основная производительность

сервер
Функциональное устройство, предоставляющее услуги рабочим станциям, персональным компьютерам или другим функциональным устройствам.
[РД 01.120.00-КТН-228-06]

сервер
Компьютер или приложение, предоставляющие услуги, ресурсы или данные клиентскому приложению или компьютеру.
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Основы клиент-серверных технологий

Сейчас мы хотим уточнить, что же такое сервер, какие функции он выполняет и какие вообще бывают серверы. Если речь идет о сервере, невольно всплывает в памяти понятие клиента. Все потому, что эти два понятия неразрывно связаны. Объединяет их компьютерная архитектура клиент-сервер. Обычно, когда говорят «сервер», имеют в виду сервер в архитектуре клиент-сервер, а когда говорят «клиент» – имеют в виду клиент в этой же архитектуре. Так что же это за архитектура? Суть ее в том, чтобы разделить функции между двумя подсистемами: клиентом, который отправляет запрос на выполнение каких-либо действий, и сервером, который выполняет этот запрос. Взаимодействие между клиентом и сервером происходит посредством стандартных специальных протоколов, таких как TCP/IP и z39.50. На самом деле протоколов очень много, они различаются по уровням. Мы рассмотрим только протокол прикладного уровня HTTP (чуть позднее), поскольку для решения наших программистских задач нужен только он. А пока вернемся к клиент-серверной архитектуре и разберемся, что же такое клиент и что такое сервер.

Сервер представляет собой набор программ, которые контролируют выполнение различных процессов. Соответственно, этот набор программ установлен на каком-то компьютере. Часто компьютер, на котором установлен сервер, и называют сервером. Основная функция компьютера-сервера – по запросу клиента запустить какой-либо определенный процесс и отправить клиенту результаты его работы.

Клиентом называют любой процесс, который пользуется услугами сервера. Клиентом может быть как пользователь, так и программа. Основная задача клиента – выполнение приложения и осуществление связи с сервером, когда этого требует приложение. То есть клиент должен предоставлять пользователю интерфейс для работы с приложением, реализовывать логику его работы и при необходимости отправлять задания серверу.

Взаимодействие между клиентом и сервером начинается по инициативе клиента. Клиент запрашивает вид обслуживания, устанавливает сеанс, получает нужные ему результаты и сообщает об окончании работы.

Услугами одного сервера чаще всего пользуется несколько клиентов одновременно. Поэтому каждый сервер должен иметь достаточно большую производительность и обеспечивать безопасность данных.

Логичнее всего устанавливать сервер на компьютере, входящем в какую-либо сеть, локальную или глобальную. Однако можно устанавливать сервер и на отдельно стоящий компьютер (тогда он будет являться одновременно и клиентом и сервером).

[ Источник]

Существует множество типов серверов. Вот лишь некоторые из них.

• Видеосервер. Такой сервер специально приспособлен к обработке изображений, хранению видеоматериалов, видеоигр и т.п. В связи с этим компьютер, на котором установлен видеосервер, должен иметь высокую производительность и большую память.
• Поисковый сервер предназначен для поиска информации в Internet.
• Почтовый сервер предоставляет услуги в ответ на запросы, присланные по электронной почте.
• Сервер WWW предназначен для работы в Internet.
• Сервер баз данных выполняет обработку запросов к базам данных.
• Сервер защиты данных предназначен для обеспечения безопасности данных (содержит, например, средства для идентификации паролей).
• Сервер приложений предназначен для выполнения прикладных процессов. С одной стороны взаимодействует с клиентами, получая задания, а с другой – работает с базами данных, подбирая необходимые для обработки данные.
• Сервер удаленного доступа обеспечивает коллективный удаленный доступ к данным.
• Файловый сервер обеспечивает функционирование распределенных ресурсов, предоставляет услуги поиска, хранения, архивирования данных и возможность одновременного доступа к ним нескольких пользователей.

Обычно на компьютере-сервере работает сразу несколько программ-серверов. Одна занимается электронной почтой, другая распределением файлов, третья предоставляет web-страницы.

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• server

2.60 сервер (server): Процессор, предоставляющий услуги одному или более другому процессору.

Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10032-2007: Эталонная модель управления данными

3.66 сервер (server): Компьютер, действующий как поставщик некоторых услуг, таких как обработка коммуникаций, обеспечение интерфейса с системой хранения файлов или печатное устройство.

Источник: ГОСТ Р ИСО/ТО 13569-2007: Финансовые услуги. Рекомендации по информационной безопасности

3.66 сервер (server): Компьютер, действующий как поставщик некоторых услуг, таких как обработка коммуникаций, обеспечение интерфейса с системой хранения файлов или печатное устройство.

Источник: ГОСТ Р ИСО ТО 13569-2007: Финансовые услуги. Рекомендации по информационной безопасности

3.1.29 сервер (server): Программный объект, экспортирующий ресурс имеющихся данных. Программный объект устанавливается на физическое устройство. Компьютер, подключенный к сети и предоставляющий услуги другим устройствам, работающим в этой сети.

