Дополнительные сетевые службы

Установка, настройка и администрирование

🕛 30.10.2006, 16:44

Система Windows 2000 располагает множеством дополнительных сетевых служб, позволяющих решать разнообразные задачи, возникающие в сложных, разнородных сетях; некоторые из этих служб рассматриваются в данной главе.

Управление качеством обслуживания (QoS)

Windows 2000 включает важную технологию управления качеством обслуживания (Quality of Service, QoS), которая поддерживается и в Windows 98. Эта технология позволяет администраторам сети использовать новое поколение приложений, которые интенсивно используют среду передачи данных и требуют строгих временных характеристик, при сохранении возможности управления использованием сети. Независимые поставщики программного обеспечения могут использовать преимущества прикладных интерфейсов для того, чтобы получить лучшее качество сетевого обслуживания для своих критических по времени или потоковых приложений.

Поддержка QoS в Windows особенно важна, поскольку растущая ширина полосы пропускания, доступная при использовании Fast Ethernet и новейшей технологии Gigabit Ethernet, поощрила разработку и развертывание приложений, работающих с потоковым видео, звуком в реальном масштабе времени, видеоконференц-связью, интерактивной связью, и других приложений, интенсивно использующих ширину полосы пропускания, которые требуют доставки данных с малым временем ожидания. Кроме того, есть много приложений, критических по времени, которые не являются приложениями мультимедиа, но требуют жесткой гарантии качества обслуживания.

Windows QoS включает поддержку протокола резервирования ресурсов (Resourse Reservation Protocol, RSVP), разработанного проектной целевой группой Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF), и другие элементы, обеспечивающие тот тип качества обслуживания (QoS), который мог бы

иначе быть получен только при сквозном использовании сетей с асинхронным режимом передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM). Кроме того, Windows QoS может функционировать поверх сетей разнородной топологии, включая, например, Ethernet и ATM.

Windows QoS обеспечивает основу для доставки интенсивного и требовательного ко времени доставки трафика и предоставляет администраторам сети полный контроль над использованием полосы пропускания. Администраторы сети могут применять Windows QoS для следующих целей:

	Предотвращение нарушения режима эксплуатации сетевых ресурсов неадаптивными протоколами (типа UDP).
	Распределение ресурсов между трафиком с наилучшим возможным качеством (best-effort) и между более или менее приоритетным трафиком.
	Резервирование ресурсов для выделенных пользователей.
	Разделение доступа к ресурсам по приоритетам, основанным на пользователях.

Технология QoS в Windows 2000 позволяет стратегически управлять качеством обслуживания, распределяя ширину полосы пропускания: например, равномерно - для всех отделов в течение определенного периода времени или по приоритетам - для разных типов трафика. Такое распределение гарантирует, что приложениям, требующим предоставления QoS, будет выделена та часть полосы пропускания, в которой они нуждаются, без превышения заданных администратором ограничений ширины полосы пропускания.

Windows QoS также поддерживает управление качеством обслуживания для приложений, при этом заданная администратором ширина полосы пропускания может быть выделена критическим приложениям, таким как ночная инвентаризация или банковские транзакции.

Windows QoS поддерживает:

Службу управления допуском (Admission Control Service) - для распределения сетевых ресурсов на основе топологии, доступности ресурса и политики, связанной с пользователями или приложениями.

RSVP (Resourse Reservation Protocol, протокол резервирования ресурсов) - протокол передачи сигналов, который позволяет отправителю и получателю в сеансе связи запросить ресурсы, получить и сообщить своим соседям информацию об используемой стратегии сети.

Базовое управление трафиком:

Охрана трафика, формирование и управление порядком следования пакетов (включая уменьшение времени ожидания на медленных линиях).
Управление битами старшинства в IP для определения уровня приоритета сетевых устройств уровня 3.
Установление приоритета согласно стандарту 802.1р для определения уровня приоритета сетевых устройств уровня 2.
Трансляция между передачей сигналов уровня 3 служб управления QoS (типа RSVP) и передачей сигналов уровня 2 управления QoS, например, преобразование из RSVP в ATM.

Реализацию QoS в среде Windows могут легко расширять независимые поставщики программного обеспечения (Independent Software Vendors, ISV) и аппаратного обеспечения (Independent Hardware Vendors, IHV). Кроме того, администраторы сети сами могут легко управлять QoS.

Общий прикладной интерфейс качества обслуживания WinSock 2 (Generic QoS API, GQoS API) позволяет приложениям использовать QoS, не имея представления о базовой сети или о специфических механизмах QoS, доступных в сети. Созданный при непосредственном участии поставщиков программных средств GQoS API позволяет облегчить развертывание в одной сети приложений и решений, использующих QoS, от нескольких поставщиков. Прикладной интерфейс управления трафиком (Traffic Control API, TC API) позволяет осуществить полный доступ к управлению трафиком и вызывать QoS от имени устаревших приложений. Вызываемый интерфейсом GQoS поставщик услуг (Service Provider, SP) QoS обеспечивает передачу сигналов RSVP по сети и равноподчиненным компонентам, обеспечивает обратную связь с приложениями и вызывает службу управления трафиком. Поставщик услуг QoS также взаимодействует с сервером службы управления допуском (ACS), чтобы предотвратить блокирование сетевых ресурсов и реализовать политику, полученную из Active Directory.

