Tradycyjne kanały przesyłu danych jeszcze przez wiele lat będą pełnić swoją funkcję, jednak stają się przystępne cenowo tylko w gęsto zaludnionych obszarach. W innych warunkach potrzebne są inne rozwiązania, które mogą zapewnić niezawodne połączenia o wysokiej prędkości w rozsądnej cenie.
Z tego artykułu dowiesz się, jak rozwiązywać problemy z łącznością tam, gdzie tradycyjne kanały są drogie lub niedostępne. Jakie istnieją klasy rozwiązań, czym się różnią i jak wybrać to, co jest potrzebne w konkretnej sytuacji.
Istnieje kilka klas technologii, które mają na celu rozwiązanie problemów z łącznością tam, gdzie tradycyjne kanały komunikacyjne są nieobecne lub ekonomicznie nieopłacalne. Load balancery, agregatory i sumatory na pierwszy rzut oka robią to samo, jednak zasadniczo różnią się jakością rozwiązywania problemów. Przyjrzyjmy się bliżej.
Load balancery
W danym momencie działa tylko jeden kanał. To rozwiązuje problem niezawodności dzięki rezerwowaniu, ale nie zwiększa prędkości. Większość load balancerów nie sprawdza, który kanał jest szybszy i przełącza się po prostu na ten, który działa. 80% rozwiązań na rynku, które wykorzystują kilka kart SIM, to właśnie takie load balancery – w przypadku utraty połączenia przez jeden kanał automatycznie przełączają się na inny.
Jest oddzielna klasa przejściowa między load balancerem a agregatorem. Prędkość w kilku strumieniach, na przykład od kilku użytkowników jednocześnie, będzie wyższa niż na jakimkolwiek jednym kanale. Takie podejście przy prawidłowej realizacji nie wymaga nawet infrastruktury terminowania ruchu i jest szeroko stosowane w klasie niedrogich routerów. Rozwiązanie to jest w stanie zapewnić łącznie wysoką prędkość, ale każdy pojedynczy użytkownik otrzyma prędkość dostępną tylko na jednym kanale. Pobieranie torrentów na takim urządzeniu jest bardzo komfortowe.
Rozwiązany problem
Zwiększenie niezawodności. Rezerowanie kanałów przesyłu danych.
Kluczowa cecha
- Prędkość przełączania z nieczynnego kanału na czynny. Im szybciej urządzenie zrozumie, że jeden kanał nie działa i należy przełączyć się na inny, tym lepiej.
- Priorytetowa praca z najszybszym kanałem
Zalety
- Cena urządzenia. Najtańsze rozwiązanie na rynku
- Nie wymaga pośredniej infrastruktury do terminowania ruchu
- Nie wymagają wykwalifikowanego personelu do użytkowania i konserwacji
Minusy
- Brak kontroli jakości kanału. Urządzenie może przełączyć się na kanał o średniej jakości, podczas gdy sąsiedni kanał jest znacznie szybszy.
Zastosowanie docelowe
Usługi, które nie wymagają wysokiej prędkości transmisji danych i są gotowe na krótkie przestoje
Agregatory
Termin ten pochodzi z angielskiego aggregate. W kontekście systemów przesyłania danych jest używany od bardzo dawna i stosowany w rozwiązaniach do łączenia fizycznych przewodowych i optycznych kanałów przesyłania danych.
Są to bardziej zaawansowane systemy w porównaniu z równoważnikami – wykorzystują jednocześnie kilka kanałów przesyłania danych. Przez każdy kanał tworzone jest połączenie z pośrednim serwerem, na którym ruch jest łączony i przesyłany dalej do docelowej usługi. Dlatego, jeśli zniknie nawet kilka kanałów, przesył danych nie zostanie przerwany. Nie ma tu pojęcia przełączania z jednego kanału na inny. Należy również zauważyć, że w przypadku bezprzewodowych kanałów przesyłania danych, wbrew powszechnym opiniom, większość z takich rozwiązań nie zwiększa prędkości lub zwiększa ją nieznacznie. Na przykład 4 kanały po 10 Mbit/s powinny w sumie dać 40 Mbit, jednak agregatory w tunelu L3 dadzą około 12-18. To są maksymalne wartości zwiększenia prędkości w idealnych warunkach. Tak się dzieje z powodu dużej nierównomiernej entropii w kanałach. Nie jest trywialnym zadaniem połączyć kanały o różnej przepustowości, a co najważniejsze, różnymi opóźnieniami.
