Směrovací přepínače IBM Nways 8274

 Rodina modulárních výkonných páteřních LAN přepínačů IBM Nways 8274 je určena pro sítě s vysokými nároky na přenosovou kapacitu a spolehlivost. Systém v sobě integruje vysoce výkonný přepínač pro sítě LAN a přepínač ATM s celkovou propustností 13,4 Gb/s. Přepínače podporují všechny běžné typy lokálních sítí (FDDI, CDDI, FastEthernet, GigabitEthernet*, Ethernet, Token Ring, FrameRelay a ATM); přepínání mezi libovolnými typy sítí umožňuje snadný přechod k technologii ATM. IBM 8274 plně podporuje přepínané virtuální sítě (IBM Switched Virtual Networks). Virtuální sítě mohou být vytvořeny jako skupina fyzických vstupů přepínače, skupina adres druhé vrstvy OSI modelu (MAC adresy) nebo skupina adres třetí protokolové vrstvy OSI modelu (např. IP adresy, IPX adresy). Zařízení současně podporuje protokolově závislé virtuální sítě. Přepínače podporují všechny běžné standardy včetně ATM Lan Emulace V1.0, UNI 3.0, UNI 3.1 a UNI 4.0. Integrovaná funkce směrovače implementuje směrování paketů mezi jednotlivými virtuálními sítěmi, systém IBM 8274 tak současně podporuje přepínaní na druhé (MAC switching) a třetí (IP a IPX switching) vrstvě OSI modelu.

 

 Základní jednotka přepínače

Společnost IBM dodává přepínače IBM 8274 ve třech verzích. IBM8274 model W33 lze vybavit 3 moduly, model W53 lze vybavit 5 moduly a model W93 poskytuje uživateli 9 slotů. Všechny modely přepínačů jsou vybaveny pasivní sběrnicí 960 Mb/s a ATM sběrnicí s celkovou propostností 13,2 Gb/s, která umožňuje využít toto zařízení současně jako výkonný přepínač ATM Distribuci řídicích informací zprostředkovává 120 Mb/s sběrnice pro správu přepínače. Architektura sběrnic přepínače je znázorněna na následujícím obrázku.

schema4.gif (9636 bytes)

Hardwarová architektura systému

Přepínač IBM 8274 využívá výkonné distribuované architektury. Každý modul je vybaven vlastními procesory RISC a obvody ASIC, které realizují všechny funkce spojené s přepínáním paketů resp. buněk ATM. Přepínání mezi jednotlivými vstupy jednoho modulu je prováděno lokálně, přidáváním dalších karet plynule roste celková výkonnost systému. Systém lze volitelně rozšířit o obvody přepínání na třetí vrstvě OSI modelu (IP a IPX switching), které významně posílí propustnost směrovací funkce přepínače.

Data jsou přes pasivní sběrnici přenášeny systémem "pipelining", který zaručuje minimální zpoždění přenášeného paketu. Přepínací matice je využívána moduly ATM s distribuovaným algoritmem přepínání.

 

Metoda přepínání

Systémy IBM 8274 podporují metodou přepínání cut-thrugh store-and-forward adaptive, která umožňuje adaptivně měnit způsob zpracování paketů mezi "store-and-forward" a "cut-through" v závislosti na počtu chybných paketů, které jsou přijmuty na jednotlivých přepínače. Adaptivní algoritmus přechodu mezi uvedenými režimy zpracování je možné ovlivňovat plynule nastavitelnými prahovými úrovněmi. V případě konverze mezi různými přenosovými technologiemi je nezbytné pro konverzi přenosových rychlostí využít metody store-and-forward (Ethernet, FDDI, ATM ....). Doba průchodu paketu systémem se typicky pohybuje od 30 ms do 100 ms.

Buňky ATM jsou přepínány odděleným susbsystémem, který využívá distribuované architektury. Tato technologie poskytuje minimální zpoždění průchodu buňky ATM.

 

 Podpora virtuálních sítí

Virtuální síť zprostředkovává komunikaci mezi jednotlivými pracovníky, kterým poskytuje na libovolném geografickém místě sítě stejné služby (přístup ke stejným výpočetním zdrojům, stejnou odezvu systému atd..).

IBM Nways 8274 je jedním ze stavebních prvků technologie přepínaných virtuálních sítí IBM (IBM Switched Virtual Networks - SVN). Přepínané virtuální sítě IBM umožňují vytvářet komunikační systém v závislosti na struktuře organizace, logická topologie na úrovni třetí vrstvy OSI modelu nemusí sledovat fyzickou topologii sítě. Technologie IBM SVN významně zvyšuje propustnost sítě a zjednodušuje administraci systému při nižších pořizovacích nákladech.

Přepínač se vyznačuje velmi flexibilní implementací metod přiřazování vstupů k jednotlivým virtuálním sítím. Díky této technologii lze v komunikačním systému dynamicky vytvářet virtuální sítě, které se adaptivně přizpůsobují přemísťování jednotlivých uživatelů. Zařízení podporuje následují metody:

 

