پنج شنبه , ۲۹ شهریور ۱۳۹۷

چالش‌های ارتقا به شبكه‌های اترنت 40/100G

 

1118

توسعه شبكه‌هاي اترنت 10 گيگابيت به شبكه‌هاي 40 و 100 گيگابيت به سادگي عوض كردن چند سوئيچ يا كارت خط نيست. عوامل متعددي در اين ارتقا دخيل هستند. براي مثال، هماهنگ‌سازي ساعت داخلي سوئيچ‌ها با سرعت‌هاي بالاتر به خصوص در محيط‌هاي چندرسانه‌اي بسيار اهميت دارد. همچنين نگه‌داشتن تأخير در يك سطح قابل قبول و در عين حال نگه‌داشتن معماري و طراحي بهينه شبكه‌هاي 40/100G كار بسيار سختي است. در ضمن بايد مطمئن شويد كه زيرساخت كابل‌كشي شبكه شما گنجايش افزايش پهناي‌باند 4 تا 10 برابري را دارد!

 

چالش نخست: تأخير
كاربراني كه از تجهيزات برندها و شركت‌هاي مختلفي در شبكه فعلي‌شان استفاده مي‌كنند، بايد به سازگاري اين تجهيزات با فناوري‌هاي جديد و نيازمندي‌هاي آن‌ها براي مهاجرت به شبكه‌هاي 40/100G كاملاً آگاه و مسلط باشند. ناسازگاري ميان تجهيزات مختلف در شبكه‌هاي با سرعت بيش‌تر از 10 گيگابيت توام با ايجاد تأخير و بالا رفتن نرخ گم شدن بسته‌ها (Loss Packet) است و موجبات بروز مشكلات عديده‌اي براي كاربران خواهد شد. متخصصان اين صنعت مي‌گويند براساس تحقيقات صورت گرفته تأخير بزرگ‌ترين مشكل كاربران در اين ارتقا خواهد بود. در شبكه‌هاي پرسرعت متراكم 10 گيگابيت، كوچك‌ترين اختلاف ساعت ميان سوئيچ‌هاي شبكه باعث بروز تأخيرهاي وحشتناكي مي‌شود كه در نهايت بسته‌ها در شبكه به مقصد نمي‌رسند و بين راه گم مي‌شود. به یقین براي شبكه‌هاي 40 گيگابيت اين وضعيت حساس‌تر و حادتر است و مهم‌تر جلوه مي‌كند. تأخير يك نيازمندي بحراني در مراكزداده امروزي است. بسياري از نوآوري‌هاي جديد با هدف كاهش تأخير انجام مي‌شوند. «اگر داريد از RDMA (سرنام Remote Direct Memory Access) در شبكه‌تان استفاده مي‌كنيد، شما در حال فرو رفتن در بزرگ‌ترين چالش ممكن هستيد و با تأخيرهاي مختلف پيكربندي روبه‌رو مي‌شويد.» اين هشدار را شان والش؛ نايب‌رئيس بخش بازاريابي و توسعه شركت Emulex خطاب به كساني مي‌گويد كه قصد ارتقای شبكه‌شان را دارند. RDMA داراي تأخير بسيار كم و ظرفيت توان خروجي بالايي براي انتقال اطلاعات در هنگامي است كه حافظه برنامه‌هاي كاربردي به صورت مستقيم با حافظه كارت‌هاي شبكه بدون كپي شدن در بافر سيستم‌عامل تعويض مي‌شوند. والش مي‌گويد: «همان‌طور كه مي‌بينيد از سوئيچ‌هاي مجازي زيادي درون رك‌ها استفاده مي‌كنيد، سوئيچ‌هاي مبتني‌بر ماشين‌هاي مجازي كه كاربردهاي بسيار خاصي هم دارند. كارت خط‌هاي جديد در پشت‌پرده معماري شبكه يعني به وجود آمدن سطح‌هاي مختلفي از Oversubscription (اصطلاحي رايج در شبكه‌هاي پرسرعت به اين معنا كه نرخ دريافت/ارسال اطلاعات روي يك پورت بيش‌تر از ظرفيت و سرعت آن پورت باشد). اين وضعيت به صورت عادي شبكه را ضعيف مي‌كند و پيكربندي‌ها دچار خطا مي‌شوند و نگران‌كننده خواهند بود. افرادي كه شبكه‌هاي 40 گيگابيت را ارزيابي مي‌كنند اعتقاد دارند بزرگ‌ترين مسئله براي اجراي اين شبكه‌ها مديريت تأخير، گام‌ها (Hop) و تجمع ميدان ديد شبكه در يك نقطه است.»
شركت Emulex سال گذشته به يك محصول توسعه ابزارهاي مديريت كارايي شبكه به نام Endace دست يافت. اين شركت با استفاده از اين ابزار و كنترلر Emulex’s XE201 I/O توانست مراكزداده 10 گيگابيتي را به 40 گيگابيت ارتقاء دهد. والش انتظار دارد بازار شبكه‌هاي 40 گيگابيتي در چهار يا پنج سال آينده به مرز 700 ميليون دلار برسد؛ تقريباً مدت زماني نصف دوره‌اي كه شبكه‌هاي اترنت 10 گيگابيت به اين مرز مالي رسيدند. والش مي‌گويد سرورهاي تيغه‌اي نسل آينده با رابط‌ها و معماري‌هاي متوسط، بيگ ديتا، تحليل‌گرها، ويديو و داده روي موبايل، تجهيزات BYOD و فركانس‌هاي راديويي بالا سعي مي‌كنند به سوي اين بازار حركت كنند.

