ЖУРНАЛ СТА 3/2009

ОБ ЗОР / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ С Е Т И ческим восстановлением связи, что означает начало обмена данными по резервному пути. Логично предположить, что общая длительность этих двух этапов и состав- ляет время восстановления. Однако все- гда ли это так, сказать сложно. Дело в том, что стандарта или универсальной методики определения этого времени нет. Производители при расчёте могут указывать минимальное время, не при- нимая в расчет степень загрузки сети, которая, несомненно, это время уве- личивает. Таким образом, минимальное время восстановления, указываемое производителями в спецификациях, не всегда подтверждается на практике, кроме того, значения этого параметра для оборудования различных произво- дителей некорректно напрямую сравни- вать между собой. Иногда производители идут от обрат- ного, указывая максимально возможное время восстановления, так сказать, худ- ший случай. Примером может служить немецкая компания Hirschmann и её фирменная технология резервирования HIPER-Ring. Производитель указывает именно максимальное время восстанов- ления обмена данными, полученное в ходе ряда экспериментов с различной загрузкой сети на демо-стенде из 100 ком- мутаторов Ethernet. Время восстановления после сбоя – не единственный критерий оценки тех- нологий резервирования. Рассмотрим характеристики для основных техноло- гий. RSTP ( УСКОРЕННЫЙ ПРОТОКОЛ СВЯЗУЮЩИХ ДЕРЕВЬЕВ ) Протокол RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) является, пожалуй, самым рас- пространённым протоколом резервиро- вания как в офисных, так и в промыш- ленных сетях Ethernet. Он служит разви- тием предшествующего протокола STP, разработанного ещё в 80-х годах про- шлого века. Последняя версия RSTP принята в 2004 году в виде стандарта IEEE 802.1D-2004. В общем плане про- токол RSTP логически представляет сеть как древовидную структуру с множе- ством резервных связей. Так как этот протокол широко известен, опустим тех- нические подробности и рассмотрим преимущества и недостатки. Первое и главное его преимущество – он стандартизован. Сложно вспомнить хотя бы одного производителя Ethernet- оборудования, не обеспечившего под- держку IEEE 802.1D в своих управляе- мых устройствах. Его реализация в раз- личном оборудовании идентична, что позволяет комбинировать устройства и создавать смешанные резервированные сети. Второе важное свойство RSTP – надёжность. Сеть коммутаторов, топо- логия которой напоминает ветви де- рева, распространяющиеся от корне- вого моста, укреплена множествен- ными дополнительными линиями связи и не чувствительна к потере од- ного или даже нескольких узлов или линий. При этом топология автомати- чески перестраивается, обходя про- блемные участки по запасным проло- женным путям. Теоретически протокол даже не нуждается в настройке – ком- мутаторы самостоятельно способны определить взаимное положение, но на практике это будет не оптимальный ва- риант. Для повышения быстродействия сеть с применением RSTP требует тща- тельной настройки с определением свойств каждого порта и линий связи. Отсюда и следует главный недостаток RSTP – неопределённое время восста- новления. В зависимости от размеров, сложности топологии сети и прочих факторов время восстановления колеб- лется от миллисекунд до нескольких се- кунд. Для офисных сетей это вполне приемлемо, но для промышленного Ethernet часто требуется бо ' льшая де- терминированность. Ещё одно огра- ничение RSTP – максимальный размер сети. Пакет данных может преодолеть до 39 узлов (коммутаторов) в пределах сегмента, по превышении этого порога он начинает дублироваться, и сеть мо- жет «встать». Таким образом, RSTP может быть оп- тимален для новых сетей небольшого размера, где вероятны отказы более чем одного узла или кабеля, а также для рас- ширения существующих сетей, исполь- зующих этот протокол. HIPER-R ING ( РЕЗЕРВИРОВАННОЕ КОЛЬЦО ) Не секрет, что на данный момент у многих производителей есть собствен- ные технологии организации резерви- рованного кольца Ethernet на базе собст- венных изделий, однако, как минимум, одной из первых является HIPER-Ring. Технология HIPER-Ring известна с 1990 года, когда компания Hirschmann работала совместно с Siemens. Данная технология предполагает объединение коммутаторов в сети по схеме «кольцо», в котором один коммутатор назначается менеджером. Задача менеджера – бло- кирование передачи данных по одному из направлений и постоянная рассылка тестовых пакетов для проверки целост- ности кольца. Блокировка замыкающей линии связи позволяет избежать воз- никновения коллизии, описанной в стандартном протоколе IEEE 802.3 Ethernet. При этом данные продолжают свободно проходить между всеми узлами логически, по линейной топологии. Ме- неджер кольца рассылает специальные тестовые пакеты в обоих направлениях и ждёт их возвращения по кругу. По их по- тере менеджер определяет разрыв кольца и активизирует заблокированную линию для передачи данных. Таким образом, при возникновении неполадок в любом месте кольца оно становится линейной структурой. 17 CTA 3/2009 www.cta.ru Менеджер кольца HIPER Ring Sw 1 Sw 1 Sw 2 Sw 3 РС2 РС1 Условные обозначения: Sw 1–Sw 4 – коммутаторы 1–4; PC1, PC2 – рабочие станции 1 и 2. Рис. 1. Топология «резервированное кольцо» сети Ethernet (на примере технологии HIPER-Ring Hirschmann) © СТА-ПРЕСС