  • Přiřazení fyzického vstupu - jedná se o nejjednodušší metodu specifikace členů virtuální sítě. Administrátor sítě staticky specifikuje přiřazení vstupů přepínače k jednotlivým virtuálním sítím. Libovolná pracovní stanice resp. sdílený segment sítě se stává členem té virtuální sítě, ke které je daný vstup přiřazen.
  • Přiřazení v závislosti na MAC adrese - vstup je přiřazen do jedné resp. více virtuálních sítí v závislosti na skupině adres MAC pracovních stanic, které jsou k němu připojeny. Administrátor sítě specifikuje množinu MAC adres, které patří do dané virtuální sítě. Pro jednotlivé vstupy pouze specifikuje množinu virtuálních sítí, jejichž členem se může daný vstup stát. Tyto definice politiky přiřazování vstupů k virtuálním sítím jsou nahrány do všech přepínačů v komunikačním systému. Pracovní stanice může být připojena k libovolnému vstupu komunikačního systému a vždy bude dynamicky přiřazena k příslušné virtuální síti.
  • Přiřazení v závislosti na adrese třetí vrstvy OSI modelu (např. IP adrese) - tato metoda pracuje obdobným způsobem jako výše popsané přiřazování v závislosti na MAC adrese. Přiřazení k virtuální síti je v tomto případě určeno adresou třetí protokolové vrstvy (IP adresa, IPX adresa atd..).
  • Přiřazení v závislosti na typu komunikačního protokolu - vstupy přepínačů jsou dynamicky přiřazovány k jednotlivým virtuálním sítím v závislosti na komunikačním protokolu, který daná pracovní stanice používá.
  • Uživatelská specifikace přiřazení virtuální síti - administrátor sítě může specifikovat určitou množinu bytů z datového rámce, která bude určovat přiřazení dané pracovní stanice do příslušné virtuální sítě.

 

Výše popsané metody poskytují administrátorovi sítě maximální flexibilitu při dodržení příslušných bezpečnostních politik v systému. Jedna virtuální síť může obsahovat libovolnou kombinaci typů sítí (MAC adres). Síť VLAN se může skládat ze sítí typu Ethernet, Token Ring, FastEthernet, FDDI a ATM a může být vytvořena pouze v jednom přepínači, nebo rozprostřena přes celý komunikační systém. Přesun koncových uživatelů je automaticky sledován, pracovní stanice je vždy přiřazena do příslušné virtuální sítě nezávisle na tom, do kterého přepínače je připojena.

Jeden vstup přepínače může být současně začleněn do více virtuálních sítí současně. Této funkce lze s výhodou využít v případě připojení serverů, které mají být přístupny z více virtuálních sítí současně. Systém současně umožňuje vytvořit více virtuálních sítí na jednom sdíleném segmentu sítě, který může být realizován jednoduchým typem rozbočovače.

 

Multicast VLAN (M-VLAN)

Výše popsané metody přiřazování k virtuálním sítím poskytují správci sítě velice robustní mechanismus pro administraci komunikačního systému. Směrovací přepínače implementují funkci multicast-VLAN. V prostředí komunikačního protokolu IP je podporováno přiřazování k sítím M-VLAN pomocí protokolu IGMP (Internet Group Management Protocol). Administrátor systému může definovat sítě M-VLAN pomocí společných adres MAC (multicast MAC).

 

Inteligentní přiřazování směrovačů k jednotlivým virtuálním sítím

Směrovací přepínače IBM8274 inteligentně přiřazují vstupy ke kterým jsou připojeny směrovače k jednotlivým virtuálním sítím. Systém zpracovává směrovací protokoly RIP, OPSF, BGP4, DVRMP, IGRP a IPX RIP. Na základě obdržené směrovací informace je vstup s připojeným směrovačem dynamicky přiřazován k příslušným virtuálním sítím.

 

Vzájemné propojení přepínačů IBM 8274

Přepínače IBM 8274 lze propojovat libovolným typem přenosové technologie. Pokud jsou přepínače propojeny jedním z následujících typů rozhraní, tak lze v rámci systému rozprostřít více jak 32 virtuálních sítí (systém IBM 8274 pro tento účel využívá speciální technologie 802.1q rep. LAN emulace):

 

  • FDDI (privátní trunking nebo standard 802.10)
  • FastEthernet (standard 802.1q)
  • ATM uplink (privátní emulace nebo standardní LANE v1.0)
  • ATM propojení přepínacích subsystému ATM (PNNI-1, popsáno ve kapitole ATM subsystém)

 

Přepínače lze současně propojit více různámi rozhraními současně. Přepínače mohou být současně propojeny přenosovou technologií FastEthernet, FDDI a ATM. Tato funkce umožňuje plynulý přechod od páteřní sítě FDDI k ATM. Síť FDDI resp. FastEthernet lze dočasně využít pro zálohování přenosového systému ATM.

Vzájemné propojení přepínačů technologií ATM pomocí Uplink modulů

Přepínače IBM 8274 lze vzájemně propojovat pomocí rozhraní ATM. Pro vzájemné propojení přepínačů lze využít rozhraní ATM E3, OC3 a OC12, které pracuje ve funkci tzv. uplinku. Tyto typy modulů zprostředkovávají segmentaci běžných datových rámců Ethernet, TokenRing a FDDI na buňky ATM a jsou určeny pro připojení přepínacího subsystému LAN k nadřazenému přepínači ATM rep. přepínacímu subsystému ATM.

  • Propojení privátním protokolem přes síť ATM. Toto propojení využívá přenosové technologie ATM, emulace virtuálních sítí je v tomto případě implementována privátním protokolem. Vzájemné propojení přepínačů lze realizovat pomocí přepínaných (SVC) nebo permanentních (PVC) virtuálních okruhů.
  • Propojení s využitím ATM LAN emulace. Virtuální sítě vytvořené v jednotlivých přepínačích IBM 8274 jsou prostřednictvím LAN emulace rozšířeny do prostředí přenosové technologie ATM. Síť ATM může současně sloužit k propojení přepínačů a připojení pracovních stanic s vysokými požadavky na přenosovou kapacitu.

 

Vzájemné propojení prostřednictvím rozhraní FastEthernet - Funkce FastEthernet Channel

Nové typy přepínacích modulů FastEthernet podporují agregaci přenosové kapacity pomocí technologie FastEthernet Channel. Do jedné skupiny lze začlenit až 4 vstupy FastEthernet v rámci kterých lze sdílet přenosovou technologii. To umožňuje postupně zvyšovat přenosovou kapacitu mezi přepínači od 100 Mb/s až do 800 Mb/s.