Источник: ГОСТ Р 53531-2009: Телевидение вещательное цифровое. Требования к защите информации от несанкционированного доступа в сетях кабельного и наземного телевизионного вещания. Основные параметры. Технические требования оригинал документа

печь
Тепловое технологическое оборудование (устройство), в котором рабочим видом энергии является теплота. Представляет огражденное от окружающего пространства устройство, в котором происходят теплогенерация и теплообмен для тепловой обработки материала в тех или иных технологических целях. Совокупность тепловых процессов в печи есть ее тепловая работа. Рабочее пространство печи условно можно разделить на две зоны: основная — технологического процесса (ЗТП) и вспомогательная — генерации теплоты (ЗГТ). Необходимые энергетические условия в ЗТП можно создать в результате теплообмена между зонами (печь-теплообменник) или теплогенерацией непосредственно в ЗТП, совмещая обе зоны (печь-теплогенератор). Печи подразделяют по технологическому назначению: сушильные, обжиговые, нагревательные, термические, плавильные, переплавные и т.п.; по теплогенерации: топливные, автогенные и электрические; по способу передачи теплоты: прямого или косвенного нагрева (действия); по режиму работы: периодического или непрерывного (постоянного) действия, методические; по форме рабочего пространства: с вертикальным рабочим пространством — башенные, колпаковые, шахтные, элеваторные и т.п., с горизонтальным рабочим пространством — барабанные, камерные, проходные, секционные, трубчатые, туннельные и т.п., ванные, подовые, с кристаллизатором, тигельные и др.; по способу передвижения заготовки (в нагревательных печах): карусельные, конвейерные, протяжные, рольганговые, с вращающимся, выдвижным (выкатным), пульсирующим, роликовым или шагающим подом, с моталкой, с шагающими балками, толкательные, элеваторные и др.; по рабочей среде ЗТП (электрические печи): открытые, вакуумные, вакуумно-компрессорные, с контролируемой средой инертных или защитных газов; по способу утилизации теплоты отходящих газов: регенераторные, рекуператорные, с котлом-утилизатором, пароиспарительным камином или подогревом шихтовых материалов. Печи характеризуют параметры: геометрические размеры рабочего пространства, масса нагреваемого материала (для нагревательных печей периодического действия — садка, для плавильных печей — емкость, для печей непрерывного действия — массовая скорость нагрева или часовая производительность), мощность. Технико-экономические показатели работы печей: производительность общая и удельная — на единицу площади пода (т.н. напряженность пода), удельный расход топлива или электрической энергии, коэффициент использования топлива и полезного действия печи, для определения которых составляют тепловые балансы мощности — для печей непрерывного действия, и энергии — для печей периодического действия.
[ http://www.manual-steel.ru/eng-a.html]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• furnace
• kiln
• oven

архитектура клиент-сервер
Логическое продолжение концепции модульного программирования. Модуль-клиент (программа), установленный на ПК пользователя, запрашивает сервис (например получение информации из базы данных) у модуля-сервера (программы), расположенного на другом компьютере. В результате деления информационной системы на независимые программы с четко определенными интерфейсами взаимодействия значительно упрощаются сопровождение и поддержка программного обеспечения. В последнее время в качестве клиентской программы все чаще выступает обычный web-браузер (web-browser).
[ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

архитектура клиент-сервер
Концепция сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов.
Как следует из названия, архитектура CSA определяет два типа взаимодействующих в сети компонентов:
серверы и клиенты.
Каждый из них является комплексом взаимосвязанных прикладных программ. Серверы предоставляют ресурсы, необходимые многим пользователям. К ним относятся базы данных, файлы, память. Клиенты используют эти ресурсы и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.
В современной архитектуре выделяется четыре группы объектов:
- клиенты,
- серверы,
- данные и
- сетевые службы.
Клиенты располагаются в системах, находящихся на рабочих местах пользователей. Данные хранятся в основном в серверах. Сетевые службы являются совместно используемыми прикладными программами, которые взаимодействуют с клиентами, серверами и данными. Кроме этого, службы управляют процедурами распределенной обработки данных, информируют пользователей о происходящих в сети изменениях.
В зависимости от сложности выполняемых прикладных процессов и числа работающих клиентов различают
двух- и трехуровневые архитектуры.
Наиболее простой является двухуровневая. Здесь клиенты выполняют простые операции обработки данных, отрабатывают интерфейс взаимодействия с сервером, обращаются к нему с запросами. Большую же часть задач обработки выполняет сервер. Для этих целей он имеет базу данных. В трехуровневой архитектуре вместо единого сервера применяются серверы приложений и серверы баз данных. Их использование позволяет резко увеличивать производительность локальной сети. В абонентскую систему в зависимости от ее производительности загружается клиент, сервер либо сервер с группой клиентов.
Архитектура клиент-сервер постепенно превращается в архитектуру клиент-сеть, в которой используется не один, а множество серверов. Например, в сети Internet их сотни тысяч. Стремление дать возможность работы в сети клиентам, созданным различными производителями, привело к возникновению архитектуры любой клиент - сервер.
(Терминологическая база данных по информатике и бизнесу [Электронный ресурс])
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом
• электросвязь, основные понятия

EN

• client-server
• Client/Server Architecture
• CSA

инфляция
Обесценение бумажных денег вследствие выпуска их в обращение в размерах, превышающих потребности товарооборота, что сопровождается ростом цен на товары и падением реальной заработной платы. Кредитная И. - чрезмерное расширение кредита банками. Индуцированная И. - И., обусловленная какими-либо экономическими факторами. Административная И. - И., порождаемая административными (управляемыми) ценами. Социальная И. - рост цен под влиянием роста издержек, связанных с новыми общественными требованиями к качеству продукции, охране окружающей среды и т.п. Термин И. часто употребляется, если речь идет о чрезмерном повышении цен. Государственная политика, направленная на урегулирование денежного обращения, сжатие массы денег, прекращение неумеренного роста цен называется антиинфляционной политикой, которая может предупреждать раскручивание маховика И. (упреждающая антиинфляционная политика) и проводиться на фоне уже прогрессирующей инфляционной ситуации. В этом случае осуществляется разновидность антиинфляционной политики - дефляционная политика.
[ http://www.lexikon.ru/dict/buh/index.html]

