слишком+обычный

   1931 – Германия (99 мин)

     Произв. Nero-Film

     Реж. ФРИЦ ЛАНГ

     Сцен. Tea фон Харбоу, Фриц Ланг, Пауль Фалькенберг, Эмиль Хаслер, Адольф Янсен по мотивам статьи Эгона Якобсона

     Опер. Фриц Арно Вагнер

     Муз. Григ

     В ролях Петер Лорре (= Питер Лорри) (убийца), Отто Вернике (инспектор Ломан), Густав Грундгенс (предводитель воров), Эллен Видманн (мадам Бекманн), Инге Ландгут (Эльзи Бекманн), Эрнст Шталь-Нахбаур (префект полиции), Фриц Штайн (министр), Теодор Лоос (комиссар Гробер), Фридрих Гнасс (взломщик), Фриц Одемар (жулик), Пауль Кемп (вор-карманник), Тео Линген (мошенник), Георг Йон (слепой продавец воздушных шаров).

   Загадочный убийца, лишивший жизни уже 7 маленьких девочек, наводит страх на жителей Берлина. Эльзи Бекманн, которую убийца застает за игрой в мячик, становится 8-й жертвой. Полиция устраивает новые обыски, следственные эксперименты, допросы, облавы – но результатов нет. Между тем ежедневные облавы вредят преступному миру. Главы разных преступных синдикатов объединяются, чтобы действовать сообща. Одновременно полицейские чины на совещании обсуждают новые меры. Преступники устанавливают наблюдение за всеми детьми в городе. На каждого нищего возлагается ответственность за несколько улиц. Инспектор Ломан, изучивший досье всех пациентов психиатрических клиник, выпущенных на свободу за последние 5 лет, совершает обыск в доме некоего Ганса Беккерта (он и есть убийца). Слепой торговец, продавший убийце воздушный шар для маленькой Эльзи, узнает его по свисту. Он указывает убийцу одному бандиту; тот следует за ним и незаметно выводит мелом на его плече букву «М». Бандиты следят за убийцей, неся вахту посменно. Девочка (которую убийца, несомненно, наметил в жертвы) показывает, что на спине у него пятно. Убийца видит букву «М» и понимает, что его выследили. Он прячется в здании некоей конторы и остается там на всю ночь.

   С наступлением ночи бандиты оцепляют район, связывают охранников и обыскивают здание вдоль и поперек. Наконец они находят убийцу на чердаке. Охранник приводит в действие сигнализацию, и бандитам приходится бежать от полиции вместе с пленником. Бандит Франц остается в здании и попадает в руки полицейских. Инспектор Ломаy допрашивает Франца и, убедив его в том, что при нападении был убит охранник, заставляет во всем признаться.

   На заброшенной фабрике преступный мир устраивает суд над убийцей. В свое оправдание тот заявляет, что не может не убивать. Над ним тяготеет проклятие – а судящие его бандиты свободны в своем выборе и могут не совершать злодеяний. Убийце даже предоставлен адвокат; он ссылается на невменяемость клиента и настаивает, чтобы убийцу передали заботам врачей. Однако все требуют казни. Полиция, следуя указаниям Франца, врывается на фабрику и арестовывает убийцу. Женский голос за кадром произносит: «Нам надо лучше смотреть за нашими детьми».

   ► Долгое время М был самым знаменитым фильмом Ланга; его ценили за выбранную тему, потрясающую игру Петера Лорре и визуальный стиль режиссера. Ланг выбрал на главную роль Петера Лорре, новичка в мире кинематографа, после триумфального успеха актера в пьесе Ведекинда «Пробуждение весны», где Лорре исполнял роль 14-летнего подростка. М относится к т. н. бледному периоду Фрица Ланга. Располагаясь между угольно-черной экспрессионистской палитрой и стальной серой расцветкой американского периода, бледный период также включает в себя фильмы Завещание доктора Мабузе, Das Testament des Dr Mabuse, 1931, и Лилиом, Liliom, 1934 – единственную французскую картину Ланга.

