Традиційні канали передачі даних ще багато років справно виконуватимуть свою функцію, проте прийнятними за ціною вони стають тільки в густонаселеній забудові. В інших умовах потрібні інші рішення, які зможуть дати надійний швидкісний зв'язок за розумні гроші.
З цієї статті ви дізнаєтеся, як вирішувати проблеми зв'язку там, де традиційні канали дорогі або недоступні. Які класи рішень існують чим відрізняються і як вибрати те, що потрібно для конкретного завдання.
Є кілька класів технологій, які претендують на вирішення проблем зв'язку там, де традиційні канали зв'язку відсутні або економічно недоцільні. Балансувальники, агрегатори і суматори на вигляд роблять те саме, проте принципово різняться за якістю вирішення завдань. Давайте розумітися.
Балансувальники
Одночасно працює будь-який один канал. Це вирішує питання надійності з допомогою резервування, але з дає приросту швидкості. При цьому переважна більшість балансувальників не перевіряють який канал швидше і перемикаються просто на той, який працює. 80% рішень на ринку, які використовуються кілька SIM-карт, саме такі Балансувальники – при зникненні зв'язку через один канал автоматично перемикає зв'язок на інший.
Є окремий перехідний клас між балансувальником та агрегатором. Швидкість у кілька потоків, наприклад, від кількох користувачів одночасно, буде вищою, ніж на будь-якому одному. Такий підхід за умови правильної реалізації навіть не вимагає інфраструктури термінування трафіку і широко використовується в класі недорогих роутерів. Рішення здатне дати сукупно високу швидкість, але кожен окремий користувач отримуватиме швидкість доступну тільки по одному каналу. Завантажувати торренти на такому пристрої можна дуже зручно.
Розв'язуване завдання
Підвищення надійності. Резервування каналів передачі.
Ключова характеристика
- Швидкість перемикання з неробочого каналу на робітник. Чим швидше пристрій розуміє, що один канал неробочий і потрібно переключиться на інший - тим краще
- Пріоритетна робота по швидкісному каналу
Плюси
- Ціна пристрою. Найдешевше рішення на ринку
- Не вимагає проміжної інфраструктури термінування трафіку
- Не вимагають кваліфікованого персоналу для користування та обслуговування
Мінуси
- Немає перевірки якості каналу. Пристрій може переключитися на канал із посереднім зв'язком, тоді як сусідній канал набагато швидше.
Цільове застосування
Сервіси, що не потребують високої швидкості передачі даних та готові до нетривалого простою
агрегатори
Цей термін прийшов з англійської агрегат. У контексті систем передачі даних він використовується дуже давно і застосовується у рішеннях для об'єднання фізичних дротових та оптичних каналів передачі даних.
Це просунуті системи порівняно з балансувальниками – вони використовують одночасно кілька каналів передачі. Через кожен канал створюється з'єднання з проміжним сервером, на якому трафік об'єднується і передається далі цільовому сервісу. Тому якщо пропадають навіть кілька каналів, передача даних не обривається. Тобто тут немає поняття перемикання з одного каналу в інший. Також слід зазначити, що на бездротових каналах передачі даних, попри усталену думку, більшість таких рішень не збільшує швидкість або збільшує її незначно. Наприклад, 4 канали по 10 Мбіт/с у сумі повинні дати 40 Мбіт, проте агрегатори в L3 тунелі дадуть близько 12-18. Це граничні показники збільшення швидкості у ідеальних умовах. Так відбувається через велику нерівномірну ентропію в каналах. Нетривіальне завдання поєднати канали з різною пропускною здатністю, а головне — різними затримками.
Це безумовно краще, ніж десять, але значно менше від очікуваних сорока. Несумлінні виробники намагаються приховати цей недолік, використовуючи зв'язку проксі-сервер + заміна адреси джерела. У цьому випадку швидкість піднімається в рази, проте працює це лише в тих випадках, коли з'єднання ініційовано з боку пристрою. Якщо ініціювати поєднання із зовнішнього світу, то цей прийом вже не спрацює. Якщо ви захочете об'єднати дві мережі, наприклад точку продажу з головним офісом або поїзд із центральною мережею – агрегатор не впорається із завданням, тому що швидкість на пристрій буде в 10 разів менша, ніж від пристрою. Крім того, у разі застосування в мережах оператора зв'язку, такі маніпуляції гарантовано створюють питання з боку регулюючих органів щодо системи оперативно-розшукових заходів (СОРМ).
Рішення для агрегації бездротових каналів передачі відносно прості, не вимагають вкладень у наукомісткі дослідження. Майже всі вони містять у своїй основі лише готові широко описані Open Source рішення. Виробники вважають за краще зробити нескладний WEB-інтерфейс та видавати це за інноваційну розробку. Такий підхід дуже поширений у Росії.
Розв'язуване завдання
Підвищення надійності. Незначне збільшення швидкості.
Ключова характеристика
Утилізація каналів, що агрегуються. Середня максимальна швидкість передачі.
Мінуси
- Ціна пристрою. Кратко дорожче звичайних балансувальників
- Наявність щомісячних платежів, оскільки потребує проміжної інфраструктури термінування трафіку
- Для обслуговування потрібен спеціально навчений технічний персонал
- Низька утилізація каналів передачі в L3 тунелі
- Застосування проксі-серверів дає несиметричну мережу та адресацію
Плюси
- Дуже добре вирішує завдання резервування каналів передачі
- При використанні проксі-сервера дає високу швидкість передачі даних, якщо з'єднання ініційовано з боку пристрою
Цільове застосування
Сервіси, які потребують стабільного зв'язку, не потребують наявності L3 тунелю. Приватні домогосподарства, прості топології, що не потребують симетричної мережі. Не застосовується для промислових об'єктів та мереж оператора зв'язку.