FastEthernet moduly současně podporují standard 802.1q, který je určen pro přenášení informace o příslušnosti k virtuální síti v prostředí přenosově technologie Ethernet. . Každý datový rámec je podle standardu 802.1q označen číslem, které vyjadřuje jeho příslušnost do příslušné skupiny virtuálních sítí. Implementace standardu 802.1q tak umožňuje rozprostřít více jak 32 virtuálních sítí mezi více přepínačů IBM 8274

 

Vzájemné propojení přepínačů technologií FDDI:

Pro vzájemné propojení přepínačů IBM 8274 lze rovněž využít FDDI, která podporuje následující protokoly:

 

  • Propojení FDDI kruhem při využití trunkového protokolu - přepínače IBM 8274 lze propojit přenosovou technologií FDDI. Lze využívat více FDDI okruhů paralelně. Každý FDDI okruh může současně realizovat vzájemné propojení jednotlivých částí virtuálních sítí mezi přepínači. Na FDDI kruhu mohou být současně umístěny běžné pracovní stanice.
  • Propojení FDDI kruhem při využití systému IEEE 802.10 označování rámců (IEEE 802.10 Virtual Lan Taging over FDDI). Tento protokol umožňuje odděleně přenášet stejně jako trunkový protokol FDDI data mezi různými virtuálními sítěmi. IEEE 802.10 označování se doporučuje využívat pouze v případech požadavku kompatibility se zařízením od jiného výrobce.

 

Přepínání LAN-ATM

Přepínače IBM 8274 umožňují komunikaci mezi přenosovými technologiemi Ethernet, FastEthernet, Token Ring, FDDI a ATM. V prostředí ATM se v dnešní době využívá celá řada komunikačních protokolů, které emulují prostředí lokálních sítí. Zařízení IBM 8274 implementuje celou řadu standardů ATM fóra a doporučení, která umožňují přímou komunikaci mezi stávajícími typy sítí a technologií ATM:

 

  • LAN Emulace V1.0 se stala standardem pro datovou komunikaci v sítích ATM a zaručuje komptabilitu systému s ostatními výrobci zařízení ATM. Pro každý vstup ATM lze vytvořit více LEC (Lan Emulation Client). Tyto klienty lze přiřazovat stejně jako jednotlivé vstupy přepínače k virtuálním sítím. (LEC se chová stejným způsobem jako fyzický vstup Ethernet resp. Token Ring). Přepínače IBM 8274 budou realizovat i funkce LES (Lan Emulation Server) a BUS (Broadcast Uknown Server).
  • RFC1483 Point-to-Point bridging. Administrátor sítě může pro přenos datových rámců volitelně využít LLC enkapsulace RFC1483 bridging. Tento systém využívají některé typy směrovačů jiných výrobců.
  • Classical IP (RFC 1577). Toto doporučení lze využít pouze pro přenos komunikačního protokolu TCP/IP. V tomto případě jsou datové rámce zpracovávány integrovaným směrovačem v přepínači IBM 8274.
  • Privátní LAN Emulace umožňuje vzájemnou komunikaci mezi přepínači IBM 8274. Tento protokol pracuje obdobným způsobem jako LAN Emulace V1.0, v síti ATM není nutná přítomnost LES/BUS.

 

Funkce integrovaného směrovače

Přepínač IBM 8274 je vybaven funkcí interního směrovače, který je určen pro vzájemné propojování virtuálních sítí na třetí úrovni OSI modelu. Směrovač je vybaven 16 virtuálními vstupy, které lze přiřazovat k jednotlivým virtuálním sítím v přepínači. Systém podporuje směrování protokolů IP a IPX, pro distribuci směrovací informace lze využít směrovací protokoly OSPF, RIP, RIP II. Integrovaný směrovač je realizován prostřednictvím procesorů RISC a příslušného softwarového vybavení. V případě požadavku na velmi vysokou propustnost lze interní směrovač rozšířit specializovaným obvodem přepínání na třetí vrstvě OSI modelu (IP a IPX switch ASIC).

 

Přepínací moduly Moduly LAN

Společnost IBM dodává pro přepínač IBM 8274 celou řadu modulů, které umožňují uživateli velice flexibilně budovat přepínané virtuální sítě (IBM SVN):

 

  • Řídící procesorový modul (MPM-II) realizuje funkce konfigurace a distribuované správy systému, integruje funkci můstku a směrovače a obsahuje operační mikrokód pro jednotlivé moduly přepínače. Každý přepínač musí být vybaven alespoň jedním modulem MPM-II. Modul může být vybaven 8MB nebo 16 MB operační paměti. Rozhraní RS-232 umožňuje správu a konfiguraci celého přepínače prostřednictvím běžného ASCII terminálu.
  • Modul 8 optických vstupů Ethernet umožňuje připojit pracovní stanice nebo sdílené segmenty sítě Ethernet 10BaseFl optickým gradientním vláknem. Přístupový modul je vybaven konektory typu ST.
  • 12 vstupů 10BaseT - tento modul je vybaven 12 vstupy RJ-45, které jsou určeny pro připojování pracovních stanic nebo celých segmentů sítě Ethernet.
  • 12 vstupů 10BaseT Telco modul poskytuje uživateli stejné funkce jako modul 12 vstupů 10BaseT, 12 vstupů je vyvedeno v jednom konektoru Telco.
  • Universální modul Ethernet je vybaven šesti pozicemi pro subkarty, které podporují různé typy sítě Ethernet (10BaseFL, 10Base5, 10Base2 a 10BaseT). Uživatel tak získává vysokou flexibilitu při budování sítě.

