Herkömmliche Datenübertragungskanäle werden noch viele Jahre lang ihre Funktion erfüllen, erschwinglich werden sie jedoch erst in dicht besiedelten Gebieten. Unter anderen Bedingungen sind andere Lösungen erforderlich, die eine zuverlässige Hochgeschwindigkeitskommunikation zu einem vernünftigen Preis ermöglichen.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie Kommunikationsprobleme lösen können, bei denen herkömmliche Kanäle teuer oder unzugänglich sind. Welche Lösungsklassen gibt es, wie unterscheiden sie sich und wie wählt man aus, was für eine bestimmte Aufgabe benötigt wird?
Es gibt mehrere Klassen von Technologien, die den Anspruch erheben, Kommunikationsprobleme zu lösen, bei denen herkömmliche Kommunikationskanäle fehlen oder wirtschaftlich unpraktisch sind. Balancer, Aggregatoren und Addierer machen scheinbar dasselbe, unterscheiden sich jedoch grundlegend in der Qualität der Problemlösung. Lass es uns herausfinden.
Balancer
Jeder Kanal funktioniert gleichzeitig. Dadurch wird das Problem der Zuverlässigkeit aufgrund der Redundanz gelöst, die Geschwindigkeit wird jedoch nicht erhöht. Gleichzeitig prüfen die allermeisten Balancer nicht, welcher Kanal schneller ist, sondern wechseln einfach zu dem, der funktioniert. 80 % der Lösungen auf dem Markt, die mehrere SIM-Karten verwenden, sind genau solche Balancer – wenn die Kommunikation über einen Kanal unterbrochen wird, wird die Verbindung automatisch auf einen anderen umgeschaltet.
Zwischen dem Balancer und dem Aggregator gibt es eine separate Übergangsklasse. Die Geschwindigkeit mehrerer Threads, beispielsweise von mehreren Benutzern gleichzeitig, ist höher als bei jedem einzelnen. Dieser Ansatz erfordert bei richtiger Umsetzung nicht einmal eine Verkehrsterminierungsinfrastruktur und wird häufig in der Klasse der kostengünstigen Router eingesetzt. Die Lösung kann insgesamt eine hohe Geschwindigkeit bereitstellen, aber jeder einzelne Benutzer erhält die verfügbare Geschwindigkeit nur über einen Kanal. Auf einem solchen Gerät können Sie ganz bequem Torrents herunterladen.
Zu lösendes Problem
Erhöhte Zuverlässigkeit. Reservierung von Datenübertragungskanälen.
Hauptmerkmal
- Geschwindigkeit des Wechsels von einem nicht funktionierenden Kanal zu einem funktionierenden. Je schneller das Gerät erkennt, dass ein Kanal nicht funktioniert und auf einen anderen umschalten muss, desto besser
- Vorrangige Arbeit auf dem schnellsten Kanal
Pros
- Gerätepreis. Die günstigste Lösung auf dem Markt
- Erfordert keine zwischengeschaltete Infrastruktur zur Verkehrsbeendigung
- Für die Nutzung und Wartung ist kein qualifiziertes Personal erforderlich
Cons
- Es gibt keine Überprüfung der Kanalqualität. Das Gerät wechselt möglicherweise zu einem Kanal mit mittelmäßiger Verbindung, während der Nachbarkanal viel schneller ist.
Gezielter Einsatz
Dienste, die keine hohen Datenübertragungsraten erfordern und für kurze Ausfallzeiten bereit sind
Aggregatoren
Dieser Begriff kommt vom englischen Aggregat. Im Rahmen von Datenübertragungssystemen ist es schon sehr lange im Einsatz und wird in Lösungen zur Kombination physikalischer drahtgebundener und optischer Datenübertragungskanäle eingesetzt.
Im Vergleich zu Balancern handelt es sich um fortschrittlichere Systeme – sie nutzen mehrere Datenübertragungskanäle gleichzeitig. Über jeden Kanal wird eine Verbindung mit einem Zwischenserver hergestellt, wo der Datenverkehr zusammengeführt und weiter an den Zieldienst übertragen wird. Auch wenn mehrere Kanäle wegfallen, kommt es daher nicht zu einer Unterbrechung der Datenübertragung. Das heißt, es gibt kein Konzept für den Wechsel von einem Kanal zum anderen. Es ist auch zu beachten, dass die meisten dieser Lösungen entgegen der landläufigen Meinung auf drahtlosen Datenübertragungskanälen die Geschwindigkeit nicht oder nur geringfügig erhöhen. Beispielsweise sollten 4 Kanäle mit 10 Mbit/s insgesamt 40 Mbit ergeben, aber Aggregatoren im L3-Tunnel liefern etwa 12–18. Dies sind die maximalen Geschwindigkeitssteigerungen unter idealen Bedingungen. Dies geschieht aufgrund der großen ungleichmäßigen Entropie in den Kanälen. Es ist keine triviale Aufgabe, Kanäle mit unterschiedlichen Kapazitäten und vor allem unterschiedlichen Verzögerungen zu kombinieren.