Суматори
У тих каналів передачі цей термін виник Росії лише кілька років тому. Ці рішення дуже схожі на агрегатори, але радикально відрізняються тим, що, зберігаючи всі їхні плюси, позбавлені всіх недоліків.
Якщо потрібно шифрування від самого пристрою до сервера термінування – ця опція, як і стиснення на льоту, є у зрілих технологій на ринку.
Для тунелів L3, утилізація каналів передачі даних у суматорів близько 90%. Наприклад, там, де агрегатор дасть 40 Мбіт/с, суматор упевнено дасть 70 Мбіт/с. Тому його і називають суматором. Це дуже складне завдання і вона потребує серйозних наукомістких досліджень.
Успішне збільшення швидкості L3 тунелі дає рівну топологію мережі без «особливостей».
На відміну від агрегаторів, суматори не мають обмежень у сфері застосування. Вони можуть використовуватися на будь-яких типах каналів передачі даних та на будь-якій топології мережі. Мережа, створювана суматором, повністю стандартна і, на відміну від агрегаторів, в експлуатації не викличе питань у регулюючих органів та підводних каменів в експлуатації.
Розв'язуване завдання
Підвищення надійності. Кратне збільшення швидкості.
Ключова характеристика
Утилізація каналів, що агрегуються. Середня максимальна швидкість передачі.
Мінуси
- Наявність щомісячних платежів, оскільки потребує проміжної інфраструктури термінування трафіку.
- Ціна можна порівняти з агрегатором
Плюси
- Високоефективне рішення задачі резервування каналів передачі.
- Кратне збільшення швидкості та пропускної спроможності каналів у L3 тунелі.
Цільове застосування
Комерційні, промислові та державні послуги, що вимагають високої швидкості та надійності передачі даних. Обмежень застосування немає.
Комплексне рішення
Технології збільшення надійності та пропускної спроможності крім своєї основної функції повинні бути легко керованим та масштабованим, бути комплексними рішеннями проблем кінцевого користувача та не вирішувати завдання фрагментарно перекладаючи більшу частину інфраструктурних та експлуатаційних завдань на компетенції замовника.
Що потрібно, щоб рішення було комплексним?
1. Єдина система управління мережею
Вона дає можливість керувати всіма пристроями мережі - централізовано оновлювати прошивку та конфігурацію, виводити попередження та аварії, балансувати навантаження на мережу. Прозоро керувати всіма функціями кожного пристрою окремо та, в окремих випадках, бачити локацію пристрою та його ключові характеристики на інтерактивній карті.
Якісна система управління мережею заощаджує на інженерному персоналі, зменшує час вирішення проблем і робить все те, що зазвичай робить «мозок».
2. Надійність
Технологія передбачає використання сервера термінування трафіку, який завжди стоїть між пристроєм та цільовим сервісом. Він може стати єдиною точкою відмови. Якщо рішення автоматично не вміє перерозподіляти трафік від пристроїв до серверів термінування, забезпечуватиме автоматичний failover, його не рекомендується використовувати для комерційного застосування.
Це дуже важливо. Без автоматичної системи резервування, найшвидша мережа рано чи пізно перетвориться на мережу з «цегли».
3. Якісний моніторинг
Переважна більшість рішень не може реєструвати ключові метрики роботи пристроїв, коли вони не були в мережі. Тобто, якщо є проблема з мережею, оператор системи не зможе провести ретроспективний аналіз пристрою і зрозуміти, що саме було проблемою.
У критичній інфраструктурі пристрої повинні реєструвати максимальну кількість метрик по каналах зв'язку на випадок «розбору польотів», вміти це зберігати і передавати в центральну систему не навантажуючи канали. Жодна open source система моніторингу одночасно не може заощаджувати трафік та доставляти ретроспективні метрики.
4. Захищеність
Мережа повинна бути максимально захищена від зловмисного впливу з одного боку і повністю контролювати замовника з іншого.
5. Підтримка від виробника в режимі 24/7
Дуже складно вести комунікацію з виробником, якщо він знаходиться в іншому часовому поясі і розмовляє іншою мовою або просто вважає себе королем. Дуже важливо, щоб реакція виробника на проблему клієнта була мінімальною, а рішення справді вирішувало проблему
що вибирати
1. Якщо влаштовує робота будь-якого одного каналу і просто хочеться підстрахуватись – вибирайте балансувальник. Просто, дешево ефективно. Буде плюсом, якщо виробник заклав туди такі режими:
-Поняття основний та резервний канал. Коли резервний канал увімкнеться лише при недоступності основного. Основний канал включається щойно стає доступним.
-Механізм контролю якості каналу без створення службового трафіку.
-Буде великим плюсом підвищення сукупної швидкості при посесійному розподілі трафіку між доступними каналами. Це дасть значний сукупний приріст швидкості, але не дасть приросту у межах однієї сесії.
Ефективно ці механізми працюють лише разом.
2. Якщо вам не вистачає швидкості будь-якого каналу або потрібна максимальна швидкість - вибирайте суматори. Агрегатори стоять також, але вміють менше.
Джерело: habr.com