Společnost IBM dodává následující typy subkaret:

Typ modulu

Standard

Typ konektoru

počet pozicí zabraných na modulu

1 vstup 10BaseFl

10BaseFL, FOIRL

ST

1

1 vstup 10Base2

10Base2

BNC

1

1 vstup 10BaseT

10BaseT

RJ-45

1

2 kombinované

vstupy

10Base5 a 10BaseT

RJ-45 a AUI

2

 

  • 4 vstupy 100BaseTx - tento modul je určen pro připojování pracovních stanic 100BaseTx a segmentů sítě FastEthernet. Vstupy RJ-45 jsou logicky propojeny do jednoho segmentu sítě FastEthernet, datové rámce jsou přepínány mezi tímto segmentem a ostatními moduly v přepínači.
  • Modul 8 vstupů 100BaseTx umožňuje připojit 8 pracovních stanic resp. segmentů sítě FastEthernet. V modulu jsou realizovány dva segmenty sítě FastEthernet po čtyřech vstupech RJ-45.
  • Modul 1 vstup 100BaseTx je určen pro připojení jedné pracovní stanice 100BaseTx resp. sdíleného segmentu sítě FastEthernet. Vstup lze provozovat v duplexním režimu.
  • Modul 2 vstupy 100BaseTx poskytuje uživateli 2 vstupy RJ-45, které podporují standard FastEthernet. Oba dva vstupy jsou přepínány. Vstupy lze provozovat v duplexním režimu
  • Modul 1 duplexní vstup 100BaseTx a 4 sdílené vstupy 100BaseTx.
  • Modul 1 duplexní vstup 100BaseFx multimode a 4 sdílené vstupy 100BaseTx
  • Modul 1 duplexní vstup 100BaseFx multimode
  • Modul 2 duplexní vstup 100BaseFx multimode
  • Modul 1 duplexní vstup 100BaseFx singlemode
  • Modul 2 duplexní vstup 100BaseFx singlemode
  • 6 vstupů Token Ring RJ-45 podporuje stíněný a nestíněný kabelový rozvod. Vstupy jsou určeny pro připojování Token Ring koncentrátorů resp. rozbočovačů.
  • Moduly FDDI 1 resp. 2 vstupy jednovidové vlákno. Společnost IBM dodává FDDI moduly ve verzi s jedním resp. dvěma vstupy. Každou dvojici vstupů A a B lze využít v jednom z následujících režimů: Dual Ring, Dual Home nebo jako dva vstupy SAS.
  • Moduly FDDI 1 resp. 2 vstupy gradientní vlákno. Tato dvojice modulů poskytuje uživateli stejné funkce jako modul pro jednovidové vlákno
  • Modul 4 resp. 8 vstupů CDDI. 4 vstupy RJ-45 jsou logicky propojeny do jednoho segmentu sítě FDDI, datové rámce jsou přepínány mezi tímto segmentem a ostatními moduly v přepínači. U modulu s 8 porty RJ-45 jsou realizovány dva segmenty sítě FDDI po čtyřech vstupech.
  • Kombinovaný modul 1 vstup FDDI DAS a čtyři vstupy CDDI. Tento modul je kombinací modulu se čtyřmi vstupy CDDI a modulu s jedním vstupem FDDI. FDDI DAS vstup je volitelný pro gradientní nebo jednovidové optické vlákno.

 

Nová řada přepínacích modulů LAN

Nové typy přepínacích modulů LAN se vyznačují vysokou přepínací kapacitou v rámci jednoho modulu 4 Gb/s a implementací nových standardů a funkcí jako je např. standard 802.1q nebo FastEthernet Channel.

 

  • 10/100 Ethernet Switching module - Tento modul je vybaven 12 vstupy RJ45, které podporují automatické vyjednání rychlosti 10 resp. 100 Mb/s v závislosti na typu připojené pracovní stanice. Tato vlastnost umožňuje využít jediný modul pro současné připojení pracovních stanic 10 a 100 Mb/s Ethernetu, což významným způsobem zjednodušuje postupný přechod od přenosové technologie Ethernet k FastEthernetu. Jednotlivé vstupy podporují simplexní a duplexní připojení pracovních stanic s rozhraním 10BaseTx a 100BaseTx . Vlastní modul je vybaven integrovaným přepínacím obvodem ASIC s celkovou propustností 4 Gb/s. Datové rámce které lze přepnout v rámci jednoho modulu nezatěžují sběrnice a ostatní moduly v přepínači. V případě, že je přepínač IBM 8274 model 913 plně osazen přepínacími moduly 10/100 Ethernet switching, tak jeho agregované propustnost dosahuje celkem 19.2 Gb/s. Každý vstup modulu je vybaven vyrovnávací pamětí 512 kbyte, která systému umožňuje akceptovat i relativně velké shluky dat. Systém předělování priorit jednotlivým vyrovnávacím frontám zaručuje nulovou ztrátu datových rámců i v případě vysokého zatížení. Modul 10/100 Ethernet switching implementuje metodu adaptivního přepínání (tzv. Adaptive Cut-Through switching). V závislosti na počtu chybových rámců modul automaticky volí mezi cut-through a store-and-forward režimy přepínání. Modul podporuje všechny funkce přepínače IBM 8274 jako jsou statisticky RMON, dynamické přiřazování k virtuálním sítím atd...
  • Modul 8 vstupů 100Base-F je vybaven 8 optickými vstupy s konektory SC pro připojení gradientního optického vlákna. Jednotlivé vstupy lze provozovat v simplexním (100Mb/s) nebo duplexním (200Mb/s) režimu. Vlastní modul je vybaven integrovaným přepínacím obvodem ASIC s celkovou propustností 4 Gb/s. Datové rámce které lze přepnout v rámci jednoho modulu nezatěžují sběrnice a ostatní moduly v přepínači. Metoda adaptivního přepínání (tzv. Adaptive Cut-Through switching) optimálně volí způsob přepínání; v závislosti na počtu chybových rámců modul automaticky volí mezi cut-through a store-and-forward režimy přepínání. Každý vstup modulu je vybaven vyrovnávací pamětí 512 kbyte, která systému umožňuje akceptovat i relativně velké shluky dat
  • Modul 32 vstupů 10BaseT Celá řada uživatelů přechází od sítí založených na sdíleném přenosovém médiu k přepínaným přenosových technologiím jako je přepínaný Ethernet, FastEthernet, Gigabit Ethernet, ATM atd.. Přepínací modul s 32 vstupy 10BaseT poskytuje uživatelů dedikované přepínané připojení pracovní stanice za velice nízkou cenu. Přepínače IBM 8274 se svojí cenou na jedno přípojné místo blíží ceně stávajících rozbočovačů a svým uživatelů poskytují mnohonásobně vyšší přenosovou kapacitu. Modul je vybaven 32 vstupy RJ45 a lze jej využívat pouze v přepínačích IBM 8274 model W53 a W93. každý vstup lze volitelně provozovat v simplexním (10Mb/s) resp. duplexním (20Mb/s) režimu