To zdecydowanie lepiej niż dziesięć, ale znacznie mniej niż oczekiwane czterdzieści. Niesumienne firmy próbują ukryć ten problem, używając zestawu serwer proxy + zmiana adresu źródłowego. W takim przypadku prędkość wzrasta wielokrotnie, jednak działa to tylko wtedy, gdy połączenie jest inicjowane ze strony urządzenia. Jeśli połączenie inicjowane jest ze świata zewnętrznego, ten sposób już nie zadziała. Jeśli chcesz połączyć dwie sieci, na przykład punkt sprzedaży z biurem głównym lub pociąg z centralną siecią – agregator nie poradzi sobie z zadaniem, ponieważ prędkość na urządzeniu będzie dziesięć razy niższa niż od urządzenia. Ponadto, w przypadku zastosowania w sieciach operatora telekomunikacyjnego, takie manipulacje gwarantują pojawienie się pytań ze strony organów regulacyjnych w zakresie systemu operacyjno-śledczego (SORM).
Rozwiązania do agregacji bezprzewodowych kanałów transmisji danych są stosunkowo proste, nie wymagają inwestycji w badania naukowe. Prawie wszystkie z nich opierają się tylko na gotowych, szeroko opisanych rozwiązaniach Open Source. Producenci wolą stworzyć prosty interfejs WEB i przedstawiać to jako innowacyjną technologię. Takie podejście jest bardzo powszechne w Rosji.
Rozwiązany problem
Zwiększenie niezawodności. Niewielki wzrost prędkości.
Kluczowa cecha
Utylizacja agregowanych kanałów. Średnia maksymalna prędkość transmisji danych.
Minusy
- Cena urządzenia. Wielokrotnie droższe niż zwykłe balancery.
- Obecność miesięcznych opłat, ponieważ wymaga pośredniej infrastruktury do terminowania ruchu.
- Do obsługi potrzebny jest specjalnie przeszkolony personel techniczny.
- Niska utylizacja kanałów transmisji danych w tunelu L3.
- Zastosowanie proxy-serwerów tworzy asymetryczną sieć i adresację.
Zalety
- Bardzo dobrze rozwiązuje problem rezerwacji kanałów transmisji danych.
- Przy użyciu serwera proxy zapewnia wysoką prędkość transmisji danych, jeśli połączenie jest inicjowane ze strony urządzenia.
Zastosowanie docelowe
Usługi, które potrzebują stabilnego połączenia, nie wymagające obecności tunelu L3. Gospodarstwa domowe, proste topologie, które nie wymagają symetrycznej sieci. Nie nadaje się do obiektów przemysłowych i sieci operatorów telekomunikacyjnych.
Sumatory
W kontekście kanałów przesyłowych termin ten pojawił się w Rosji zaledwie kilka lat temu. Te rozwiązania są bardzo podobne do agregatorów, ale radykalnie różnią się tym, że, zachowując wszystkie ich zalety, pozbawione są wszystkich ich wad.
Jeśli potrzebne jest szyfrowanie od samego urządzenia do serwera zakończenia - ta opcja, jak i kompresja w locie, jest dostępna w dojrzałych technologiach na rynku.
Dla tuneli L3, wykorzystanie kanałów przesyłowych przez sumatory wynosi około 90%. Na przykład tam, gdzie agregator da 40 Mb/s, sumator pewnie da 70 Mb/s. Dlatego nazywa się go sumatorem. To bardzo skomplikowane zadanie wymagające poważnych badań naukowych.
Skuteczne zwiększenie szybkości w tunelu L3 zapewnia równą topologię sieci bez 'szczególnych cech'.
W przeciwieństwie do agregatorów, sumatory nie mają ograniczeń w zastosowaniu. Mogą być używane w dowolnych typach kanałów przesyłowych i w każdej topologii sieci. Sieć tworzona przez sumator jest w pełni standardowa i, w przeciwieństwie do agregatorów, podczas eksploatacji nie wywoła pytań ze strony organów regulacyjnych ani problemów operacyjnych.
Rozwiązany problem
Zwiększenie niezawodności. Kilkukrotne zwiększenie szybkości.
Kluczowa cecha
Utylizacja agregowanych kanałów. Średnia maksymalna prędkość transmisji danych.
Minusy
- Obecność miesięcznych płatności, ponieważ wymaga pośredniej infrastruktury zakończenia ruchu.
- Cena porównywalna z agregatorem
Zalety
- Wysokoefektywne rozwiązanie problemu rezerwowania kanałów przesyłowych.
