Koble til. Med suksess

Tradisjonelle datakanaler vil fortsatt utføre sin funksjon i mange år, men de blir bare rimelige i tett befolkede områder. Under andre forhold kreves det andre løsninger som kan tilby pålitelig høyhastighetskommunikasjon til en fornuftig pris.
I denne artikkelen vil du lære hvordan du løser kommunikasjonsproblemer der tradisjonelle kanaler er dyre eller utilgjengelige. Hvilke klasser av løsninger finnes det, hvordan skiller de seg ut, og hvordan velge det som passer best for den spesifikke oppgaven.

Det finnes flere klasser av teknologier som hevder at de kan løse kommunikasjonsproblemer der tradisjonelle forbindelser er fraværende eller økonomisk urasjonelle. Lastbalanserere, aggregatorer og summatorer ser til forveksling like ut, men de skiller seg vesentlig i kvaliteten på løsningene. La oss se nærmere på dette.

Lastbalanserere

På et tidspunkt fungerer bare én kanal. Dette løser pålitelighetsproblemet ved å ha redundans, men gir ingen hastighetsøkning. Dessuten sjekker stort sett de fleste lastbalanserere ikke hvilken kanal som er raskere og skifter kun til den som fungerer. 80 % av løsningene på markedet som bruker flere SIM-kort er nettopp slike lastbalanserere – de skifter automatisk til en annen kanal når forbindelsen via én kanal faller bort.

Det finnes en egen mellomliggende klasse mellom lastbalanserere og aggregatorer. Hastigheten fra flere strømmer, for eksempel fra flere brukere samtidig, vil være høyere enn på noen enkelt strøm. Denne tilnærmingen krever i mange tilfeller ikke engang infrastruktur for terminering av trafikk og brukes mye i klassen av rimelige rutere. Løsningen kan gi en samlet høy hastighet, men hver enkelt bruker vil bare få hastigheten tilgjengelig via én kanal. Å laste ned torrenter på en slik enhet kan være veldig komfortabelt.

Det løste problemet

Økt pålitelighet. Redundans i datakanaler.

Nøkkelfunksjon

1. Hastigheten for å bytte fra en ikke-fungerende kanal til en fungerende. Jo raskere enheten forstår at en kanal ikke fungerer og at det må skiftes til en annen – jo bedre.
2. Prioritert arbeid på den raskeste kanalen

Fordeler

1. Prisen på enheten. Den rimeligste løsningen på markedet.
2. Krev ikke mellomliggende infrastruktur for trafikkterminering
3. Krev ikke kvalifisert personale for bruk og vedlikehold

Ulemper

1. Det er ingen kvalitetssjekk av kanalen. Enheten kan bytte til en kanal med dårlig forbindelse, mens den nabokanal er mye raskere.

Målrettet bruk

Tjenester som ikke krever høy overføringshastighet og tåler kortvarige avbrudd

Aggregatorer

Dette begrepet kommer fra engelsk 'aggregate'. I sammenheng med datatransportssystemer har det vært brukt i lang tid og brukes i løsninger for å kombinere fysiske ledninger og optiske datakanaler.

Disse er mer avanserte systemer sammenlignet med lastbalanserere – de bruker flere datakanaler samtidig. Gjennom hver kanal opprettes det en forbindelse med en mellomserver, hvor trafikken kombineres og sendes videre til målrettet tjeneste. Dermed, hvis selv flere kanaler faller bort, avbrytes ikke datatransmisjonen. Her er det altså ikke noe begrep for bytte fra én kanal til en annen. Det bør også bemerkes at på trådløse datakanaler, i motsetning til hva som er vanlig tro, øker ikke de fleste slike løsninger hastigheten, eller øker den bare ubetydelig. For eksempel skal 4 kanaler med 10 Mbit/s til sammen gi 40 Mbit, men aggregatorer i L3-tunnelen gir omtrent 12-18. Dette er de maksimale hastighetsøkningene under ideelle forhold. Dette skjer på grunn av stor ujevn entropi i kanalene. Det er en komplisert oppgave å kombinere kanaler med ulik båndbredde, men viktigst av alt, med forskjellige forsinkelser.