 

 

Moduly ATM - Funkce ulink

Přepínače IBM 8274 dodržují všechna stávající doporučení ATM fóra. Stávající moduly s rozhraním ATM jsou určeny pro připojení k páteřní síti ATM a implementují následující standardní funkce:

 

  • ATM Forum User Network Interface (UNI 3.0/3.1). Vstupy přepínače podporují volitelně jedno ze standardních rozhraní UNI 3.0 resp. UNI 3.1; na jednom přepínači lze nakonfigurovat oba dva typy rozhraní současně.
  • Podpora protokolu ISO Q.2931
  • Implementace protokolu správy rozhraní ILMI (Interim Local Management Interface)
  • ATM adaptační vrstvy AAL1 a AAL5. Přepínače IBM 8274 podporují ATM adaptační vrstvy AAL1 a AAL5 ve funkci přístupového zařízení
  • UBR - stávající verze operačního mikrokódu využívá pro přenos dat třídy UBR (Unspecified Bit Rate). Systém IBM 8274 bude postupně podporovat další třídy přenosů jako je ABR (Available Bit Rate), CBR (Constant Bit Rate), VBR-RT a VBR-NRT (Variable Bit Rate Real Time a Non-Real Time).
  • Přepínač IBM 8274 podporuje současně přepínané (SVC) a permanentní (PVC) virtuální okruhy. Maximální počet virtuálních okruhů je 1024 na jeden vstup.
  • "Traffic Shaping" - administrátor systému má možnost definovat 8 výstupních front, do kterých jsou multiplexovány jednotlivé virtuální okruhy (SVC a PVC). V závislosti na specifikovaných parametrech je automaticky upravována časová variace mezi vysílanými buňkami.

 

Společnost IBM nabízí následující typy přístupových modulů ATM:

 

  • Moduly 1 resp. 2 jednovidové vstupy ATM OC3. Tyto moduly jsou určeny pro připojení zařízení IBM 8274 k přepínači ATM jednovidovým optickým vláknem. Modul je vybaven jedním resp. dvěma optickými vstupy SC.
  • Moduly 1 resp. 2 gradientní vstupy ATM OC3. Jeden resp. dva optické vstupy SC jsou určeny pro připojení k přepínači ATM pomocí gradientního vlákna.
  • Moduly 1 resp. 2 vstupy ATM UTP. Jeden resp. dva vstupy RJ-45 umožňují připojit zařízení IBM 8274 k přepínači ATM pomocí nestíněné kabeláže UTP kategorie 5.
  • Moduly 1 resp. 2 vstupy ATM E3. Tento modul je určen pro připojení přepínače do sítí WAN ATM.

 

Přepínací subsystém ATM

Řada modulů ”RouterCell” realizuje funkci přepínání buněk ATM. Tyto moduly využívají pasivní sběrnice s celkovou propustností 13.2 Gb/s. Plně distribuovaná architektura přepínání poskytuje uživatelům přepínačů IBM 8274 následující výhody:

 

  • systém není závislý na jediném komponentu (neexistuje tzv. single point of failure)
  • propustnost systému roste rovnoměrně s dalšími moduly
  • náklady na rozšiřování kapacity přepínače rostou rovnoměrně

 

Přepínač IBM 8274 je plně neblokující. Systém implementuje ojedinělou architekturu vstupních vyrovnávacích front, které jsou řízeny výstupními porty. Každý vstupní port umožňuje vytvořit 6 vstupních front v závislosti na požadované úrovni služby (QoS) až pro 384 výstupních portů. Přepínač je tak schopen na každém vstupu vytvořit až 6*384=2304 vstupních front, které jsou řízeny výstupními porty. Technologie řízených vstupních vyrovnávacích pamětí umožňuje v případě přetížení přepínače akumulovat velký počet buněk ATM a tak minimalizovat ztrátu dat v sítí. Přepínače s výstupní vyrovnávací pamětí by musely pro každý vstup alokovat paměť pro 2 miliony buněk ATM, aby dokázaly akumulovat stejný objem dat jako přepínač IBM 8274. Všechny přepínací moduly ATM implementují následující funkce:

