Verbinden. Mit Erfolg

Traditionelle Datenübertragungskanäle werden noch viele Jahre ihre Funktion zuverlässig erfüllen, jedoch werden sie nur in dicht besiedelten Gebieten zu einem akzeptablen Preis verfügbar. In anderen Situationen sind andere Lösungen erforderlich, die eine zuverlässige Hochgeschwindigkeitsverbindung zu vernünftigen Kosten bieten können.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie man Kommunikationsprobleme dort löst, wo traditionelle Kanäle teuer oder unzugänglich sind. Welche Klassen von Lösungen gibt es, wie unterscheiden sie sich und wie wählt man die richtige für eine spezifische Aufgabe aus?

Es gibt mehrere Klassen von Technologien, die darauf abzielen, Kommunikationsprobleme dort zu lösen, wo traditionelle Kommunikationskanäle fehlen oder wirtschaftlich unpraktisch sind. Lastenverteiler, Aggregatoren und Summierer scheinen grundsätzlich dasselbe zu tun, unterscheiden sich jedoch erheblich in der Qualität der Problemlösung. Lassen Sie uns das genauer anschauen.

Lastenverteiler

Zu einem bestimmten Zeitpunkt funktioniert immer nur ein Kanal. Dies gewährleistet eine gewisse Zuverlässigkeit durch Reserve, bietet jedoch keinen Geschwindigkeitszuwachs. Gleichzeitig überprüfen die meisten Lastenverteiler nicht, welcher Kanal schneller ist, sondern schalten einfach auf den Kanal um, der funktioniert. 80 % der Lösungen auf dem Markt, die mehrere SIM-Karten verwenden, sind solche Lastenverteiler – sie schalten automatisch auf einen anderen Kanal um, wenn die Verbindung über einen Kanal abbricht.

Es gibt eine spezielle Übergangsklasse zwischen Lastenverteiler und Aggregator. Die Geschwindigkeit bei mehreren Verbindungen, zum Beispiel von mehreren Benutzern gleichzeitig, wird höher sein als bei jedem einzelnen Kanal. Dieser Ansatz erfordert bei richtiger Implementierung nicht einmal eine Infrastruktur zur Terminierung des Verkehrs und wird häufig in der Klasse der kostengünstigen Router verwendet. Die Lösung kann eine insgesamt hohe Geschwindigkeit bieten, aber jeder einzelne Benutzer erhält nur die über einen Kanal verfügbare Geschwindigkeit. Torrents auf einem solchen Gerät können sehr komfortabel heruntergeladen werden.

Das zu lösende Problem

Erhöhung der Zuverlässigkeit. Reservierung von Datenübertragungskanälen.

Schlüsselmerkmal

1. 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 umgeschaltet werden muss, desto besser.
2. Priorität der Arbeit mit dem schnellsten Kanal

Vorteile

1. Preis des Geräts. Die kostengünstigste Lösung auf dem Markt.
2. Benötigt keine Zwischeninfrastruktur für die Datenverkehrstermination
3. Benötigt kein qualifiziertes Personal für Nutzung und Wartung

Nachteile

1. Es gibt keine Qualitätsüberprüfung des Kanals. Das Gerät kann auf einen Kanal mit mäßiger Verbindung umschalten, während der benachbarte Kanal deutlich schneller ist.

Zweckbestimmung

Dienste, die keine hohe Datenübertragungsrate erfordern und bereit sind für kurze Ausfallzeiten

Aggregator

Dieser Begriff stammt aus dem Englischen und wird seit langem im Kontext von Datentransfersystemen verwendet. Er kommt bei Lösungen zur Zusammenfassung physischer kabelgebundener und optischer Datenübertragungskanäle zum Einsatz.

Dies sind fortschrittlichere Systeme im Vergleich zu Lastenausgleichssystemen – sie nutzen gleichzeitig mehrere Datenübertragungskanäle. Über jeden Kanal wird eine Verbindung zu einem Zwischenserver hergestellt, auf dem der Verkehr zusammengeführt und an den Zielservice weitergeleitet wird. Daher wird die Datenübertragung nicht unterbrochen, selbst wenn mehrere Kanäle ausfallen. Hier gibt es also kein Konzept des Umschaltens von einem Kanal auf einen anderen. Außerdem ist zu beachten, dass bei drahtlosen Datenübertragungskanälen, entgegen der weit verbreiteten Meinung, die meisten dieser Lösungen die Geschwindigkeit nicht erhöhen oder nur geringfügig steigern. Zum Beispiel sollten 4 Kanäle mit je 10 Mbit/s insgesamt 40 Mbit liefern, jedoch bringen Aggregatoren im L3-Tunnel etwa 12-18. Dies sind die maximalen Werte für Geschwindigkeitssteigerungen unter idealen Bedingungen. Dies geschieht aufgrund der großen ungleichmäßigen Entropie in den Kanälen. Es ist eine nicht triviale Aufgabe, Kanäle mit unterschiedlicher Bandbreite und vor allem unterschiedlichen Latenzen zu kombinieren.