چالش دوم: زيرساخت کابل‌کشي
به گفته كارشناسان، چالش بعدي در حال مطالعه زيرساخت كابل‌كشي براي شبكه‌هاي 40/100G است. طول فيبر نوري و اطمينان از عدم خرابي و هرگونه درز و بريدگي و همچنين اندازه و درجه مناسب عامل‌های مهمي هستند. اطمينان از كابل‌كشي يك تعهد و مسئوليتی بزرگ بر دوش كاربران است زیرا ممكن است به كابل‌كشي دوباره بخش قابل‌توجهي از شبكه منجر شود و هزينه و زمان زيادي به هدر بدهد. در لايه فيزيكي، شبكه 40G به معناي چهار شبكه LAN ده گيگابيتي است اما شبكه 100G برابر با چهار خط 25G است كه به طور مشخص با زيرساخت كابل‌كشي شبكه‌هاي 10 و 40 گيگابيت بسيار متفاوت است.
والش دراين‌باره مي‌گويد: «شبكه‌هاي 100G در حال فراتر رفتن از يك چالش هستند. زيرا شما در حال حاضر با يك لايه جديد و زيرساخت فيزيكي مجزا روبه‌رو هستيد. شما بايد با يك نسل كاملاً جديدي از كابل‌هاي فيبر نوري و كابل‌كشي كار كنيد.» بالاتر رفتن سرعت يك بيت به اندازه چهار تا 10 برابر به طور ذاتي با خطا و چالش مواجه است. مطمئن باشيد كه در سيستم‌هاي سطح بالا مانند روترها و سوئيچ‌ها و در سطح ارائه سرويس‌هاي با كيفيت، اگر چالش‌ها و خطاهاي بيشتري وجود نداشته باشد به همان اندازه چالش و خطا وجود دارد. تصور كنيد هر دستگاه بايد كاري كه در شبكه 10 گيگابيت انجام مي‌داد را اكنون در مدت زماني برابر يك چهارم يا يك دهم انجام دهد. براي يك روتر يعني تمامي عمليات‌هاي بازبيني بسته، صف‌بندي‌، فيلترينگ، اعمال سياست‌ها، اولويت‌بندي، به‌روزرساني جداول و ورود به سيستم در حالي كه يك نشست SLA با حذف يا مرتب‌سازي بسته روبه‌رو نيست و نيازي به افزايش تأخير يا اعوجاج ندارد، بايد در مدت زماني يك چهارم يا يك دهم به خوبي انجام شوند. اسكات رجيستر، رئيس بخش مديريت محصول شركت Ixia مي‌گويد: «روترها تنها براي هدايت به جلوي بسته‌ها استفاده نمي‌شوند.» شركت Ixia ابزارهاي ارزيابي، اندازه‌گيري و بازديدبيني را مي‌سازد. او می‌افزاید: «آن‌ها حامل NAT، شماره شناسايي برنامه‌هاي كاربردي، پردازش‌هاي امنيتي و چيزهاي ديگري همانند اين‌ها هستند. درباره شبكه‌هاي پرسرعت 40/100G بايد پاسخ داد قبل از اين‌كه به رفع مشكلات بپردازيد، چه سرويسي را مي‌توانيد روي اين سرعت‌ها فعال كنيد؟» رجيستر مي‌گويد وقتي يك دستگاه وظايف NAT را برعهده دارد، مشكل‌ سخت‌تر مي‌شود چون احتمال افزايش ترافيك و باركاري وجود دارد. علاوه‌بر توان خروجي، ظرفيت نشست‌ها و ديگر ارتباطات موجود نيز بايد براساس پهناي‌باند از 10G به 40/100G ارتقا يابند. رجيستر مي‌گويد: «شما نمي‌توانيد تعداد پورت‌هاي TCP و UDP بيشتري به صرف اين‌كه ترافيك افزايش يافته استفاده كنيد. شما براي هوشمندسازي چرخه توان خروجي جدول NAT چه فكري كرديد؟ برخي از مشكلات در سرعت‌هاي پايين نمايان نمي‌شوند اما در سرعت‌هاي بالا به وضوح مشخص هستند. بسياري از آزمایش‌ها و ارزيابي‌هاي ما پيرامون اين مشكلات و مسائل سطح بالا است.»
اين آزمایش‌‌ها قبل از به‌كارگيري شبكه‌هاي پرسرعت است. هنگامي كه يك شبكه پرسرعت استقرار يافت چالش‌ها تازه‌اي رخ مي‌دهد، به خصوص در سازمان‌ها و شبكه‌هايي كه نياز به ارائه سرويس‌ها و خدمات با كيفيت و دقت و انطباق زياد دارند.
رجيستر مي‌گويد: «افزايش نيازمندي‌هاي امنيتي براي انطباق‌پذيري بيش‌تر، ركورد كردن ايميل‌ها و مسائلي از اين نوع در شبكه‌هاي يك گيگابيت ساده است اما در شبكه‌هاي ده گيگابيت، 40 گيگابيت و 100 گيگابيت در‌واقع واقعاً سخت است. بنابراين، اگر مي‌خواهيد اين كارها را در شبكه‌هاي پرسرعت انجام دهيد به يك توازن بار هوشمندانه و فيلترسازي اطلاعات غيرضروري و ابزارهايي براي نگه‌داشتن توان خروجي و پهناي باند در سطح مطلوب نياز داريد. اين چالش‌ها با ابزارهاي موجود فيلترسازي و تحليل‌گر بدتر خواهند شد. بهره‌برداري از يك لينك با سرعت 40 گيگابيت به 30 ابزار يا تعداد بيشتري براي مانيتورينگ ترافيك هر بخش اين لينك 40 گيگابيت نياز دارد.» Ixia يك سوئيچ براي قرار گرفتن ميان محصولات شبكه و ابزارهايي كه فقط آناليز و تحليل‌گر هستند، ارائه داده است. رجيستر درباره اين سوئيچ مي‌گويد: «شركت Ixia يك سوئيچ ميان محصولات شبكه و ابزارهاي فيلترسازي و تحليل‌گر قرار داده است تا تنها ترافيك وب سرور را مانيتور كنند. اين سوئيچ تنها بخش كوچكي از شبكه را نظارت و رهگيري مي‌كند. ما مي‌توانيم تنها براي 32 ابزار تحليل‌گر عمليات استريم ترافيك ورودي و لود بالانسينگ را انجام دهيم. ما مي‌توانيم به روش‌هايي مانند Round Robin ترافيك را ميان ابزارها به گردش دربياوريم. اين سوئيچ كمك مي‌كند تا ابزارها و سرمايه‌گذاري موجود روي شبكه 10 گيگابيت را حفظ كنيم. واقعيت اين است كه تعداد زيادي ابزار تحليل‌گر و فيلترساز روي شبكه 40 گيگابيت ارائه نشده است و براي شبكه 100 گيگابيت اصلاً ابزاري وجود ندارد. بنابراين، يكي از چالش‌هاي شما بازديد ترافيك روي شبكه‌هاي پرسرعت ارتقا ‌يافته است.»