  • spojení zdroj-cíl (point-to-point) a bod-více-cílů (point-to-multipoint)
  • rozhraní UNI 3.0 a UNI3.1 včetně vzájemné konverze
  • podpora směrovacího protokolu PNNI-1 pro vzájemné propojování přepínačů umožňuje budovat rozsáhlé privátní sítě ATM. Tento protokol zajišťuje optimální využívání přenosové kapacity sítě. Přepínače IBM 8274 volí optimální cestu v síti v závislosti na definovaných parametrech spojení (požadovaných QoS) a v závislosti na vytížení jednotlivých přenosových tras v síti. V síti jsou podporovány metriky jako je zpoždění přenášených dat, časová variace mezi buňkami (CDV), maximální povolené množství nepřenesených buněk (CLR) a uživatelsky specifikovaná váha cesty. Režim ”Plug and Play” významným způsobem zjednodušuje instalaci a konfiguraci celého komunikačního systému. Přepínače si automaticky vyměňují informace o topologii a stavu sítě na základě kterých jsou vytvářeny virtuální okruhy SVC. Automatické odhalení přítomnosti služeb LECS (LAN Emulation Configuration Server, tato funkce je implementována prostřednictvím serveru MSS IBM 8210) a informování zbytku sítě o jejich přítomnosti usnadňuje konfiguraci služeb LANE. Pokud je v systému více konfiguračních serverů LECS, systém automaticky podporuje jejich vzájemné zálohování. Fyzické přemístění serverů LECS nevyžaduje žádné konfigurační změny.
  • rozhraní IISP a statické směrovací tabulky pro protokol PNNI-1. Tato funkce zjednodušuje propojení s  řepínači, které nejsou schopny podporovat směrovací protokol PNNI-1
  • funkce rychlého zamítnutí virtuálního okruhu (crankback call) významným způsobem urychluje vyhledání alternitivní cesty v síti
  • přepínače IBM 8274 podporují tzv. ”soft-PVC”, kdy uživatel specifikuje pouze koncové vstupy permanentního kanálu. Uvnitř sítě je s permanentním virtuálním okruhem (PVC) zacházeno stejným způsobem jako s přepínaným okruhem (SVC). Řídící funkce přepínače vyhledá optimální cestu v síti, v jednotlivých přepínačích jsou vytvořeny přepínací tabulky a v případě výpadku přenosové trasy je spojení automaticky přesměrováno přes obchozí linku.
  • směrovací protokol PNNI-1 zajišťuje inteligentní rozdělení zátěže v síti (load balancing)
  • pro každý virtuální okruh lze navíc k požadovaným parametrům QoS specifikovat jednu ze 16 uživatelských priorit
  • přepínání na úrovni virtuálních okruhů (VC) a virtuálních cest (VP).
  • každý vstup OC3 podporuje 4 000 virtuálních okruhů; vstup OC12 podporuje 64 000 virtuálních okruhů, přepínačem může v jednom okamžiku procházet až 256000 okruhů VCC (Virtual Channel Connection)
  • přepínač IBM 8274 podporuje až 64 000 virtuálních okruhu typů point-to-multipoint
  • buňky ATM jsou na vstupu zpracovány algoritmem ”dual leaky buckets”, který je implementován na úrovni jednotlivých virtuálních okruhů. Na vstupu jsou podporovány specifikace přenosu jako PCR(CLP=0), PCR(CLP=0+1), SCR(CLP=0), SCR(CLP=0+1), maximální velikost shluku buněk (maximum burst size). V závislosti na typu a charakteristice přenosu přepínač označuje buňky ATM (cell tagging).
  • přepínací subsystém ATM podporuje přenosy typu CBR (Constant Bit Rate), VBR-rt (Variable Bit Rate-real time), VBR-nrt (Variable Bit Rate non-real-time), UBR (Unspecified Bit Rate) a ABR (Available Bit Rate). V případě přenosů typu ABR jsou podporovány oba způsoby řízení toku dat, tj. přímé zpracování buňky RM nebo pouhé označovaní buněk (EFCI – Forward Congestion Indication).
  • přepínač poskytuje detailní statistiky o přenosech na úrovni jednotlivých virtuálních okruhů VC.
  • případné přetížení vstupů ATM přepínače IBM 8274 je řešeno metodou EPD (Early Packet Discard), PPD (Partial Packet Discard). Výběr datového přenosu, pro který bude použita technologie EPD resp PPD je proveden náhodnou volbou RAD (Random Early Detect). Toto řešení vede k velice efektivnímu a rychlému odstranění přetížení komunikačního systému při zachovaní spravedlivého rozdělení přenosové kapacity sítě mezi jednotlivé uživatele.
  • systém umožňuje vytvořit více jak 100 spojení za sekundu
  • přepínač podporuje ATM bearer services. Při propojování více přepínačů IBM 8274 linkami ATM je podporována agregace přenosové kapacity. Rozbočovače lze rovněž propojit přes veřejné služby ATM metodou tunelingu se specifikovanou přenosovou kapacitou (virtual path tunneling). VP tuneling umožňuje využívat přepínané virtuální okruhy SVC při průchodu veřejnou sítí ATM - veřejná síť se v tomto případě nepodílí na vybudování přepínaného virtuálního okruhu, poskytuje pouze virtuální cestu VP ve které rozbočovače vytvářejí jednotlivé okruhy SVC.
  • vstupy implementují standard TM4.0 (Traffic Management 4.0)

 

Přepínací moduly ATM - funkce ATM přepínače

  • ATM Cell switching module 8 vstupů OC3 Přepínací moduly ATM jsou vybaveny 8 optickými vstupy OC3 a jsou dodávány ve dvou verzích pro gradientní a monovidové vlákno. Vstupy lze využít pro vybudování páteřní síti ATM nebo přímé připojení pracovních stanic. Každý modul je vybaven vlastním neblokujícím přepínacím obvodem ASIC. Jednotlivé moduly jsou vzájemni propojeny pasivní sběrnicí s celkovou přenosovou kapacitou 13.2 Gb/s. Tato distribuovaná architektura přepínání buněk ATM optimalizuje náklady při postupném budování sítě

Jedinečná technologie dynamické vstupní vyrovnávací pamiti s výstupní řízením (DIBOC – Dynamic input buffer/ output controled) minimalizuje pravděpodobnost ztráty bunik ATM. .

Pro připojení pracovních stanic je podporováno uživatelské rozhraní UNI 3.0 a UNI 3.1. Vzájemné propojení přepínačů lze realizovat prostřednictvím rozhraní PNN Phase 1 nebo IISP.