Das ist zweifellos besser als zehn, aber deutlich weniger als die erwarteten vierzig. Unredliche Hersteller versuchen, diesen Mangel zu verbergen, indem sie eine Kombination aus Proxy-Server und Adressänderung verwenden. In diesem Fall steigt die Geschwindigkeit um ein Vielfaches, funktioniert jedoch nur, wenn die Verbindung vom Gerät initiiert wird. Wenn die Verbindung aus der Außenwelt initiiert wird, funktioniert dieser Trick nicht mehr. Wenn Sie zwei Netzwerke verbinden möchten, wie beispielsweise einen Verkaufsstand mit dem Hauptbüro oder einen Zug mit dem zentralen Netzwerk – wird der Aggregator die Aufgabe nicht bewältigen, da die Geschwindigkeit zum Gerät zehnmal geringer sein wird als vom Gerät. Darüber hinaus führen solche Manipulationen in Netzwerken von Telekommunikationsanbietern zwangsläufig zu Fragen seitens der Regulierungsbehörden bezüglich der Systeme für operative Ermittlung (SORM).

Die Lösungen zur Aggregation drahtloser Datenübertragungskanäle sind relativ einfach und erfordern keine Investitionen in wissenschaftliche Forschung. Fast alle basieren nur auf gut dokumentierten Open-Source-Lösungen. Hersteller ziehen es vor, ein einfaches WEB-Interface zu erstellen und dies als innovative Entwicklung zu präsentieren. Dieser Ansatz ist in Russland weit verbreitet.

Das zu lösende Problem
Erhöhung der Zuverlässigkeit. Geringfügige Geschwindigkeitssteigerung.

Schlüsselmerkmal
Nutzung aggregierter Kanäle. Durchschnittliche maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit.

Nachteile

1. Preis des Geräts. Um ein Vielfaches teurer als übliche Lastenausgleicher.
2. Vorhandensein monatlicher Zahlungen, da eine Zwischeninfrastruktur zur Terminierung des Verkehrs erforderlich ist.
3. Für den Betrieb ist speziell geschultes technisches Personal erforderlich.
4. Niedrige Auslastung der Datenübertragungskanäle im L3-Tunnel.
5. Einsatz von Proxys-Server ergibt ein asymmetrisches Netzwerk und eine Adressierung.

Vorteile

1. Löst das Problem der Redundanz von Datenübertragungskanälen sehr gut.
2. Bei Verwendung eines Proxy-Servers wird eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit erreicht, wenn die Verbindung vom Gerät initiiert wird.

Zweckbestimmung
Dienste, die eine stabile Verbindung benötigen, die kein L3-Tunnel erfordern. Private Haushalte, einfache Topologien, die kein symmetrisches Netzwerk benötigen. Nicht anwendbar für industrielle Objekte und Telekommunikationsnetze.

Summatoren

Im Kontext der Datenübertragungskanäle erschien dieser Begriff in Russland erst vor wenigen Jahren. Diese Lösungen ähneln Aggregatoren sehr, unterscheiden sich jedoch grundlegend dadurch, dass sie bei gleichzeitiger Beibehaltung all ihrer Vorteile frei von allen ihren Nachteilen sind.

Ein detaillierteres Schema und das Funktionsprinzip

Wenn eine Verschlüsselung vom Gerät bis zum Terminierungsserver erforderlich ist – diese Option, ebenso wie eine Echtzeitkompression, ist bei reifen Technologien auf dem Markt vorhanden.

Für L3-Tunnel liegt die Auslastung der Datenübertragungskanäle bei Summatoren bei etwa 90%. Zum Beispiel, wo ein Aggregator 40 Mbit/s bietet, gibt der Summator sicher 70 Mbit/s. Daher wird er als Summator bezeichnet. Dies ist eine sehr komplexe Aufgabe, die ernsthafte, forschungsintensive Studien erfordert.
Eine erfolgreiche Geschwindigkeitssteigerung im L3-Tunnel führt zu einer gleichmäßigen Netzwerktopologie ohne "Besonderheiten".

Im Gegensatz zu Aggregatoren haben Summatoren keine Anwendungseinschränkungen. Sie können mit allen Arten von Datenübertragungskanälen und in jeder Netzwerktopologie verwendet werden. Das vom Summator geschaffene Netzwerk ist vollständig standardisiert und wird im Gegensatz zu Aggregatoren in der Nutzung keine Fragen bei den Regulierungsbehörden aufwerfen oder Fallstricke in der Nutzung verursachen.

Das zu lösende Problem
Steigerung der Zuverlässigkeit. Mehrfache Geschwindigkeitssteigerung.

Schlüsselmerkmal
Nutzung aggregierter Kanäle. Durchschnittliche maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit.