инфляция
Процесс общего роста цен, приводящего к снижению покупательной способности номинальной денежной единицы в результате избытка денег в экономике сверх потребностей товарооборота (с учетом услуг). Различается медленная, «ползучая» И. (обычно при этом индекс цен растет в пределах 4-6% в год) и ускоренная («галопирующая«) И., иногда ее называют еще И. двузначных процентов. Наконец, гиперинфляция — ее типичным примером было катастрофическое обесценение рубля в начале 20-х гг. Существует ряд не только разных, но и противоречивых объяснений причин и трактовок экономических последствий И. Среди причин называется переполнение каналов денежного обращения (само слово И. происходит от inflatio — вздутие, переполнение): - в результате оплаты труда (то есть пополнения этих каналов), не дающего немедленной отдачи в виде оплачиваемых товаров и услуг (то есть оттока денег из этих каналов). Таковы, например, труд в производстве вооружений, в строительстве (см. Инфляционная неустойчивость экономики); — вследствие дефицитного финансирования государственных мероприятий, когда рост государственных расходов не сопровождается соответствующими поступлениями средств в бюджет. Практика показывает, что дефицит государственного бюджета, не покрываемый внешними источниками (напр. иностранными кредитами), неминуемо ведет к инфляции; - в ситуации, когда заработная плата работников отрасли или производства, увеличивших производительность труда, оправданно повышается, но вслед за тем «по аналогии» повышают зарплату и в тех отраслях, где подобного роста эффективности не наблюдалось; — из-за повышения предприятиями цен на продукцию как реакции на рост издержек (например, в связи с повышением стоимости сырья и материалов, ростом заработной платы работников); — в результате так называемого “бегства от денег”, когда распространяются инфляционные ожидания: население, обнаруживая рост цен, торопится закупать товары впрок, тем самым стимулируя дальнейшее ускорение этого роста. Перечисленные (и, возможно, иные) причины возникновения И. принято группировать в два понятия: инфляция издержек [cost-push inflation] и инфляция спроса [demand-pull inflation]. И многие экономисты спорят: какая из них первична, какая — вторична. Однако монетаристы утверждают, что И. это всегда денежный феномен, и ее динамика определяется количеством денег в экономике, а не непосредственно перечисленными причинами, лежащими «на стороне» производства, психологии и пр.. Исходя из классического уравнения обмена (см. Количественная теория денег), они преобразуют его в модель динамики инфляции, которая показывает, что основная причина ее ускорения состоит в более быстром росте номинальной денежной массы по сравнению с ростом национального продукта в физическом выражении: где iP — индекс роста цен (индекс инфляции); iM — индекс роста денежной массы; iV — индекс роста скорости обращения денег, находящихся в обороте; iQ — индекс роста реального продукта. Это означает, что темпы инфляции прямо пропорциональны темпам прироста денежной массы, темпам увеличения скорости денежного обращения и обратно пропорциональны темпам прироста реального продукта. В 1976 году профессор М. Фридман получил Нобелевскую премию за цикл работ, демонстрирующих денежную природу инфляции в современном мире. Для практической денежной политики важно, что временные лаги между ростом денежного предложения и темпами инфляции – параметр, который трудно прогнозировать. Так же, как и спрос на деньги, это один из самых трудных для анализа экономических показателей. Стратегически, в долгосрочной перспективе, темпы инфляционных процессов определяются динамикой денежного спроса и предложения. Однако, если рассматривать краткосрочные колебания темпов инфляции, немонетарные факторы тоже имеют некоторое значение. По расчетам Института экономической политики, в России вклад монетарных факторов в темпы инфляции (если учесть инфляционную инерцию) в первом десятилетии 21 века составил около 80%.. Споры вокруг соотношения денежной и затратной природы инфляции иногда приобретают причудливую форму. Например, как сообщали «Известия» от 24.03.2006 («Это средневековая хиромантия»), Герман Греф был «готов выдвинуть» Чубайса на Нобелевскую премию, если тот «сможет доказать, что повышение тарифов на услуги естественных монополий не влияет на инфляцию». Развернувшаяся дискуссия показала, что, при всей внешней парадоксальности, теоретически прав был Чубайс. Дело в том, что при данном количестве денег у населения повышение тарифов просто сократит платежеспособный спрос на другие товары (на них людям придется экономить, чтобы оплатить обязательные расходы), и в результате цены на эти товары снизятся. Общий уровень инфляции останется неизменным. Но если добавить денег в экономику, такой спрос не сократится и, следовательно, инфляция усилится. А это говорит о том, что и при росте издержек на отдельные товары или услуги инфляция зависит от изменений денежной массы, то есть от того, что называется монетарными факторами. При росте инфляции падает запас реальных денег у населения и растет скорость обращения денег. Увеличение номинальной массы денег, (например, с помощью так наз.»печатного станка» или эмиссии) приводит с некоторым лагом к дальнейшему повышению уровня инфляции, вопреки надеждам тех, кто считает что эмиссия – средство стабилизации экономики. Начало рыночных реформ ознаменовалось взлетом инфляции. Причина – очевидна. Вопреки расхожим мнениям И. возможна не только при рыночном, но и при централизованно планируемом хозяйстве (в последнем случае она обычно принимает скрытую форму, которая внешне проявляется во всеобщем дефиците товаров и услуг, цены на которые оказывались ниже цен равновесия между спросом и предложением). Поэтому когда начали устанавливаться экономически оправданные равновесные цены (что является решающим условием нормального функционирования рыночного хозяйства!), то явная И. достигла весьма высокого уровня, временами угрожая срывом в гиперинфляцию. Так было, например, во второй половине 1992 года после крупной операции кредитования промышленности, проведенной Центральным банком России — что сорвало начавшуюся было «шоковую» терапию экономики и перевело Россию в разряд тех постсоциалистических стран, которые проводили экономические реформы постепенно, так называемым градуалистским путем (см. Градуализм). Результат известен: трудности, переживаемые народом, остались, спад производства, временно замедлившийся, вскоре продолжился — в то время как страны, которые довели «шоковую терапию» до логического завершения, успешно вышли из кризиса и относительно быстро возобновили экономический рост (например, Польша, Эстония, Словения). От И. всегда сильнее всего страдают слои населения с фиксированными доходами, в том числе — пенсионеры. Поэтому обычно вводится индексация — повышение фиксированных доходов в меру инфляции — что имеет большое социальное значение. Вслед за повышением цен растет, как правило, и зарплата, правда, с опозданием, что по справедливому утверждению профсоюзов, приводит к относительному снижению жизненного уровня трудящихся. Путем увеличения И., в краткосрочном периоде может быть снижена безработица. Поэтому некоторые экономисты возражали против политики подавления И. в России, утверждая, что «умеренная инфляция» (скажем, 8 — 10% в месяц) полезна в социальном смысле и предлагая идти на увеличение (номинальной) денежной массы. Однако в долгосрочном периоде указанной связи нет — безработица останется на прежнем уровне. Между тем, сохранение даже «умеренной» инфляции делает невыгодными инвестиции в производство и, значит, наглухо перекрывает перспективу возобновления экономического роста. Для снижения темпов И. применяются разнообразные дефляционные (или антиинфляционные) меры: ограничение эмиссии денег, продажа ценных бумаг, повышение процентных ставок в сберегательных банках, вплоть до денежных реформ и деноминации валюты (замены денежных знаков), что обычно оказывает ограничивающее воздействие на инфляционные ожидания населения. Cм. Также Денежная политика, Измерение инфляции, Инфляционный налог, Коэффициент монетизации экономики, Норма инфляции, Финансовая политика.
[ http://slovar-lopatnikov.ru/]