Das ist sicherlich besser als zehn, aber viel weniger als die erwarteten vierzig. Skrupellose Hersteller versuchen, diesen Nachteil durch eine Kombination aus Proxyserver und Ersatz der Quelladresse zu verbergen. In diesem Fall erhöht sich die Geschwindigkeit deutlich, dies funktioniert jedoch nur in Fällen, in denen die Verbindung vom Gerät aus initiiert wird. Wenn Sie eine Verbindung von außen herstellen, funktioniert diese Technik nicht mehr. Wenn Sie zwei Netzwerke kombinieren möchten, beispielsweise eine Verkaufsstelle mit einer Zentrale oder einen Zug mit einem zentralen Netzwerk, wird der Aggregator die Aufgabe nicht bewältigen, da die Geschwindigkeit zum Gerät zehnmal geringer ist als die vom Gerät. Darüber hinaus werden solche Manipulationen beim Einsatz in Netzen von Telekommunikationsbetreibern mit Sicherheit Fragen der Regulierungsbehörden zum System der operativen Ermittlungsmaßnahmen (SORM) aufwerfen.
Lösungen zur Aggregation drahtloser Datenübertragungskanäle sind relativ einfach und erfordern keine Investitionen in wissenschaftsintensive Forschung. Fast alle enthalten ausschließlich vorgefertigte, weithin beschriebene Open-Source-Lösungen. Hersteller ziehen es vor, eine einfache WEB-Schnittstelle zu erstellen und diese als innovative Entwicklung auszugeben. Dieser Ansatz ist in Russland sehr verbreitet.
Zu lösendes Problem
Erhöhte Zuverlässigkeit. Leichte Steigerung der Geschwindigkeit.
Hauptmerkmal
Entsorgung aggregierter Kanäle. Durchschnittliche maximale Datenübertragungsrate.
Cons
- Gerätepreis. Vielfach teurer als herkömmliche Balancer
- Verfügbarkeit monatlicher Zahlungen, da eine zwischengeschaltete Infrastruktur zur Verkehrsbeendigung erforderlich ist
- Für die Wartung ist speziell geschultes Fachpersonal erforderlich
- Geringe Auslastung der Datenübertragungskanäle im L3-Tunnel
- Die Verwendung von Proxyservern führt zu einem asymmetrischen Netzwerk und einer asymmetrischen Adressierung
Pros
- Löst das Problem redundanter Datenübertragungskanäle sehr gut
- Bei Verwendung eines Proxyservers wird eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit erreicht, wenn die Verbindung vom Gerät aus initiiert wird
Gezielter Einsatz
Dienste, die eine stabile Kommunikation erfordern und keinen L3-Tunnel erfordern. Privathaushalte, einfache Topologien, die kein symmetrisches Netzwerk erfordern. Gilt nicht für Industrieanlagen und Telekommunikationsbetreibernetze.
Addierer
Im Zusammenhang mit Datenübertragungskanälen tauchte dieser Begriff in Russland erst vor wenigen Jahren auf. Diese Lösungen sind Aggregatoren sehr ähnlich, unterscheiden sich jedoch grundlegend darin, dass sie zwar alle ihre Vorteile beibehalten, aber keine Nachteile aufweisen.
Wenn Sie eine Verschlüsselung vom Gerät selbst bis zum Terminierungsserver benötigen, ist diese Option ebenso wie die On-the-Fly-Komprimierung in ausgereiften Technologien auf dem Markt vorhanden.
Bei L3-Tunneln beträgt die Auslastung der Datenübertragungskanäle bei Addierern etwa 90 %. Wenn der Aggregator beispielsweise 40 Mbit/s liefert, liefert der Addierer sicher 70 Mbit/s. Deshalb wird es Addierer genannt. Dies ist eine sehr schwierige Aufgabe und erfordert ernsthafte wissenschaftsintensive Forschung.
Eine erfolgreiche Erhöhung der Geschwindigkeit im L3-Tunnel sorgt für eine reibungslose Netzwerktopologie ohne „Besonderheiten“.
Im Gegensatz zu Aggregatoren unterliegen Addierer keinen Einschränkungen hinsichtlich ihres Umfangs. Sie können auf jeder Art von Datenübertragungskanal und in jeder Netzwerktopologie eingesetzt werden. Das vom Addierer erstellte Netzwerk ist völlig standardisiert und wirft im Gegensatz zu Aggregatoren im Betrieb keine Fragen seitens der Regulierungsbehörden oder Fallstricke im Betrieb auf.
Zu lösendes Problem
Erhöhte Zuverlässigkeit. Mehrfache Geschwindigkeitssteigerung.
Hauptmerkmal
Entsorgung aggregierter Kanäle. Durchschnittliche maximale Datenübertragungsrate.
Cons
- Verfügbarkeit monatlicher Zahlungen, da eine zwischengeschaltete Infrastruktur zur Verkehrsbeendigung erforderlich ist.