Nachteile

1. Monatliche Zahlungen sind erforderlich, da eine zwischenliegende Infrastruktur zur Terminierung des Datenverkehrs benötigt wird.
2. Der Preis ist vergleichbar mit dem eines Aggregators

Vorteile

1. Hocheffiziente Lösung für die Reservierung von Datenübertragungskanälen.
2. Multiplikation von Geschwindigkeit und Durchsatz der Kanäle im L3-Tunnel.

Zweckbestimmung
Kommerzielle, industrielle und staatliche Dienste, die hohe Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Datenübertragung erfordern. Es gibt keine Anwendungseinschränkungen.

Umfassende Lösung

Technologien zur Steigerung der Zuverlässigkeit und Kapazität sollten neben ihrer Hauptfunktion leicht verwaltbar und skalierbar sein, umfassende Lösungen für die Probleme des Endbenutzers bieten und die Aufgaben nicht fragmentarisch lösen, indem sie einen Großteil der Infrastruktur- und Betriebsprobleme auf die Kompetenzen des Auftraggebers abwälzen.

Was ist nötig, damit die Lösung umfassend ist?

1. Einheitliches System zur Netzwerkintegration
Es ermöglicht die zentrale Verwaltung aller Geräte im Netzwerk – Firmware und Konfigurationen zu aktualisieren, Warnungen und Störungen anzuzeigen, die Netzlast auszubalancieren. Transparente Verwaltung aller Funktionen jedes einzelnen Geräts und in bestimmten Fällen die Lokalisierung des Geräts sowie seiner Schlüsseldaten auf einer interaktiven Karte zu sehen.
Ein qualitativ hochwertiges Netzwerkmanagementsystem spart Personalkosten, reduziert die Problemlösungszeit und übernimmt alles, was normalerweise das 'Gehirn' macht.

2. Zuverlässigkeit
Die Technologie sieht den Einsatz eines Traffic-Termination-Servers vor, der immer zwischen dem Gerät und dem Zielservice steht. Er kann zu einem einzigen Ausfallpunkt werden. Wenn die Lösung nicht automatisch den Verkehr von Geräten zu den Terminationsservern umverteilen und einen automatischen Failover ermöglichen kann, ist es nicht empfehlenswert, sie für kommerzielle Zwecke zu verwenden.

Das ist sehr wichtig. Ohne ein automatisches Backup-System wird das schnellste Netzwerk irgendwann zu einem Netzwerk aus 'Steinen'.

3. Qualitätsüberwachung
Die überwältigende Mehrheit der Lösungen kann keine wichtigen Leistungskennzahlen von Geräten registrieren, wenn diese nicht im Netzwerk sind. D.h. wenn es ein Problem im Netzwerk gibt, kann der Systembetreiber keine retrospektive Analyse des Geräts durchführen und verstehen, was genau das Problem war.
In kritischen Infrastrukturen müssen Geräte die maximale Anzahl an Metriken über die Kommunikationskanäle registrieren, um für eine 'Fehleranalyse' gewappnet zu sein, und in der Lage sein, diese zu speichern und an das zentrale System zu senden, ohne die Kanäle zu belasten. Keine Open-Source-Überwachungslösung kann gleichzeitig Traffic sparen und retrospektive Kennzahlen liefern.

4. Sicherheit
Das Netzwerk muss maximal vor böswilligen Angriffen geschützt sein und gleichzeitig vom Kunden vollständig kontrollierbar bleiben.

5. Unterstützung durch den Hersteller im 24/7-Modus
Es ist sehr schwierig, mit dem Hersteller zu kommunizieren, wenn er sich in einer anderen Zeitzone befindet, eine andere Sprache spricht oder einfach denkt, er sei ein König. Es ist sehr wichtig, dass die Reaktion des Herstellers auf das Problem des Kunden minimal ist und die Lösung tatsächlich das Problem behebt.

Was wählen

1. Wenn die Funktion eines beliebigen Kanals in Ordnung ist und man nur auf Nummer sicher gehen möchte – wählen Sie einen Lastverteiler. Einfach, günstig und effizient. Ein Plus wäre, wenn der Hersteller folgende Modi integriert hat:
-Das Konzept eines Haupt- und eines Backup-Kanals. Der Backup-Kanal wird nur aktiviert, wenn der Hauptkanal nicht verfügbar ist. Der Hauptkanal wird aktiviert, sobald er wieder verfügbar ist.
-Ein Mechanismus zur Qualitätskontrolle des Kanals ohne die Generierung von Steuertraffic.
-Es wäre ein großer Vorteil, die Gesamtgeschwindigkeit bei der unterteilten Sitzung zwischen den verfügbaren Kanälen zu erhöhen. Dies führt zu einem signifikanten Gesamtschub in der Geschwindigkeit, jedoch nicht zu einem Anstieg innerhalb einer Sitzung.
Diese Mechanismen funktionieren effektiv nur zusammen.

2. Wenn Ihnen die Geschwindigkeit eines einzelnen Kanals nicht ausreicht oder Sie maximale Geschwindigkeit benötigen – wählen Sie Aggregatoren. Summatoren kosten ebenfalls, jedoch können sie weniger.

Quelle: habr.com