Тематики

• бухгалтерский учет
• экономика

EN

• inflation

система сетевого управления
Отвечает за управление хотя бы частью сети. Обычно NMS установлена на достаточно мощном и хорошо оснащенном компьютере для взаимодействия с локальными агентами, помогающими собирать сетевую статистику и информацию о ресурсах.
[ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

Современный бизнес не существует без компьютерных и телекоммуникационных технологий. Информационная инфраструктура большинства компаний представляет собой сложную разнородную сеть, в состав которой входит разнообразное программное и аппаратное обеспечение многих производителей. При этом каждый производитель телекоммуникационного оборудования стремится продвигать собственные стандарты.

Основная задача при управлении компьютерными сетями - автоматизировать процесс конфигурирования и мониторинга параметров сети. Существует множество моделей и систем сетевого управления. Попробуем разобраться в этом разнообразии.

Обычно система сетевого управления представляет собой прикладную программу высокого уровня, использующую один из стандартных протоколов сетевого управления - Simple Network Management Protocol (SNMP) или Common Management Information Protocol (CMIP). CMIP применяется в телекоммуникационных сетях, где востребованы все доступные возможности управления сетями, в то время как SNMP используется в локальных и корпоративных сетях, где достаточно минимума данных.

Основные задачи системы управления таковы:

• обеспечение высокой производительности сети;
• обеспечение удобной среды для управления сетевыми ресурсами;
• сбор информации о состоянии всех сетевых устройств;
• анализ и хранение информации о состоянии всех сетевых устройств;
• прогнозирование сбоев в работе сети.

Протоколы управления сетями

Итак, системы управления сетями используют протокол SNMP или CMIP. В систему, основанную на протоколе SNMP, входят:

• протокол взаимодействия агента и менеджера;
• язык описания моделей MIB и сообщений SNMP - язык абстрактной синтаксической нотации ASN.1;
• ограниченное количество моделей MIB (MIB-I, MIB-II, RMON, …).

Изначально протокол SNMP и база SNMP MIB разрабатывались как временное решение для управления маршрутизаторами Интернета. Но решение оказалось настолько простым, эффективным и гибким, что и по сей день оно повсеместно применяется при управлении сетевым оборудованием.

С помощью протокола SNMP можно оценить производительность сетевых устройств, количество свободных ресурсов, загруженность, а также определить множество других полезных характеристик, необходимых для управления сетевыми устройствами. SNMP - это протокол типа "запрос-ответ" (т. е. на каждый запрос менеджера должен быть передан ответ агента).

Протокол SNMP имеет не слишком большой набор команд. Команда Get-request применяется менеджером для получения от агента значения объекта по имени. Команда GetNext-request применяется менеджером, чтобы получить значение следующего объекта при последовательном обходе MIB. При помощи команды Get-response агент SNMP передает менеджеру результаты вышеперечисленных команд. Команда Set устанавливает значения объекта, а команда Trap сообщает менеджеру о возникновении какой-либо нестандартной ситуации. Кроме того, в SNMP версии 2 добавлена команда GetBulk, при помощи которой менеджер может получить несколько значений переменных за один запрос.
...

[ http://www.bytemag.ru/articles/detail.php?ID=8779]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• network management system
• NMS

технология коммутации
-
[Интент]

Современные технологии коммутации
[ http://www.xnets.ru/plugins/content/content.php?content.84]

Статья подготовлена на основании материалов опубликованных в журналах "LAN", "Сети и системы связи", в книге В.Олифер и Н.Олифер "Новые технологии и оборудование IP-сетей", на сайтах www.citforum.ru и опубликована в журнале "Компьютерные решения" NN4-6 за 2000 год.

