Traditionele datatransmissiekanalen zullen nog vele jaren hun functie goed blijven vervullen, maar ze worden alleen betaalbaar in dichtbevolkte gebieden. In andere omstandigheden zijn er andere oplossingen nodig die betrouwbare hoogwaardigere verbindingen voor redelijke prijzen kunnen bieden.
In dit artikel leert u hoe u verbindingsproblemen kunt oplossen daar waar traditionele kanalen duur of onbereikbaar zijn. Welke klassen oplossingen bestaan er, wat zijn de verschillen en hoe kiest u wat nodig is voor de specifieke taak.
Er zijn verschillende klassen technologieën die zich richten op het oplossen van verbindingsproblemen daar waar traditionele verbindingen ontbreken of economisch niet haalbaar zijn. Load balancers, aggregators en summators lijken op het eerste gezicht hetzelfde te doen, maar verschillen fundamenteel in de kwaliteit van hun oplossingen. Laten we het onderzoeken.
Load balancers
Op elk gegeven moment werkt er maar één kanaal. Dit bevorderd de betrouwbaarheid door middel van redundanties, maar verhoogt de snelheid niet. De meeste load balancers controleren echter niet welk kanaal sneller is, maar schakelen eenvoudig over naar het werkende kanaal. 80% van de oplossingen op de markt die meerdere SIM-kaarten gebruiken zijn zulke load balancers – bij het verlies van verbinding via één kanaal schakelen ze automatisch de verbinding over naar een ander.
Er is een aparte overgangsklasse tussen load balancers en aggregators. De snelheid over meerdere streams, bijvoorbeeld van meerdere gebruikers tegelijkertijd, zal hoger zijn dan die van elk afzonderlijk kanaal. Deze benadering vereist bij correcte implementatie zelfs geen infrastructuur voor verkeersafsluiting en wordt veelvuldig gebruikt in de klasse van goedkope routers. De oplossing kan gezamenlijk hoge snelheden bieden, maar elke afzonderlijke gebruiker ontvangt alleen de snelheid die beschikbaar is via één kanaal. Torrent-downloads op zo'n apparaat is heel comfortabel.
Opgeloste taak
Verhoogde betrouwbaarheid. Redundantie van datatransmissiekanalen.
Belangrijkste kenmerk
- Snelheid van schakelen van een niet-werkend naar een werkend kanaal. Hoe sneller het apparaat begrijpt dat één kanaal niet werkt en moet overschakelen naar een ander, hoe beter.
- Prioriteit geven aan de snelste verbinding.
Voordelen
- Prijs van het apparaat. De goedkoopste oplossing op de markt.
- Vereist geen tusseninfrastructuur voor het termineren van verkeer.
- Vereist geen gekwalificeerd personeel voor gebruik en onderhoud.
Nadelen
- Er is geen kwaliteitscontrole van de verbinding. Het apparaat kan omschakelen naar een verbinding met een gemiddelde kwaliteit, terwijl een aangrenzendeverbinding veel sneller is.
Doeltoepassing
Diensten die geen hoge datasnelheid vereisen en bereid zijn tot een korte onderbreking.
Aggregatoren
Deze term komt van het Engelse aggregate. In de context van gegevensoverdrachtssystemen wordt hij al lange tijd gebruikt en toegepast in oplossingen voor het combineren van fysieke bedrade en optische gegevensoverdrachtkanalen.
Dit zijn geavanceerdere systemen in vergelijking met load balancers – ze gebruiken gelijktijdig meerdere gegevensoverdrachtkanalen. Via elk kanaal wordt een verbinding gemaakt met een tussen-server, waar het verkeer wordt samengevoegd en verder wordt verzonden naar de doelservice. Hierdoor stopt de gegevensoverdracht niet, zelfs als een paar kanalen wegvallen. Er is hier dus geen sprake van overschakelen van het ene kanaal naar het andere. Bovendien moet worden opgemerkt dat op draadloze gegevensoverdrachtkanalen, in tegenstelling tot de gangbare opvatting, de meeste van dergelijke oplossingen de snelheid niet verhogen of deze slechts gering verhogen. Bijvoorbeeld, 4 kanalen van 10 Mbit/s zouden in totaal 40 Mbit moeten opleveren, maar aggregatoren in een L3-tunnel zullen rond de 12-18 opleveren. Dit zijn de maximale snelheidsverhogingen onder ideale omstandigheden. Dit gebeurt vanwege de grote ongelijkheid in de entropie in de kanalen. Het is een niet-triviale taak om kanalen met verschillende doorvoersnelheden en, het belangrijkste, verschillende latenties te combineren.
