытеснять маршрутизаторы из центра сети на периферию, где они использовались для соединения локальной сети с глобальными. Центральное место в сети здания занял модульный корпоративный коммутатор, который объединял на своей внутренней, как правило, очень производительной, магистрали все сети этажей и отделов. Коммутаторы потеснили маршрутизаторы потому, что их показатель "цена/производительность", рассчитанный для одного порта, оказался гораздо ниже при приближающихся к маршрутизаторам функциональным возможностям по активному воздействию на передаваемый трафик. Сегодняшние корпоративные коммутаторы умеют многое из того, что несколько лет назад казалось исключительной прерогативой маршрутизаторов: транслировать кадры разных технологий локальных сетей, например Ethernet в FDDI, осуществлять фильтрацию трафика по различным условиям, в том числе и задаваемым пользователем, изолировать трафик одного сегмента от другого и т.п. Коммутаторы ввели также и новую технологию, которая до их появления не применялась - технологию виртуальных сегментов, позволяющих перемещать пользователей из одного сегмента в другой чисто программным путем, без физической перекоммутации разъемов. И при всем при этом стоимость за один порт при равной производительности у коммутаторов оказывается в несколько раз ниже, чем у маршрутизаторов. После завоевания магистрального уровня корпоративной сети коммутаторы начали наступление на сети рабочих групп, где до этого в течение последних пяти лет всегда использовались многопортовые повторители (концентраторы) для витой пары, заменившие пассивные коаксиальные сегменты. Появились коммутаторы, специально предназначенные для этой цели - простые, часто неуправляемые устройства, способные только быстро передавать кадры с порта на порт по адресу назначения, но не поддерживающие всей многофункциональности корпоративных коммутаторов. Стоимость таких коммутаторов в расчете на один порт быстро снижается и, хотя порт концентратора по-прежнему стоит меньше порта коммутатора рабочей группы, тенденция к сближению их цен налицо. Типичная структура сети масштаба предприятия в общем виде приведена в прил.3. При всем разнообразии структурных схем сетей, построенных на коммутаторах, все они используют две базовые структуры - стянутую в точку магистраль и распределенную магистраль. На основе этих базовых структур затем строятся разнообразные структуры конкретных сетей 4.1.1 Стянутая в точку магистраль на коммутатореСтянутая в точку магистраль (collapsed backbone) - это структура, при которой объединение узлов, сегментов или сетей происходит на внутренней магистрали коммутатора. Пример сети рабочей группы, использующей такую структуру, приведен на рис. 4.рис. 4 Стянутая в точку магистраль на коммутаторе Преимуществом такой структуры является высокая производительность магистрали. Так как для коммутатора производительность внутренней шины или схемы общей памяти, объединяющей модули портов, в несколько Гб/c не является редкостью, то магистраль сети может быть весьма быстродействующей, причем ее скорость не зависит от применяемых в сети протоколов и может быть повышена с помощью замены одной модели коммутатора на другую. Положительной чертой такой схемы является не только высокая скорость магистрали, но и ее протокольная независимость. На внутренней магистрали коммутатора в независимом формате одновременно могут передаваться данные различных протоколов, например, Ethernet, FDDI и Fast Ethernet, как это изображено на рисунке. Подключение нового узла с новым протоколом часто требует не замены коммутатора, а просто добавления соответствующего интерфейсного модуля, поддерживающего этот протокол. Если к каждому порту коммутатора в такой схеме подключен только один узел, то такая схема будет соответствовать микросегментированной сети. 4.1.2 Распределенная магистраль на коммутаторахВ сетях больших зданий или кампусов использование структуры с коллапсированной магистралью не всегда рационально или же возможно. Такая структура приводит к протяженным кабельным системам, которые связывают конечные узлы или коммутаторы сетей рабочих групп с центральным коммутатором, шина которого и является магистралью сети. Высокая плотность кабелей и их высокая стоимость ограничивают применение стянутой в точку магистрали в таких сетях. Иногда, особенно в сетях кампусов, просто невозможно стянуть все кабели в одно помещение из-за ограничений на длину связей, накладываемых технологией (например, все реализации технологий локальных сетей на витой паре ограничивают протяженность кабелей в 100 м).
Страницы: 1, 2, 3
|