• Введение
• Коммутация первого уровня.
• Коммутация второго уровня.
• Коммутация третьего уровня.
• Коммутация четвертого уровня.
• Критерии выбора оборудования, физическая и логическая структура сети
• Качество обслуживания (QoS) и принципы задания приоритетов
• Заключение

Введение

На сегодня практически все организации, имеющие локальные сети, остановили свой выбор на сетях типа Ethernet. Данный выбор оправдан тем, что начало внедрения такой сети сопряжено с низкой стоимостью и простотой реализации, а развитие - с хорошей масштабируемостью и экономичностью.

Бросив взгляд назад - увидим, что развитие активного оборудования сетей шло в соответствии с требованиями к полосе пропускания и надежности. Требования, предъявляемые к большей надежности, привели к отказу от применения в качестве среды передачи коаксиального кабеля и перевода сетей на витую пару. В результате такого перехода отказ работы соединения между одной из рабочих станций и концентратором перестал сказываться на работе других рабочих станций сети. Но увеличения производительности данный переход не принес, так как концентраторы используют разделяемую (на всех пользователей в сегменте) полосу пропускания. По сути, изменилась только физическая топология сети - с общей шины на звезду, а логическая топология по-прежнему осталась - общей шиной.

Дальнейшее развитие сетей шло по нескольким путям:

• увеличение скорости,
• внедрение сегментирования на основе коммутации,
• объединение сетей при помощи маршрутизации.

Увеличение скорости при прежней логической топологии - общая шина, привело к незначительному росту производительности в случае большого числа портов.

Большую эффективность в работе сети принесло сегментирование сетей с использованием технология коммутации пакетов. Коммутация наиболее действенна в следующих вариантах:

Вариант 1, именуемый связью "многие со многими" – это одноранговые сети, когда одновременно существуют потоки данных между парами рабочих станций. При этом предпочтительнее иметь коммутатор, у которого все порты имеют одинаковую скорость, (см. Рисунок 1).

Вариант 2, именуемый связью "один со многими" – это сети клиент-сервер, когда все рабочие станции работают с файлами или базой данных сервера. В данном случае предпочтительнее иметь коммутатор, у которого порты для подключения рабочих станций имеют одинаковую небольшую скорость, а порт, к которому подключается сервер, имеет большую скорость,(см. Рисунок 2).

Когда компании начали связывать разрозненные системы друг с другом, маршрутизация обеспечивала максимально возможную целостность и надежность передачи трафика из одной сети в другую. Но с ростом размера и сложности сети, а также в связи со все более широким применением коммутаторов в локальных сетях, базовые маршрутизаторы (зачастую они получали все данные, посылаемые коммутаторами) стали с трудом справляться со своими задачами.

Проблемы с трафиком, связанные с маршрутизацией, проявляются наиболее остро в средних и крупных компаниях, а также в деятельности операторов Internet, так как они вынуждены иметь дело с большими объемами IP-трафика, причем этот трафик должен передаваться своевременно и эффективно.

С подключением настольных систем непосредственно к коммутаторам на 10/100 Мбит/с между ними и магистралью оказывается все меньше промежуточных устройств. Чем выше скорость подключения настольных систем, тем более скоростной должна быть магистраль. Кроме того, на каждом уровне устройства должны справляться с приходящим трафиком, иначе возникновения заторов не избежать.

Рассмотрению технологий коммутации и посвящена данная статья.

Коммутация первого уровня

Термин "коммутация первого уровня" в современной технической литературе практически не описывается. Для начала дадим определение, с какими характеристиками имеет дело физический или первый уровень модели OSI:

физический уровень определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Смысл коммутации на первом уровне модели OSI означает физическое (по названию уровня) соединение. Из примеров коммутации первого уровня можно привести релейные коммутаторы некоторых старых телефонных и селекторных систем. В более новых телефонных системах коммутация первого уровня применяется совместно с различными способами сигнализации вызовов и усиления сигналов. В сетях передачи данных данная технология применяется в полностью оптических коммутаторах.

Коммутация второго уровня

Рассматривая свойства второго уровня модели OSI и его классическое определение, увидим, что данному уровню принадлежит основная доля коммутирующих свойств.

Определение. Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

На самом деле, определяемая канальным уровнем модели OSI функциональность служит платформой для некоторых из сегодняшних наиболее эффективных технологий. Большое значение функциональности второго уровня подчеркивает тот факт, что производители оборудования продолжают вкладывать значительные средства в разработку устройств с такими функциями.

С технологической точки зрения, коммутатор локальных сетей представляет собой устройство, основное назначение которого - максимальное ускорение передачи данных за счет параллельно существующих потоков между узлами сети. В этом - его главное отличие от других традиционных устройств локальных сетей – концентраторов (Hub), предоставляющих всем потокам данных сети всего один канал передачи данных.

Коммутатор позволяет передавать параллельно несколько потоков данных c максимально возможной для каждого потока скоростью. Эта скорость ограничена физической спецификацией протокола, которую также часто называют "скоростью провода". Это возможно благодаря наличию в коммутаторе большого числа центров обработки и продвижения кадров и шин передачи данных.

Коммутаторы локальных сетей в своем основном варианте, ставшем классическим уже с начала 90-х годов, работают на втором уровне модели OSI, применяя свою высокопроизводительную параллельную архитектуру для продвижения кадров канальных протоколов. Другими словами, ими выполняются алгоритмы работы моста, описанные в стандартах IEEE 802.1D и 802.1H. Также они имеют и много других дополнительных функций, часть которых вошла в новую редакцию стандарта 802.1D-1998, а часть остается пока не стандартизованной.