Základní parametry modulu:

Implementované standardy pro gradientní vlákno

ATM Forum User to Network Interface 3.0/3.1; ITU-T I.432, ANSI T1.105; ISO Q.2931; TM 4.0; PNNI 1.0

Implementované standardy pro gradientní vlákno

ATM Forum User to Network Interface 3.0/3.1; ISO Q.2931; TM 4.0; PNNI 1.0; ITU-T I.432, ITU-T G.957, ANSI T1.105, Bellcore TR-NWT-000253

Poenosová rychlost na vstupu

155 Mbps

Typ konektoru

SC

Poeet vstupu / modul

8

Poeet virtuálních okruhu

4000 / vstup, 32 000 / modul

Poeet virtuálních orkuhu typu point-to-multipoint (multicast)

8000 / modul

Velikost vyrovnávací pamiti

8192 bunik na vstup

Ochrana proti přetížení sítě

Dual leaky bucket pro každý virtuální okruh

Správa toku dat

Explicit rate / EFCI pro každé spojení

Synchronizace

Interní nebo externí hodiny; odvozená synchronizace

Řešení přetížení vstupu

Early Packet Discard/Partial Packet Discard (EPD/PPD); Random Early Discard (RED)

Gradientní vstupy

 

Typ kabelu

Optika 62.5 mikronu

Průměrný vysílací výkon

min -20dBm; max -14dBm

Průměrný výkon pro příjem

min -29dBm; max -14dBm

Vlnová délka

min 1270nm; max 1380nm

Indikátory LED

Stav na fyzické úrovni; Funkční stav

Monovidové vstupy

 

Typ kabelu

Monovidové optické vlákno 9 mikronu

Dosah

Stoední

Vlnová dálka

min 1260nm; max 1360nm

Průměrný vysílací výkon

-15 to -8 dBm

Citlivost příjmače

-28 to -8 dBm

Indikátory LED

Stav na fyzické úrovni; Funkční stav

 

  1. ATM Cell switching module 2 vstupy OC12 Přepínací moduly ATM jsou vybaveny 2 optickými vstupy OC12 a jsou dodávány ve dvou verzích pro gradientní a monovidové vlákno. Tento modul je určen především pro vzájemné propojování přepínačů IBM 8274 ale lze jej využít rovněž pro připojení koncových zařízení s vysokými nároky na přenosovou kapacitu

Každý modul je vybaven vlastními neblokujícími přepínacími obvody ASIC. Vzájemnou komunikaci mezi jednotlivými moduly ATM zajišťuje pasivní sběrnice 13.2 Gb/s .

Pro připojení pracovních stanic je podporováno uživatelské rozhraní UNI 3.0 a UNI 3.1. Vzájemné propojení přepínačů lze realizovat prostřednictvím rozhraní PNN Phase 1 nebo IISP.

Základní parametry modulu:

Implementované standardy

ATM Forum User to Network Interface 3.0/3.1; ISO Q.2931; TM 4.0; PNNI 1.0; ATM Forum UNI STS12c, UNI 3.1, ITU-T I.432

Přenosová rychlost na vstupu

622 Mbps

Rozhraní

SC

Počet vstupu na modulu

2

Maximální počet virtuálních okruhů

64 000 / vstup

Počet virtuálních okruhů typu point-to-multipoint (multicast)

16,000 / modul

Velikost vyrovnávací paměti

8192 buněk na vstup

Ochrana proti přetížení sítě

Dual leaky bucket pro každý virtuální okruh

Správa toku dat

Explicit rate / EFCI pro každé spojení

Synchronizace

Interní nebo externí hodiny; odvozená synchronizace

Řešení přetížení vstupu

Early Packet Discard/Partial Packet Discard (EPD/PPD); Random Early Discard (RED)

Gradientní vstupy

 

Typ kabelu

Optika 62.5 mikronu

Vlnová délka

820 nm

Průměrný vysílací výkon

-10 to -4 dBm

Citlivost poíjmače

-16 dBm

Module LED indicators

Physical Status; Operational Status

Jednovidové vlákno

 

Dosah

Střední dosah

Vlnová dálka

1300 nm

Minimální citlivost přijmače

-28 dBm

 

 

  • Frame Cell Switching module Frame cell switching modul slouží pro vzájemné propojení 1 Gb/s paketové sběrnice s 13.2 Gb/s sběrnicí ATM. Tento modul realizuje následující funkce
  • Podporuje 16 klientů LEC (Lan Emulation Client). LAN Emulace (LANE V1.0) umožňuje snadnou integrace technologií Ethernet, FastEthernet, TokenRing a FDDI do prostředí ATM.
  • Podporuje doporučení RFC1577 (Classical IP Over ATM)
  • Multiprotokolovou enkapsulaci podle doporučení RFC1438

Stávající verze tohoto modulu využívá propojení se sběrnicí ATM prenosovou rychlostí 155 Mb/s. Společnost IBM připravuje novou verzi tohoto modulu s celkovou propustností 622 Mb/s.

Frame Cell Switching modul je rovněž nezbytný pro dynamické vytváření virtuálních okruhů (SVC).

 

WAN moduly

WAN moduly jsou k dispozici ve verzi se čtyřmi resp. osmi vstupy a lze je využít v libovolném typu přepínače IBM 8274. Každý vstup podporuje tyto přenosové rychlosti - 9.6, 19.2, 56, 64, 128, 256, 384, 512, 768, 1024, 1536 a 2048 kbit/s. Výkonný hardware umožňuje využívat maximální přenosovou rychlost (2Mb/s) na všech vstupech současně. Každý modul je vybaven dvěma procesory RISC, dvěma procesory Motorola 68360 a dvěma obvody hardwarové komprese dat STAC 9705.

Datová komprese

WAN moduly podporují kompresi datových rámců podle standardu FRF.9. Systém typicky dosahuje kompresního poměru 2:1 až 4:1. Přepínače vzájemně propojené linkou 2 Mb/s poskytují uživatelům sítě reálnou přenosovou rychlost 4 až 8 Mb/s.