Dit is ongetwijfeld beter dan tien, maar veel minder dan de verwachte veertig. Onbetrouwbare fabrikanten proberen dit tekort te verbergen door gebruik te maken van een combinatie van proxyserver + vervangingen van het bronadres. In dit geval neemt de snelheid aanzienlijk toe, maar dit werkt alleen wanneer de verbinding vanaf het apparaat wordt geïnitieerd. Als de verbinding vanuit de externe wereld wordt geïnitieerd, werkt deze truc niet. Als je twee netwerken wilt combineren, zoals een verkooppunt met het hoofdkantoor of een trein met het centrale netwerk, dan kan de aggregator deze taak niet aan, omdat de snelheid naar het apparaat tien keer lager zal zijn dan vanuit het apparaat. Bovendien, in het geval van gebruik in netwerken van telecomaanbieders, creëren zulke manipulaties gegarandeerd vragen van toezichthoudende autoriteiten met betrekking tot het systeem van operationele zoekoperaties (SORO).
Oplossingen voor aggregatie van draadloze gegevenskanalen zijn relatief eenvoudig en vereisen geen investeringen in wetenschapintensie onderzoek. Bijna allemaal zijn ze gebaseerd op alleen maar volledig beschreven Open Source-oplossingen. Fabrikanten geven er de voorkeur aan om een eenvoudige webinterface te maken en dit als een innovatieve ontwikkeling te presenteren. Deze aanpak is zeer gebruikelijk in Rusland.
Opgeloste taak
Verhoogde betrouwbaarheid. Een kleine toename van de snelheid.
Belangrijkste kenmerk
Verwijdering van geaggregeerde kanalen. Gemiddelde maximale snelheid voor gegevensoverschrijving.
Nadelen
- Prijs van het apparaat. Meervoudig duurder dan gewone load balancers.
- Aanwezigheid van maandelijkse betalingen, omdat het een tusseninfrastructuur voor het termineren van verkeer vereist.
- Speciaal opgeleid technisch personeel is nodig voor onderhoud.
- Lage benutting van gegevensoverdracht kanalen in L3-tunnel.
- Toepassing van proxy-servers geeft een asymmetrisch netwerk en adressering.
Voordelen
- Lost het probleem van redundante gegevensoverdrachtkanalen heel goed op.
- Bij gebruik van een proxyserver levert het hoge gegevensoverdrachtssnelheid als de verbinding vanaf het apparaat is geïnitieerd.
Doeltoepassing
Diensten die een stabiele verbinding vereisen, zonder dat een L3-tunnel nodig is. Privéhuishoudens, eenvoudige topologieën die geen symmetrisch netwerk vereisen. Niet toepasbaar voor industriële objecten en netwerken van telecomaanbieders.
Summators
In de context van gegevensoverdracht is deze term slechts enkele jaren geleden in Rusland ontstaan. Deze oplossingen lijken sterk op aggregators, maar verschillen radicaal omdat ze, terwijl ze al hun voordelen behouden, al hun nadelen missen.
Als versleuteling van het apparaat naar de terminatieserver nodig is, dan is deze optie, net als on-the-fly compressie, beschikbaar bij volwassen technologieën op de markt.
Voor L3-tunnels is de benutting van gegevensoverdrachtkanalen door summators ongeveer 90%. Bijvoorbeeld, waar een aggregator 40 Mbit/s levert, zal een summator met zekerheid 70 Mbit/s leveren. Daarom wordt het ook een summator genoemd. Dit is een zeer complexe taak en vereist grondig wetenschappelijk onderzoek.
Succesvolle snelheidstoename in een L3-tunnel geeft een gelijkmatige netwerktopologie zonder 'bijzonderheden'.
In tegenstelling tot aggregators hebben summators geen beperkingen qua toepassingsgebieden. Ze kunnen worden gebruikt op alle types gegevensoverdrachtkanalen en in elke netwerktopologie. Het netwerk dat door de summator wordt gecreëerd is volledig standaard en, in tegenstelling tot aggregators, zal het in de exploitatie geen vragen oproepen bij regelgevende instanties of verborgen valkuilen in de werking.
Opgeloste taak
Verhoogde betrouwbaarheid. Meervoudige snelheidstoename.
Belangrijkste kenmerk
Verwijdering van geaggregeerde kanalen. Gemiddelde maximale snelheid voor gegevensoverschrijving.
Nadelen
- Het bestaan van maandelijkse betalingen, aangezien deze intermédiaire infrastructuur voor verkeersafsluiting vereist.