Dette er absolutt bedre enn ti, men langt unna de forventede førti. Uærlige produsenter prøver å skjule denne mangelen ved å bruke en kobling av proxy-server + adressebytte. I slike tilfeller øker hastigheten mange ganger, men dette fungerer kun når forbindelsen initieres fra enheten. Hvis forbindelsen initieres fra omverdenen, vil ikke denne metoden fungere. Hvis du ønsker å koble to nettverk, for eksempel et salgssted med hovedkontoret eller et tog med det sentrale nettverket – vil aggregator ikke klare oppgaven, fordi hastigheten til enheten vil være ti ganger lavere enn fra enheten. I tillegg, når det gjelder bruk i telekommunikasjonsnettverk, vil slike manipulasjoner garantert skape spørsmål fra regulatoriske myndigheter angående systemet for operative etterforskningsaktiviteter (SORM).

Løsninger for aggregasjon av trådløse datakanaler er relativt enkle, krever ingen investeringer i kunnskapsintensive forskninger. Nesten alle bygger på klart beskrevne Open Source-løsninger. Produsentene foretrekker å lage et enkelt WEB-grensesnitt og presentere dette som en innovativ utvikling. Denne tilnærmingen er svært vanlig i Russland.

Det løste problemet
Økning av pålitelighet. Minimalt økt hastighet.

Nøkkelfunksjon
Utnyttelse av aggregerte kanaler. Gjennomsnittlig maksimal dataoverføringshastighet.

Ulemper

1. Enhetsprisen. Mye dyrere enn vanlige belastningsbalanserere.
2. Tilgang til månedlige betalinger, da det krever mellomliggende infrastruktur for terminering av trafikk.
3. For vedlikehold trengs spesialtrent teknisk personell.
4. Lav utnyttelse av datakanaler i L3-tunnelen.
5. Bruken av proxy-servere gir en usymmetrisk nettverk og adressering.

Fordeler

1. Løser veldig godt oppgaven med reservasjon av datakanaler.
2. Ved bruk av proxy-server gir høy dataoverføringshastighet hvis forbindelsen initieres fra enheten.

Målrettet bruk
Tjenester som trenger en stabil forbindelse, som ikke krever L3-tunnel. Private husholdninger, enkle topologier som ikke krever et symmetrisk nettverk. Ikke anvendelig for industrielle anlegg og telekommunikasjonsnett.

Summatorer

I konteksten av datakanaler dukket dette uttrykket opp i Russland for bare noen få år siden. Disse løsningene ligner veldig på aggregatorer, men skiller seg fundamentalt fra dem ved å bevare alle deres fordeler, men uten de negative sidene.

Mer detaljert skjema og prinsipp for drift

Hvis det er behov for kryptering fra enheten til termineringserveren – er dette alternativet, som komprimering underveis, tilgjengelig i modne teknologier på markedet.

For L3-tunneler er utnyttelsen av datakanaler hos summerere omtrent 90%. For eksempel, der en aggregator vil gi 40 Mbit/s, vil en summerer trygt gi 70 Mbit/s. Derfor kalles den en summerer. Dette er en veldig komplisert oppgave som krever betydelig forskning.
En vellykket økning av hastigheten i L3-tunnelen gir en jevn nettverks topologi uten «spesielle trekk».

I motsetning til aggregatorer har summerere ingen bruksbegrensninger. De kan brukes på alle typer datakanaler og i alle nettverkstopologier. Nettverket som opprettes av summereren er helt standardisert og, i motsetning til aggregatorer, vil det ikke føre til spørsmål fra reguleringsorganer eller problemer i bruken.

Det løste problemet
Økt pålitelighet. Betydelig økning av hastigheten.

Nøkkelfunksjon
Utnyttelse av aggregerte kanaler. Gjennomsnittlig maksimal dataoverføringshastighet.

Ulemper

1. Det er månedlige betalinger, da det krever en mellomliggende infrastruktur for terminering av trafikk.
2. Prisen er sammenlignbar med aggregatorens.