 

Implementace virtuálních sítí v prostředí WAN

WAN moduly pro směrovací přepínače IBM 8274 umožňují realizovat virtuální sítě i v prostředí přenosové technologie Frame Relay, přepínače lze rovněž propojovat pevnými linkami. Tento systém poskytuje celou řadu výhod:

  • možnost rozšíření virtuálních sítí v rámci celé organizace - mobilní uživatel je v libovolné lokalitě automaticky přiřazen do příslušné virtuální sítě a získá tak přístup ke všem výpočetním zdrojům bez nutnosti rekonfigurace pracovní stanice
  • zjednodušená správa komunikačního systému - administrátor se nemusí zabývat změnami, které jsou způsobeny přemísťováním uživatelů.
  • zvýšená efektivita využívání adresního prostoru IP - subsítě IP nejsou přiřazovány k jednotlivým vstupům směrovače ale mohou být rozšířeny v rámci celého informačního systému.
  • bezpečnost - směrovací přepínače zachovávají zabezpečení zvolených výpočetních systému
  • finančně výhodný provoz - komprese FRF.9 umožňuje efektivněji využívat přenosovou kapacitu sítě WAN. Směrovací přepínače umožňují multiplexovat provoz z více virtuálních sítí do jednoho permanentního virtuálního kanálu (PVC). Díky této možnosti lze snížit poplatky za přenosovou kapacitu ve veřejných sítích Frame Relay.
  • QoS VLAN - virtuální sítě lze mapovat k různým virtuálním okruhům PVC. Pro každý virtuální okruh lze specifikovat různé parametry CIR, Bc a Be, které určují různý způsob přenosu dat v síti Frame Relay.

 

Typ Fyzického rozhraní

Typ fyzického rozhraní je volen prostřednictvím kabelu, směrovací přepínač jej automaticky detekuje. K dispozici jsou tyto typy:

  • V.35
  • RS-232
  • X.21
  • RS-530
  • RS-422/449

 

Implementované standardy

Implementace standardů zaručuje kompatibilitu systému se zařízeními ostatních výrobců.

  • doporučení RFC1490 - implementace multiprotokolová enkapsulace v sítích Frame Relay zaručuje kompatibilitu se směrovači a můstky, které jsou již využívány
  • podpora všech standardních DLCMI protokolů umožňuje připojit směrovací přepínač IBM 8274 k libovolnému Frame Relay přepínači. Systém podporuje rozhraní CCITT Q.933 Annex A, ANSI T1.617 Annex D, LMI 1.0.
  • doporučení RFC 1293 inversní ARP s dynamické mapování subsítí IP k jednotlivým virtuálním okruhům.
  • správa subsystému protokolem SNMP - RFC 1315 Frame Relay MIB a RFC 1659 serial port MIB.
  • Frame Relay standardy FRF.1, FRF.3 a FRF.4

 

Vysoká spolehlivost

Vysoká spolehlivost přepínače je dosažena následujícími vlastnostmi systému:

  • přepínač je vybaven pasivní sběrnicí
  • všechny moduly a zdroje jsou měnitelné za plného provozu
  • systém lze vybavit zálohovaným zdrojem napájení, v telekomunikačním prostředí lze využít napájení -48V
  • zdvojený chladící subsystém přepínače
  • přepínač podporuje zálohování řídicího modulu

 

Celková kapacita přepínače

Max počet přepínaných vstupů typu 8274-W93 8274-W53 8274-W33
10BaseTx 256 128 64
10BaseFl 64 32 16
10Base5 48 24 12
10Base2 BNC 48 24 12
10/100BaseTx autosence 96 48 24
100BaseFx multimode 64 32 16
100BaseFx singlemode 16 8 4
TokenRing UTP/STP 48 24 12
TokenRing Fiber 48 24 12
FDDI multimode/singlemode 16 8 4
ATM OC3 Uplink 16 8 4
ATM E3 Uplink 16 8 4
ATM OC12 switching multimode/singlemode 14 6 2
ATM OC3 multimode/singlemode 56 24 8
ATM 25 Mb/s 192 96 24
  • Správa systému

 

Přepínače IBM 8274 lze spravovat prostřednictvím protokolu pro správu informační technologie SNMP (Simple Network Management Protocol) a SNMPv2. Sledování provozu na jednotlivých vstupech Ethernet je realizováno prostřednictvím standardu RMON, pro ostatní typy vstupů je definována privátní MIB databáze.

Pro správu systému lze rovněž využít IP aplikací Telnet a Rlogin. Nový operační mikrokód lze do systému nahrát pomocí protokolu FTP (File Transfer Protocol) resp. TFTP (Trivial File Transfer Protocol).

Rozhraní RS-232 lze využít pro správu systému prostřednictvím běžného ASCII terminálu nebo protokolem SLIP.

 

Grafické aplikace pro správu přepínače IBM 8274

Společnost IBM dodává pro přepínač řadu grafických aplikací, které umožňují intuitivně řídit a konfigurovat přepínače IBM 8274:

  • Aplikace IBM Nways RouteSwitch Network Manager poskytuje uživateli grafické rozhraní , znázorňující vlastní rozbočovače. Tato aplikace umožňuje administrátorovi sítě formou nabídek velmi snadno monitorovat a konfigurovat přepínače IBM 8273 a IBM 8274. IBM Nways RouteSwitch Network Manager spolupracuje s řídicími aplikacemi IBM NetView for AIX, HP OpenView for Windows, HP OpenView for UNIX a SunSoft SunNet Manager.
  • Aplikace IBM Nways RouteTracker Manager je grafické prostředí pro konfigurace virtuálních sítí. Díky této aplikaci lze intuitivně monitorovat a konfigurovat virtuální sítě a metodou "drag-and-drop" přemísťovat jednotlivé uživatele mezi nimi. Společnost IBM dodává tuto řídící aplikaci pro operační systémy Windows 95, Windows NT a HP OpenView.

[Hlavní stránka IBM na Comnetu '98]