Коммутаторы ЛВС отличаются большим разнообразием возможностей и, следовательно, цен - стоимость 1 порта колеблется в диапазоне от 50 до 1000 долларов. Одной из причин столь больших различий является то, что они предназначены для решения различных классов задач. Коммутаторы высокого класса должны обеспечивать высокую производительность и плотность портов, а также поддерживать широкий спектр функций управления. Простые и дешевые коммутаторы имеют обычно небольшое число портов и не способны поддерживать функции управления. Одним из основных различий является используемая в коммутаторе архитектура. Поскольку большинство современных коммутаторов работают на основе патентованных контроллеров ASIC, устройство этих микросхем и их интеграция с остальными модулями коммутатора (включая буферы ввода-вывода) играет важнейшую роль. Контроллеры ASIC для коммутаторов ЛВС делятся на 2 класса - большие ASIC, способные обслуживать множество коммутируемых портов (один контроллер на устройство) и небольшие ASIC, обслуживающие по несколько портов и объединяемые в матрицы коммутации.

Существует 3 варианта архитектуры коммутаторов:
 

• переключение (cross-bar) с буферизацией на входе,
• самомаршрутизация (self-route) с разделяемой памятью
• высокоскоростная шина.

На рисунке 3 показана блок-схема коммутатора с архитектурой, используемой для поочередного соединения пар портов. В любой момент такой коммутатор может обеспечить организацию только одного соединения (пара портов). При невысоком уровне трафика не требуется хранение данных в памяти перед отправкой в порт назначения - такой вариант называется коммутацией на лету cut-through. Однако, коммутаторы cross-bar требуют буферизации на входе от каждого порта, поскольку в случае использования единственно возможного соединения коммутатор блокируется (рисунок 4). Несмотря на малую стоимость и высокую скорость продвижения на рынок, коммутаторы класса cross-bar слишком примитивны для эффективной трансляции между низкоскоростными интерфейсами Ethernet или token ring и высокоскоростными портами ATM и FDDI.

Коммутаторы с разделяемой памятью имеют общий входной буфер для всех портов, используемый как внутренняя магистраль устройства (backplane). Буферизагия данных перед их рассылкой (store-and-forward - сохранить и переслать) приводит к возникновению задержки. Однако, коммутаторы с разделяемой памятью, как показано на рисунке 5 не требуют организации специальной внутренней магистрали для передачи данных между портами, что обеспечивает им более низкую цену по сравнению с коммутаторами на базе высокоскоростной внутренней шины.

На рисунке 6 показана блок-схема коммутатора с высокоскоростной шиной, связывающей контроллеры ASIC. После того, как данные преобразуются в приемлемый для передачи по шине формат, они помещаются на шину и далее передаются в порт назначения. Поскольку шина может обеспечивать одновременную (паралельную) передачу потока данных от всех портов, такие коммутаторы часто называют "неблокируемыми" (non-blocking) - они не создают пробок на пути передачи данных.

Применение аналогичной параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня модели OSI.

Коммутация третьего уровня

В продолжении темы о технологиях коммутации рассмотренных в предыдущем номера повторим, что применение параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня. Это позволило существенно, в 10-100 раз повысить скорость маршрутизации по сравнению с традиционными маршрутизаторами, в которых один центральный универсальный процессор выполняет программное обеспечение маршрутизации.

По определению Сетевой уровень (третий) - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами, подключенными к разным "подсетям", которые могут находиться в разных географических пунктах. В данном случае "подсеть" это, по сути, независимый сетевой кабель (иногда называемый сегментом).

Коммутация на третьем уровне - это аппаратная маршрутизация. Традиционные маршрутизаторы реализуют свои функции с помощью программно-управляемых процессоров, что будем называть программной маршрутизацией. Традиционные маршрутизаторы обычно продвигают пакеты со скоростью около 500000 пакетов в секунду. Коммутаторы третьего уровня сегодня работают со скоростью до 50 миллионов пакетов в секунду. Возможно и дальнейшее ее повышение, так как каждый интерфейсный модуль, как и в коммутаторе второго уровня, оснащен собственным процессором продвижения пакетов на основе ASIC. Так что наращивание количества модулей ведет к наращиванию производительности маршрутизации. Использование высокоскоростной технологии больших заказных интегральных схем (ASIC) является главной характеристикой, отличающей коммутаторы третьего уровня от традиционных маршрутизаторов. Коммутаторы 3-го уровня делятся на две категории: пакетные (Packet-by-Packet Layer 3 Switches, PPL3) и сквозные (Cut-Through Layer 3 Switches, CTL3). PPL3 - означает просто быструю маршрутизацию (Рисунок_7). CTL3 – маршрутизацию первого пакета и коммутацию всех остальных (Рисунок 8).

У коммутатора третьего уровня, кроме реализации функций маршрутизации в специализированных интегральных схемах, имеется несколько особенностей, отличающих их от традиционных маршрутизаторов. Эти особенности отражают ориентацию коммутаторов 3-го уровня на работу, в основном, в локальных сетях, а также последствия совмещения в одном устройстве коммутации на 2-м и 3-м уровнях:
 

• поддержка интерфейсов и протоколов, применяемых в локальных сетях,
• усеченные функции маршрутизации,
• обязательная поддержка механизма виртуальных сетей,
• тесная интеграция функций коммутации и маршрутизации, наличие удобных для администратора операций по заданию маршрутизации между виртуальными сетями.

Наиболее "коммутаторная" версия высокоскоростной маршрутизации выглядит следующим образом (рисунок 9). Пусть коммутатор третьего уровня построен так, что в нем имеется информация о соответствии сетевых адресов (например, IP-адресов) адресам физического уровня (например, MAC-адресам) Все эти МАС-адреса обычным образом отображены в коммутационной таблице, независимо от того, принадлежат ли они данной сети или другим сетям.