   С приходом в кинематограф звука Ланг начал попытки более глубоко и реалистично заглянуть в психологию своих героев. В отличие от титанов преступного мира из более ранних немых фильмов Ланга, Ганс Беккерт, убийца детей – преступник, растворившийся в толпе, «обычный» по образу жизни, поведению и социальной принадлежности. Эта заурядность делает его еще более неуловимым и страшным. Филипп Демонсаблон справедливо заметил: «М выводит на экран героя совершенно непостижимого, знакомство с ним только сгущает тайну. Во всех своих проявлениях – жестах, словах, поступках – он остается инородным, еще более удаляясь в какой-то глубоко чуждый нам мир» («Cahiers du cinéma», № 99, 1959). Понять его невозможно – а значит, невозможно и осудить: разве что как радикальный образ человеческого удела. Действительно, Беккерт принадлежит к особому роду героев Ланга, раздавленных гнетом судьбы, которая управляет их судьбами. Но здесь судьба повелевает даже инстинктами героя: она живет внутри него, а потому еще более жестока.

   Однако было бы ошибкой ограничивать интерес к фильму характером его главного героя (который, кстати, присутствует на экране сравнительно мало). Значительная часть действия посвящена тому, как общество реагирует на раковую опухоль в виде убийцы: тут Ланг рисует показательный образ Германии накануне прихода нацизма. По этому поводу Ланг описывает 2 маленьких закрытых сообщества – полицию и преступный мир, – которые начинают действовать параллельно друг другу, что особо подчеркивает режиссер. Фильм похож на репортаж об их совместных действиях. Со скрытой язвительной иронией Ланг допускает, что преступный мир действует гораздо эффективнее полиции и быстрее достигает цели (розыск и поимка убийцы), поскольку более заинтересован в ней и лучше организован. Портрет этих сообществ отражает один из ключевых мотивов творчества Ланга: западни, которую в данном случае устраивают сообща все члены некоей социальной группы, чтобы поймать в нее одного человека. Каким бы чудовищем ни был этот человек, при таких условиях он невольно напоминает несчастную жертву; неоднозначность авторского взгляда (который становится и нашим взглядом) добавляет глубины главному персонажу.

   М, первый звуковой фильм Ланга, наглядно показывает, что режиссер не отказался от приемов, формировавших всю силу немого кинематографа (визуальные эффекты, литоты, параллельный монтаж и др.), в то же время пытаясь превратить звук в техническое средство, придающее действию экспрессивность и достоверность (обратите внимание, как Ланг использует мелодию Грига из «Пер Гюнта», которая выдает угрожающее присутствие убийцы и помогает его опознать. Мелодию должен был насвистывать Петер Лорре, но, похоже, за него пришлось насвистывать Лангу, поскольку Лорре оказался на это не способен). Звук также усиливает действие визуального приема умолчания (мать маленькой Эльзи зовет ее в пустых декорациях) и создает в пространстве фильма дополнительный, очень тревожный эффект отсутствия и пустоты. Общая конструкция повествования не столь совершенна, как в более поздних американских картинах Ланга (напр., слишком большое внимание уделяется эпизодам с Ломаном). Немного скомканный по темпу (надо отметить, что мы не имеем доступа к изначальной версии продолжительностью в 117 мин), фильм раскрывает свою силу и гениальность на уровне отдельных эпизодов и последовательностей сцен (напр., параллельный показ совещания в полиции и собрания глав преступного мира или же финальный процесс).

   N.B. Ремейк Джозефа Лоуси (1951), сделанный для того же продюсера (Сеймура Небенцаля), не заслуживает того поношения, что выпало на его долю. Эта картина обладает большой жизненной силой и вписывается в контекст нуара благодаря своим городским пейзажам. Кроме того, достойна уважения попытка Лоуси глубоко проникнуть в сущность главного героя (эту роль исполняет Дэйвид Уэйн).