Fordeler

1. Høyeffektiv løsning for å sikre datakanaler.
2. Betydelig økning av hastighet og båndbredde i L3-tunnelen.

Målrettet bruk
Kommersielle, industrielle og statlige tjenester som krever høy hastighet og pålitelighet i datatransmisjon. Det er ingen bruksbegrensninger.

Helhetlig løsning

Teknologiene for å øke pålitelighet og båndbredde må i tillegg til sin hovedfunksjon være lett å administrere og skalerbare, være helhetlige løsninger på sluttbrukerens problemer og ikke løse utfordringen fragmentert ved å overlate en stor del av infrastruktur- og driftsoppgavene til kundens kompetanse.

Hva er nødvendig for at løsningen skal være helhetlig?

1. Ett enkelt system for nettverksadministrasjon
Det gir mulighet for å administrere alle enhetene i nettverket – sentralt oppdatere maskinvare og konfigurasjon, vise varsler og feil, og balansere belastningen på nettverket. Gjennomgående håndtere alle funksjoner til hver enhet individuelt og, i enkelte tilfeller, se enhetens plassering og nøkkeldetaljer på et interaktivt kart.
Et kvalitetsnettverksstyringssystem sparer på ingeniørpersonell, reduserer problemløsningstid og gjør alt det som vanligvis gjøres av «hjernen».

2. Pålitelighet
Teknologien innebærer bruk av en trafikktermineringstjenerserver, som alltid står mellom enheten og den tiltenkte tjenesten. Den kan bli et enkelt feilpunkt. Hvis løsningen automatisk ikke kan omdistribuere trafikk fra enheter til trafikktermineringstjenere, og sørge for automatisk failover, anbefales det ikke å bruke den til kommersiell bruk.

Dette er veldig viktig. Uten et automatisk reservasjonsystem vil selv det raskeste nettverket før eller senere bli et nettverk av «mursteiner».

3. Kvalitets overvåking
Det overveldende flertallet av løsninger kan ikke registrere viktige ytelsesmetrikker for enheter når de ikke er på nett. Det vil si, hvis det er et problem med nettverket, vil systemoperatøren ikke kunne gjennomføre en retrospektiv analyse av enheten og forstå hva som faktisk var problemet.
I kritisk infrastruktur må enhetene registrere maksimalt antall metrikker over kommunikasjonslinjene for eventuelt «tilbakeblikk», være i stand til å lagre dette og overføre det til det sentrale systemet uten å belaste linjene. Ingen open source-overvåkningssystem kan samtidig spare båndbredde og levere retrospektive metrikker.

4. Sikkerhet
Nettverket må være maksimalt beskyttet mot ondsinnet påvirkning på den ene siden og være fullstendig kontrollert av kunden på den andre.

5. Support fra produsenten døgnet rundt
Det er veldig vanskelig å kommunisere med produsenten hvis de ligger i en annen tidssone, snakker et annet språk eller rett og slett anser seg selv som konge. Det er veldig viktig at produsentens reaksjon på kundens problem er minimal, og at løsningen faktisk løser problemet.

Hva skal man velge

1. Dersom du er fornøyd med arbeidet til hvilken som helst enkeltkanal og bare vil ta noen forbehold, velg en lastbalanserer. Det er enkelt, rimelig og effektivt. Det vil være en fordel hvis produsenten har lagt til følgende moduser:
-Begrepet primær- og reservekanal. Når reservekanalen aktiveres kun ved utilgjengelighet av hovedkanalen. Hovedkanalen aktiveres så snart den blir tilgjengelig.
-Kvalitetskontrollmekanisme for kanalen uten å generere unødvendig trafikk.
-Det vil være en stor fordel å øke den samlede hastigheten ved sessionsbasert trafikkdeling mellom tilgjengelige kanaler. Dette gir en betydelig samlet hastighetsøkning, men vil ikke gi økning innenfor en enkelt sesjon.
Disse mekanismene fungerer effektivt bare i sammenheng.

2. Hvis du mangler hastighet på hvilken som helst enkeltkanal eller trenger maksimal hastighet, velg en aggregator. Aggregatorer koster det samme, men har færre funksjoner.

Kilde: habr.com