Первый коммутатор, на который поступает пакет, частично выполняет функции маршрутизатора, а именно, функции фильтрации, обеспечивающие безопасность. Он решает, пропускать или нет данный пакет в другую сеть Если пакет пропускать нужно, то коммутатор по IP-адресу назначения определяет МАС-адрес узла назначения и формирует новый заголовок второго уровня с найденным МАС-адресом. Затем выполняется обычная процедура коммутации по данному МАС-адресу с просмотром адресной таблицы коммутатора. Все последующие коммутаторы, построенные по этому же принципу, обрабатывают данный кадр как обычные коммутаторы второго уровня, не привлекая функций маршрутизации, что значительно ускоряет его обработку. Однако функции маршрутизации не являются для них избыточными, поскольку и на эти коммутаторы могут поступать первичные пакеты (непосредственно от рабочих станций), для которых необходимо выполнять фильтрацию и подстановку МАС-адресов.

Это описание носит схематический характер и не раскрывает способов решения возникающих при этом многочисленных проблем, например, проблемы построения таблицы соответствия IP-адресов и МАС-адресов

Примерами коммутаторов третьего уровня, работающих по этой схеме, являются коммутаторы SmartSwitch компании Cabletron. Компания Cabletron реализовала в них свой протокол ускоренной маршрутизации SecureFast Virtual Network, SFVN.

Для организации непосредственного взаимодействия рабочих станций без промежуточного маршрутизатора необходимо сконфигурировать каждую из них так, чтобы она считала собственный интерфейс маршрутизатором по умолчанию. При такой конфигурации станция пытается самостоятельно отправить любой пакет конечному узлу, даже если этот узел находится в другой сети. Так как в общем случае (см. рисунок 10) станции неизвестен МАС-адрес узла назначения, то она генерирует соответствующий ARP-запрос, который перехватывает коммутатор, поддерживающий протокол SFVN. В сети предполагается наличие сервера SFVN Server, являющегося полноценным маршрутизатором и поддерживающего общую ARP-таблицу всех узлов SFVN-сети. Сервер возвращает коммутатору МАС-адрес узла назначения, а коммутатор, в свою очередь, передает его исходной станции. Одновременно сервер SFVN передает коммутаторам сети инструкции о разрешении прохождения пакета с МАС-адресом узла назначения через границы виртуальных сетей. Затем исходная станция передает пакет в кадре, содержащем МАС-адрес узла назначения. Этот кадр проходит через коммутаторы, не вызывая обращения к их блокам маршрутизации. Отличие протокола SFVN компании Cabletron от - описанной выше общей схемы в том, что для нахождения МАС-адреса по IP-адресу в сети используется выделенный сервер.

Протокол Fast IP компании 3Com является еще одним примером реализации подхода с отображением IP-адреса на МАС-адрес. В этом протоколе основными действующими лицами являются сетевые адаптеры (что не удивительно, так как компания 3Com является признанным лидером в производстве сетевых адаптеров Ethernet) С одной стороны, такой подход требует изменения программного обеспечения драйверов сетевых адаптеров, и это минус Но зато не требуется изменять все остальное сетевое оборудование.

При необходимости передать пакет узлу назначения другой сети, исходный узел в соответствии с технологией Fast IP должен передать запрос по протоколу NHRP (Next Hop Routing Protocol) маршрутизатору сети. Маршрутизатор переправляет этот запрос узлу назначения, как обычный пакет Узел назначения, который также поддерживает Fast IP и NHRP, получив запрос, отвечает кадром, отсылаемым уже не маршрутизатору, а непосредственно узлу-источнику (по его МАС-адресу, содержащемуся в NHRP-запросе). После этого обмен идет на канальном уровне на основе известных МАС-адресов. Таким образом, снова маршрутизировался только первый пакет потока (как на рисунке 9 кратковременный поток), а все остальные коммутировались (как на рисунке 9 долговременный поток).

Еще один тип коммутаторов третьего уровня — это коммутаторы, работающие с протоколами локальных сетей типа Ethernet и FDDI. Эти коммутаторы выполняют функции маршрутизации не так, как классические маршрутизаторы. Они маршрутизируют не отдельные пакеты, а потоки пакетов.

Поток — это последовательность пакетов, имеющих некоторые общие свойства. По меньшей мере, у них должны совпадать адрес отправителя и адрес получателя, и тогда их можно отправлять по одному и тому же маршруту. Если классический способ маршрутизации использовать только для первого пакета потока, а все остальные обрабатывать на основании опыта первого (или нескольких первых) пакетов, то можно значительно ускорить маршрутизацию всего потока.

Рассмотрим этот подход на примере технологии NetFlow компании Cisco, реализованной в ее маршрутизаторах и коммутаторах. Для каждого пакета, поступающего на порт маршрутизатора, вычисляется хэш-функция от IP-адресов источника, назначения, портов UDP или TCP и поля TOS, характеризующего требуемое качество обслуживания. Во всех маршрутизаторах, поддерживающих данную технологию, через которые проходит данный пакет, в кэш-памяти портов запоминается соответствие значения хэш-функции и адресной информации, необходимой для быстрой передачи пакета следующему маршрутизатору. Таким образом, образуется квазивиртуальный канал (см. Рисунок 11), который позволяет быстро передавать по сети маршрутизаторов все последующие пакеты этого потока. При этом ускорение достигается за счет упрощения процедуры обработки пакета маршрутизатором - не просматриваются таблицы маршрутизации, не выполняются ARP-запросы.

Этот прием может использоваться в маршрутизаторах, вообще не поддерживающих коммутацию, а может быть перенесен в коммутаторы. В этом случае такие коммутаторы тоже называют коммутаторами третьего уровня. Примеров маршрутизаторов, использующих данный подход, являются маршрутизаторы Cisco 7500, а коммутаторов третьего уровня — коммутаторы Catalyst 5000 и 5500. Коммутаторы Catalyst выполняют усеченные функции описанной схемы, они не могут обрабатывать первые пакеты потоков и создавать новые записи о хэш-функциях и адресной информации потоков. Они просто получают данную информацию от маршрутизаторов 7500 и обрабатывают пакеты уже распознанных маршрутизаторами потоков.