   БИБЛИОГРАФИЯ: сценарий и диалоги 99-мин версии опубликованы в журнале «L'Avant-Scène», № 39 (1964); на англ. языке – в серии «Классические киносценарии» (Classic Film Scripts, London, Lorrimer, 1968). Повторный выпуск в том же издательстве – в сборнике «Шедевры немецкого кино» (Masterworks of the German Cinema, 1973). Мишель Мари посвятил фильму отдельный том новой серии «Синопсис» (Synopsis, Nathan, 1989). Превосходный фотоальбом опубликован «Французской синематекой» и издательством «Éditions Plume», 1990.

  Уичито

   1955 – США (81 мин)

     Произв. Allied Artists (Уолтер Мириш)

     Реж. ЖАК ТУРНЁР

     Сцен. Дэниэл Б. Уллмен

     Опер. Херолд Липстин (Cinemascope, Technicolor)

     Муз. Ганс Й. Зальтер

     В ролях Джоэл Маккри (Уайатт Эрп), Вера Майлз (Лори Маккой), Ллойд Бриджес (Джин), Уоллес Форд (Артур Уайтсайд), Эдгар Бьюкенен (Док Блэк), Питер Грейвз (Морган Эрп), Кит Ларсен (Бэт Мастерсон), Карл Бентон Рид (мэр Эндрюз), Джон Смит (Джим Эрп), Уолтер Кой (Сэм Маккой), Уолтер Сэнд (Клинт Уоллес), Роберт Дж. Уилк (Бен Томпсон), Джек Элам (Эл), Мей Кларк (Мэри Элизабет Маккой).

   Уайатт Эрп прибывает в Уичито. Он хочет открыть в этом городе торговое дело, как самый обычный предприниматель. Город бурно развивается, благодаря животноводам и ковбоям; в нем только что торжественно открыли железную дорогу. Уайатт быстро завязывает дружбу со старым редактором местной газеты, разочарованным в жизни вдовцом и пьяницей Артуром Уайтсайдом и молодым репортером его газеты Бэтом Мастерсоном. Деньги он кладет в банк; но в здание банка тут же врываются налетчики. При помощи Бэта Уайатт обезоруживает бандитов. Уважаемые горожане в знак признательности и восхищения предлагают ему пост шерифа. Уайатт отказывается. Он уже «зачистил» несколько городов и теперь хочет убежать от судьбы, которая вечно ставит его на защиту закона.

   В город врываются ковбои крупного животновода Уоллеса, чтобы как следует гульнуть и найти себе женщин. Ночью, напившись до беспамятства, они открывают беспорядочную пальбу. Маленький мальчик, в полудреме глядящий на них из окна, убит шальной пулей в грудь. Уайатту остается только надеть звезду шерифа и принести присягу. Он арестовывает людей Уоллеса, а на следующий день – и самого Уоллеса, вздумавшего ему угрожать. Он отводит их всех к границе города, где при помощи молодого Бэта, ставшего его помощником, водрузил объявление, запрещающее въезжать в город с оружием. Знатные горожане начинают думать, что новый шериф слегка перегибает палку: в конце концов, ковбои обеспечивают процветание города. После пышного обеда они пытаются урезонить Уайатта, но он не привык к полумерам и не согласен ни на какие компромиссы. Хозяин салуна Док Блэк переходит к действиям и нанимает в соседнем городе 2 убийц. Увы, они оказываются родными братьями Уайатта – Морганом и Джимом. Дока Блэка быстро сажают под арест, а затем выгоняют из города.