- Kilkukrotne zwiększenie szybkości i przepustowości kanałów w tunelu L3.
Zastosowanie docelowe
Usługi komercyjne, przemysłowe i rządowe, wymagające wysokiej szybkości i niezawodności przesyłu danych. Nie ma ograniczeń w zastosowaniu.
Kompleksowe rozwiązanie
Technologie zwiększające niezawodność i przepustowość, oprócz swojej podstawowej funkcji, powinny być łatwe w zarządzaniu i skalowalne, stanowiąc kompleksowe rozwiązania problemów końcowego użytkownika i nie rozwiązując zadania fragmentarycznie, przenosząc dużą część infrastrukturalnych i operacyjnych zadań na kompetencje klienta.
Co jest potrzebne, aby rozwiązanie było kompleksowe?
1. Jednolity system zarządzania siecią
Umożliwia centralne zarządzanie wszystkimi urządzeniami w sieci — aktualizowanie oprogramowania i konfiguracji, wyświetlanie ostrzeżeń i awarii oraz równoważenie obciążenia sieci. Przezroczyste zarządzanie wszystkimi funkcjami każdego urządzenia z osobna i w niektórych przypadkach możliwość zobaczenia lokalizacji urządzenia oraz jego kluczowych charakterystyk na interaktywnej mapie.
Wysokiej jakości system zarządzania siecią oszczędza na personelu inżynieryjnym, skraca czas rozwiązywania problemów i realizuje wszystkie zadania, które zwykle wykonuje «mózg».
2. Niezawodność
Technologia zakłada użycie serwera końcowego, który zawsze znajduje się pomiędzy urządzeniem a docelową usługą. Może to być pojedynczy punkt awarii. Jeśli rozwiązanie nie potrafi automatycznie rozdzielać ruchu pomiędzy urządzeniami a serwerami końcowymi oraz zapewniać automatycznego failoveru, nie jest zalecane do użytku komercyjnego.
To bardzo ważne. Bez automatycznego systemu rezerwacji, najszybsza sieć prędzej czy później zamieni się w sieć z «cegłami».
3. Wysokiej jakości monitoring
Zdecydowana większość rozwiązań nie może rejestrować kluczowych metryk pracy urządzeń, gdy te są poza siecią. Tzn. Jeśli występuje problem z siecią, operator systemu nie będzie mógł przeprowadzić analizy wstecznej urządzenia i zrozumieć, co dokładnie było problemem.
W infrastrukturze krytycznej urządzenia muszą rejestrować maksymalną liczbę metryk z kanałów komunikacyjnych na wypadek ‘analiz po zdarzeniach’, być w stanie to przechowywać i przesyłać do centralnego systemu nie obciążając kanałów. Żaden system monitorowania typu open source nie może jednocześnie oszczędzać ruchu i dostarczać metryk retrospektywnych.
4. Bezpieczeństwo
Sieć powinna być maksymalnie zabezpieczona przed złośliwymi działaniami z jednej strony i całkowicie kontrolowana przez klienta z drugiej.
5. Wsparcie od producenta w trybie 24/7
Bardzo trudno prowadzić komunikację z producentem, jeśli znajduje się on w innej strefie czasowej, mówi w innym języku lub po prostu uważa się za króla. Bardzo ważne jest, aby reakcja producenta na problem klienta była minimalna, a rozwiązanie rzeczywiście rozwiązywało problem.
Co wybrać
1. Jeśli jesteś zadowolony z pracy jednego kanału, a chcesz mieć zabezpieczenie — wybierz load balancer. Prosto, tanio, efektywnie. Dobrze, jeśli producent uwzględnił następujące tryby:
-Pojęcie głównego i zapasowego kanału. Gdy zapasowy kanał włącza się tylko wtedy, gdy główny jest niedostępny. Główny kanał włącza się, gdy staje się dostępny.
-Mechanizm kontroli jakości kanału bez generowania ruchu sygnalizacyjnego.
-Dużym plusem będzie zwiększenie łącznej prędkości przy podziale ruchu sesyjnego między dostępne kanały. To przyniesie znaczący wzrost prędkości, ale nie zwiększy prędkości w ramach jednej sesji.
Te mechanizmy działają efektywnie tylko razem.
2. Jeśli brakuje ci prędkości w jakimkolwiek jednym kanale lub potrzebujesz maksymalnej prędkości — wybierz agregatory. Load balancery są również w tej samej cenie, ale mają mniej możliwości.
Źródło: habr.com