- De prijs is vergelijkbaar met die van een aggregator
Voordelen
- Een hoogefficiënte oplossing voor het probleem van het reserveren van gegevensoverdrachtkanalen.
- Meervoudige snelheid en bandbreedteverhoging van kanalen in een L3-tunnel.
Doeltoepassing
Commerciële, industriële en overheidsdiensten die hoge snelheid en betrouwbaarheid bij gegevensoverdracht vereisen. Er zijn geen toepassingsbeperkingen.
Een geïntegreerde oplossing
Technologieën voor het verhogen van betrouwbaarheid en bandbreedte moeten, naast hun primaire functie, gemakkelijk te beheren en schaalbaar zijn. Ze moeten geïntegreerde oplossingen bieden voor de problemen van de eindgebruiker en niet fragmentarisch handelen door het grootste deel van de infrastructuur- en operationele taken op de verantwoordelijkheden van de klant te leggen.
Wat is er nodig om een oplossing geïntegreerd te maken?
1. Een enkel netwerkbeheersysteem
Het stelt je in staat om alle netwerkapparaten centraal te beheren, firmware en configuraties te updaten, waarschuwingen en storingen weer te geven en de netwerklast te balanceren. Beheer transparant alle functies van elk apparaat afzonderlijk en zie in sommige gevallen de locatie van het apparaat en zijn belangrijkste kenmerken op een interactieve kaart.
Een goed netwerkbeheersysteem bespaart op ingenieurspersoneel, vermindert de tijd voor probleemoplossing en doet alles wat normaal gesproken de 'hersens' doet.
2. Betrouwbaarheid
De technologie vereist een traffic termination server, die altijd tussen het apparaat en de doelservice staat. Dit kan een single point of failure worden. Als de oplossing niet automatisch het verkeer van apparaten naar de terminatieservers kan herverdelen en automatische failover kan bieden, wordt het niet aangeraden voor commercieel gebruik.
Dit is zeer belangrijk. Zonder een automatisch reserveersysteem zal het snelste netwerk vroeg of laat veranderen in een netwerk van 'bakstenen'.
3. Kwaliteitsmonitoring
De overgrote meerderheid van de oplossingen kan geen belangrijke metrics van de werking van apparaten registreren wanneer deze niet op het netwerk waren. Dat wil zeggen, als er een probleem is met het netwerk, kan de systeemoperator geen retrospectieve analyse van het apparaat uitvoeren en begrijpen wat precies het probleem was.
In kritische infrastructuur moeten apparaten het maximale aantal metrics van communicatielijnen registreren voor geval van 'debriefing', dit kunnen opslaan en doorgeven aan het centrale systeem zonder de netwerken te belasten. Geen enkel open source monitoring systeem kan tegelijkertijd het verkeer besparen en retrospectieve metrics leveren.
4. Beveiliging
Het netwerk moet zo goed mogelijk worden beschermd tegen kwaadaardige invloeden van de ene kant en volledig controleerbaar zijn door de klant van de andere kant.
5. 24/7 ondersteuning van de fabrikant
Het is erg moeilijk om te communiceren met de fabrikant als deze zich in een ander tijdzone bevindt, een andere taal spreekt of zichzelf simpelweg als koning beschouwt. Het is van groot belang dat de reactie van de fabrikant op een klantprobleem minimaal is en dat de oplossing ook daadwerkelijk het probleem oplost.
Wat te kiezen
1. Als de werking van een van de kanalen goed is en je wilt gewoon een backup, kies dan voor een load balancer. Eenvoudig, goedkoop en effectief. Het is een pluspunt als de fabrikant de volgende modi heeft ingebouwd:
-Het concept van een primaire en een reservekanaal. Wanneer het reservekanaal alleen ingeschakeld wordt als het primaire niet beschikbaar is. Het primaire kanaal wordt ingeschakeld zodra het weer beschikbaar is.
-Een mechanisme voor kwaliteitscontrole van het kanaal zonder het genereren van overheadverkeer.
-Het zal een grote plus zijn als de totale snelheid verhoogd wordt bij sessiegerichte verdeling van het verkeer tussen beschikbare kanalen. Dit levert een significante gecombineerde versnelling op, maar biedt geen versnelling binnen dezelfde sessie.
Deze mechanismen werken effectief alleen samen.
2. Als je snelheid tekortkomt van een van de kanalen of maximale snelheid nodig hebt, kies dan voor aggregators. Aggregators kosten ook evenveel, maar kunnen minder.
Bron: habr.com