چالش سوم: ناسازگاري 
والش مي‌گويد: «البته هميشه پس از همه اين چالش‌ها، عدم سازگاري و انطباق ميان تجهيزات برندهاي مختلف روي شبكه‌هاي 40 گيگابيت وجود دارد. همچنین، هماهنگ‌سازي ساعت ميان محصولات سيستم و افزودن ويژگي‌ها و برنامه‌هاي كاربردي كه از قبل بايد ارزيابي شوند تا هماهنگي و سازگاري‌شان با تجهيزات شبكه اثبات شود؛ چالش‌هاي بعدي هستند. وقتي مردم سعي مي‌كنند روي شبكه‌هاي 40/100G ويژگي‌هاي مختلف و خاصي را پياده‌سازي كنند، ما به كجا مي‌توانيم پناه ببريم؟ به طور پايه ارتباطات در يك شبكه اترنت خوب كار مي‌كنند اما مشكل از جايي شروع مي‌شود كه مي‌خواهيد از RoCE (سرنام RDMA over Converged Ethernet) با تأخير كم استفاده كنيد. همچنين استفاده از يك نسخه خاص برنامه‌هاي كاربردي SDN كه نيازهاي خاصي طلب مي‌كند يا افزودن سوئيچ‌هاي SDN به شبكه اترنت معمولي وضعيت را بغرنج‌تر مي‌كند و پيچيدگي چالش‌ها را دو چندان خواهد كرد.»

منبع : ماهنامه شبکه

Print Friendly, PDF & Email

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*