- Der Preis ist vergleichbar mit dem Aggregator
Pros
- Eine hocheffiziente Lösung für das Problem redundanter Datenübertragungskanäle.
- Eine mehrfache Erhöhung der Geschwindigkeit und Kapazität der Kanäle im L3-Tunnel.
Gezielter Einsatz
Kommerzielle, industrielle und staatliche Dienste, die eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung erfordern. Es gibt keine Nutzungsbeschränkungen.
Komplette Lösung
Technologien zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und des Durchsatzes müssen zusätzlich zu ihrer Hauptfunktion einfach zu verwalten und skalierbar sein, umfassende Lösungen für Endbenutzerprobleme darstellen und dürfen das Problem nicht fragmentiert lösen, wodurch die meisten Infrastruktur- und Betriebsaufgaben auf den Kunden verlagert werden Kompetenz.
Was ist für eine umfassende Lösung erforderlich?
1. Einheitliches Netzwerkverwaltungssystem
Es ermöglicht die Verwaltung aller Netzwerkgeräte – Firmware und Konfiguration zentral aktualisieren, Warnungen und Unfälle anzeigen und die Last im Netzwerk ausgleichen. Verwalten Sie alle Funktionen jedes Geräts transparent und sehen Sie in einigen Fällen den Standort des Geräts und seine wichtigsten Eigenschaften auf einer interaktiven Karte.
Ein hochwertiges Netzwerkmanagementsystem spart technisches Personal, verkürzt die Zeit zur Problemlösung und erledigt alles, was das „Gehirn“ normalerweise tut.
2. Zuverlässigkeit
Die Technologie beinhaltet die Verwendung eines Traffic Termination Servers, der immer zwischen dem Gerät und dem Zieldienst steht. Es kann zu einem Single Point of Failure werden. Wenn eine Lösung den Datenverkehr nicht automatisch von Geräten auf Terminierungsserver umverteilen und kein automatisches Failover bereitstellen kann, wird die Verwendung für kommerzielle Zwecke nicht empfohlen.
Es ist sehr wichtig. Ohne ein automatisches Backup-System wird das schnellste Netzwerk früher oder später zu einem Netzwerk aus „Bausteinen“ werden.
3. Qualitätsüberwachung
Die überwiegende Mehrheit der Lösungen kann keine wichtigen Kennzahlen zur Geräteleistung erfassen, wenn diese nicht online sind. Das heißt, wenn es ein Problem mit dem Netzwerk gibt, ist der Systembetreiber nicht in der Lage, eine nachträgliche Analyse des Geräts durchzuführen und zu verstehen, was genau das Problem war.
In kritischen Infrastrukturen müssen Geräte im Falle eines „Debriefings“ möglichst viele Metriken über Kommunikationskanäle erfassen, speichern und an das zentrale System übermitteln können, ohne die Kanäle zu belasten. Kein Open-Source-Überwachungssystem kann gleichzeitig Datenverkehr einsparen und retrospektive Kennzahlen liefern.
4. Sicherheit
Das Netzwerk muss einerseits maximal vor böswilligen Einflüssen geschützt sein und andererseits vollständig vom Kunden kontrolliert werden.
5. Support vom Hersteller rund um die Uhr
Es ist sehr schwierig, mit einem Hersteller zu kommunizieren, wenn er sich in einer anderen Zeitzone befindet und eine andere Sprache spricht oder sich einfach für einen König hält. Es ist sehr wichtig, dass die Reaktion des Herstellers auf das Problem des Kunden minimal ist und dass die Lösung das Problem tatsächlich löst
Was soll ich wählen?
1. Wenn Sie mit der Funktion eines Kanals zufrieden sind und einfach auf Nummer sicher gehen wollen, entscheiden Sie sich für einen Balancer. Einfach, günstig und effektiv. Es wäre von Vorteil, wenn der Hersteller die folgenden Modi einbauen würde:
-Das Konzept des Haupt- und Backup-Kanals. Wenn der Backup-Kanal nur dann eingeschaltet ist, wenn der Hauptkanal nicht verfügbar ist. Der Hauptkanal schaltet sich ein, sobald er verfügbar ist.
-Mechanismus zur Überwachung der Kanalqualität, ohne Serviceverkehr zu erzeugen.
-Es wird ein großes Plus sein, die Gesamtgeschwindigkeit durch sitzungsbasierte Aufteilung des Datenverkehrs zwischen verfügbaren Kanälen zu erhöhen. Dies führt zu einer deutlichen Steigerung der Gesamtgeschwindigkeit, jedoch nicht zu einer Steigerung innerhalb einer Sitzung.
Diese Mechanismen funktionieren nur effektiv zusammen.
2. Wenn Ihnen die Geschwindigkeit eines Kanals nicht ausreicht oder Sie maximale Geschwindigkeit benötigen, wählen Sie Addierer. Aggregatoren kosten das gleiche, können aber weniger leisten.
Source: habr.com