   Теперь Уайатт настроил против себя всех уважаемых горожан, но мэр отказывается прогонять его. Сэм Маккой – человек, проложивший до города железную дорогу, и отец Лори, за которой ухаживает Уайатт, – становится его злейшим врагом. Док приводит в город 2 ковбоев Уоллеса, чтобы убить Уайатта, но в перестрелке погибает жена Сэма. Уайатт и его братья преследуют убийц и расправляются с ними. Доку удается сбежать. Люди Уоллеса большой толпой въезжают в Уичито: Сэм, после смерти жены перешедший на сторону Уайатта, преграждает им путь с ружьем в руках. Брат погибшего убийцы хочет биться с Уайаттом на дуэли и погибает; Сэм убивает своего бывшего друга Дока Блэка, который целился в Уайата из окна. Уайатт женится на Лори и уезжает с ней в Додж-Сити, новый город, ожидающий «зачистки».

   ►  Предпоследний из 6 полнометражных вестернов Жака Турнёра (оставим в стороне сериал, снятый им для телевидения совместно с Джорджем Уэггнером). Этот трезвый, строгий, суровый фильм – эти качества уже сами по себе вызывают эмоции – смотрит на сюжет с разных точек зрения. Простого перечисления будет недостаточно (хотя как быть иначе?), чтобы оценить их широту, их естественное и умелое переплетение в сюжете и в пространстве широкоэкранного формата, который очень любил Турнёр за то, что он, по его словам, требовал аккуратного построения композиции. Мир, описанный в большинстве фильмов Турнёра и, в частности, в Уичито, характерен своей нестабильностью, рассеянным страхом, сюрпризами на каждом шагу. Уже в прологе группа ковбоев с тревогой наблюдает за приближением незнакомца, спускающегося в долину: это Уайатт Эрп. Войдя в город, Уайатт находит там приют и угощение, но посреди ночи на него вдруг нападают грабители. Однако он остается начеку и возвращает себе украденное. В самом городе положительные и отрицательные герои постоянно меняются ролями – в зависимости от обстоятельств и своих интересов. Так Сэм Маккой, союзник Уайатта (один из тех, кто нанимает его для «зачистки» города), становится его врагом, а затем – опять союзником, когда на Сэма обрушивается беда (смерть жены). Злодеи не являются профессиональными «злодеями» в буквальном смысле слова: это всего лишь ковбои, но жизнь им выпала нелегкая, и потому в минуты отдыха, под влиянием выпивки, они превращаются в дикарей. (Турнёр в своих вестернах всегда сторонился деления мира на черное и белое.) В Уичито, городе без закона и без «ценностей», переживающем экономический бум, Уайатт Эрп, воплощающий в себе несуществующие ценности, выглядит каким-то инопланетным пришельцем.

   Мораль у Турнёра всегда немного причудлива и воплощается в причудливых людях. Уайатт воспринимает свою участь защитника правопорядка как наказание; эта участь его измотала, и спокойная, немного усталая манера игры Джоэла Маккри великолепно выражает измотанность. Поэтому Уайатт сражается и с собственной судьбой, и со своими псевдосоюзниками (видными горожанами, которым нужен порядок при условии, что его не будет слишком много), и с теми, кто нападает открыто и кого Уайатт считает не самыми опасными врагами. Специфическое мастерство Турнёра в работе над вестерном или приключенческим фильмом заключается в том, чтобы создать в рамках суровой и почти бесцветной сюжетной канвы (в данном случае основанной на отказе от впечатляющих натурных съемок, забавных и колоритных персонажей) повествование, изобилующее множеством интонационных нюансов. Они постоянно поддерживают в фильме тревогу. В частности, благодаря этим нюансам главный герой ни в чем не уверен, кроме собственной стойкости. Верить нельзя ничему, даже несчастью: самые напряженные моменты могут вдруг с невероятной иронией обернуться приятным сюрпризом и вылиться в почти комические эпизоды: напр., прибытие 2 братьев Эрпа, после которого все, кроме заказчика, вздыхают с облегчением. У Турнёра напряжение порождается неуверенностью. Как правило, он очень странным образом приковывает внимание зрителя: этот способ можно назвать «антисаспенсом» (в хичкоковском смысле слова). В его фильмах то, что должно произойти, не объявляется заранее, а неожиданно выскакивает из темноты, тумана, смутного и неуверенного ожидания.

 

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