Выше был рассмотрен способ ускоренной маршрутизации, основанный на концепции потока. Его сущность заключается в создании квазивиртуальных каналов в сетях, которые не поддерживают виртуальные каналы в обычном понимании этого термина, то есть сетях Ethernet, FDDI, Token Ring и т п. Следует отличать этот способ от способа ускоренной работы маршрутизаторов в сетях, поддерживающих технологию виртуальных каналов — АТМ, frame relay, X 25. В таких сетях создание виртуального канала является штатным режимом работы сетевых устройств. Виртуальные каналы создаются между двумя конечными точками, причем для потоков данных, требующих разного качества обслуживания (например, для данных разных приложений) может создаваться отдельный виртуальный канал. Хотя время создания виртуального канала существенно превышает время маршрутизации одного пакета, выигрыш достигается за счет последующей быстрой передачи потока данных по виртуальному каналу. Но в таких сетях возникает другая проблема — неэффективная передача коротких потоков, то есть потоков, состоящих из небольшого количества пакетов (классический пример — пакеты протокола DNS).

Накладные расходы, связанные с созданием виртуального канала, приходящиеся на один пакет, снижаются при передаче объемных потоков данных. Однако они становятся неприемлемо высокими при передаче коротких потоков. Для того чтобы эффективно передавать короткие потоки, предлагается следующий вариант, при передаче нескольких первых пакетов выполняется обычная маршрутизация. Затем, после того как распознается устойчивый поток, для него строится виртуальный канал, и дальнейшая передача данных происходит с высокой скоростью по этому виртуальному каналу. Таким образом, для коротких потоков виртуальный канал вообще не создается, что и повышает эффективность передачи.

По такой схеме работает ставшая уже классической технология IP Switching компании Ipsilon. Для того чтобы сети коммутаторов АТМ передавали бы пакеты коротких потоков без установления виртуального канала, компания Ipsilon предложила встроить во все коммутаторы АТМ блоки IP-маршрутизации (рисунок 12), строящие обычные таблицы маршрутизации по обычным протоколам RIP и OSPF.

Компания Cisco Systems выдвинула в качестве альтернативы технологии IP Switching свою собственную технологию Tag Switching, но она не стала стандартной. В настоящее время IETF работает над стандартным протоколом обмена метками MPLS (Multi-Protocol Label Switching), который обобщает предложение компаний Ipsilon и Cisco, а также вносит некоторые новые детали и механизмы. Этот протокол ориентирован на поддержку качества обслуживания для виртуальных каналов, образованных метками.

Коммутация четвертого уровня

Свойства четвертого или транспортного уровня модели OSI следующие: транспортный уровень обеспечивает услуги по транспортировке данных. В частности, заботой транспортного уровня является решение таких вопросов, как выполнение надежной транспортировки данных через объединенную сеть. Предоставляя надежные услуги, транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержания и упорядоченного завершения действия виртуальных каналов, систем обнаружения и устранения неисправностей транспортировки и управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения данными из другой системы).

Некоторые производители заявляют, что их системы могут работать на втором, третьем и даже четвертом уровнях. Однако рассмотрение описания стека TCP/IP (рисунок 1), а также структуры пакетов IP и TCP (рисунки 2, 3), показывает, что коммутация четвертого уровня является фикцией, так как все относящиеся к коммутации функции осуществляются на уровне не выше третьего. А именно, термин коммутация четвертого уровня с точки зрения описания стека TCP/IP противоречий не имеет, за исключением того, что при коммутации должны указываться адреса компьютера (маршрутизатора) источника и компьютера (маршрутизатора) получателя. Пакеты TCP имеют поля локальный порт отправителя и локальный порт получателя (рисунок 3), несущие смысл точек входа в приложение (в программу), например Telnet с одной стороны, и точки входа (в данном контексте инкапсуляции) в уровень IP. Кроме того, в стеке TCP/IP именно уровень TCP занимается формированием пакетов из потока данных идущих от приложения. Пакеты IP (рисунок 2) имеют поля адреса компьютера (маршрутизатора) источника и компьютера (маршрутизатора) получателя и следовательно могут наряду с MAC адресами использоваться для коммутации. Тем не менее, название прижилось, к тому же практика показывает, что способность системы анализировать информацию прикладного уровня может оказаться полезной — в частности для управления трафиком. Таким образом, термин "зависимый от приложения" более точно отражает функции так называемых коммутаторов четвертого уровня.

Тематики

• сети вычислительные

EN

• switching technology

эффективность производства
Рыночная стоимость произведенной продукции, деленная на суммарные за траты ресурсов организации.
[ http://tourlib.net/books_men/meskon_glossary.htm]

эффективность производства
Основная компонента экономической эффективности реального функционирования экономической системы, относящаяся к процессу производства материальных благ. Различаются экономическая и неэкономическая (социальная, экологическая и др.) Э.п. При рассмотрении экономической системы в масштабе целой страны Э.п. называется производительностью общественного труда. Э.п. на разных уровнях экономической системы измеряется как отношение полезных конечных результатов к объему используемых или затраченных ресурсов с помощью показателей производительности труда, фондоотдачи, рентабельности, окупаемости затрат и т.д. Инструментом ее обобщающей оценки является аппарат производственных функций. См. также Совокупная факторная продуктивность (производительность).
[ http://slovar-lopatnikov.ru/]

Тематики

• автоматизированные системы
• менеджмент в целом
• экономика

EN

• industrial efficiency
• operations performance
• production efficiency