Потоки мультимедиа, подобные используемым в IP-телефонии или видеоконференц-связи, могут быть чрезвычайно чувствительны к задержкам доставки, что требует уникального качества обслуживания от сетей, по которым они передаются. Поскольку мультимедиа и приложения с критическими заданиями обычно используют модель доставки с наилучшим возможным качеством (best-effort), они практически не используют возможности гарантированной доставки пакетов. Чтобы развернуть приложения реального масштаба времени поверх IP и других сетей с приемлемым уровнем качества, нужно обеспечить заданную ширину полосы пропускания, время ожидания и требования к флуктуации так, чтобы разрешить трафику мультимедиа сосуществовать с традиционным трафиком данных в той же самой сети, не подавляя его.

Состав Windows QoS

Операционная система Microsoft Windows 2000 обеспечивает полную и надежную реализацию технологии QoS. Она позволяет сетевым администраторам использовать преимущества мощности приложений, применяющих QoS, сохраняя возможность управления шириной полосы пропускания сети.

Приложение QoS использует интерфейс WinSock 2 GQoS, чтобы передать свои требования к QoS поставщику услуг WinSock 2 QoS. QoS SP no очереди вызывает различные механизмы QoS нижележащих уровней и сети, соответствующие приложению, чтобы гарантировать требуемый сквозной уровень QoS.

Ключевые элементы QoS в Windows 2000:

	Службы управления допуском (Admission Control Services, ACS) Службы управления допуском базируются на платформе SBM (Subnet Bandwidth Management, управление полосой пропускания на уровне подсетей), определенной консорциумом IETF. SBM описывает запросы резервирования полосы пропускания. В соответствии с проектом IETF, SBM вставляет себя в путь резервирования для того, чтобы проверить сообщения резервирования и определить доступность ресурсов.
	Служба управления допуском, основанная на политиках (Policy-based ACS) Администратор сети может использовать политику из Active Directory, чтобы ограничить объем трафика, который любое лицо может зарезервировать в любой отдельной подсети в любое заданное время. Применение политики к группам пользователей, как к отдельным пользователям, облегчает администрирование при помощи Active Directory.
	API Технология Windows QoS делает проще разработку для ISV, обеспечивая обобщенный QoS (GQoS) API и API управления трафиком (ТС API). Обобщенный QoS API (Generic QoS API) GQoS API позволяет приложениям описывать качество обслуживания, требуемого для передачи потока данных. API управления трафиком (Traffic Control API, TC API) API управления трафиком дает приложениям сторонних производителей возможность управления трафиком, а поставщикам услуг QoS - управления трафиком от имени приложений. Также приложения управления трафиком сторонних производителей могут применяться для управления трафиком от имени приложений, которые не могут это делать сами. Кроме того, API управления трафиком позволяет объединять части трафика от нескольких источников (на одном и том же компьютере) в один поток управления трафиком. Обобщенный QoS API ограничивает использование потока управления трафиком только трафиком одиночного "диалога" (диалог задается адресами и портами источника и получателя).
	Поставщик услуг QoS (QoS SP) Технология QoS в Windows включает поставщика услуг (Service Provider, SP) QoS, который отвечает на вызовы GQoS API. Как часть операционной системы, QoS SP реализует протокол передачи сигналов RSVP и взаимодействует с ACS. Приложения QoS могут вызывать эти услуги через WinSock 2 GQoS API. QoS SP также вызывает локальное управление трафиком от имени приложений.
	Передача сигналов RSVP (RSVP signalling) Протокол резервирования ресурса разработан для того, чтобы передавать запросы резервирования ресурсов через сети с изменяющейся топологией и различными носителями. При помощи RSVP требование пользователя на заданное качество обслуживания распространяется через все RSVP-безопасные сетевые устройства на пути данных (включая серверы управления допуском), позволяя пользователю резервировать ресурсы, которые разрешают применение RSVP на всех уровнях сети. Это позволяет достигать в сети желаемого уровня качества обслуживания.
	Политика Полная реализация ACS также допускает использование политики. В такой форме ACS рассматривает параметры запроса ресурсов отдельно от запрошенных ресурсов (типа идентификатора пользователя, запрашивающего ресурсы). Затем ACS обращается к Active Directory, чтобы определить политику, применяемую к этому пользователю. Решение о допуске, принимаемое службой ACS, будет основано на доступности ресурсов и на политике, относящейся к пользователю, который произвел запрос.
	Вызовы управления трафиком QoS SP преобразует абстрактные запросы QoS от приложений в семантическую форму управления трафиком, вызывая управление трафиком от имени приложения в соответствии с доступностью ресурсов в сети (как это задано механизмом передачи сигналов RSVP).
	Базовое управление трафиком API управления трафиком обеспечивает тонкое базовое управление трафиком, включающее охрану и формирование трафика, управление порядком следования пакетов, поддержку стандарта 802.1р, старшинство IP и передачу сигналов уровня 2 (типа ATM). Базовое управление трафиком может вызываться приложениями третьих фирм для управления трафиком, чтобы обеспечить QoS для устаревших приложений. Стандарт 802.1р Windows QoS обеспечивает поддержку тэгов 802.1р, помогая обеспечить работу служб QoS в сети, использующей коммутаторы второго уровня. Можно использовать управление трафиком для определения значения приоритета пользователя по стандарту 802.1р, передаваемого в поле MAC-заголовка и задающего относительный приоритет пакета. Старшинство IP (IP prioritizing) Старшинство IP обеспечивает возможность разделить трафик на несколько классов обслуживания. С помощью управления трафиком можно установить биты в заголовках IP-пакетов в отдельных потоках. Эти биты интерпретируются сетевыми устройствами уровня 3 так, что в итоге пакеты, принадлежащие потоку, будут соответственно обрабатываться следующими устройствами в сети. Эти поля аналогичны приоритетным установкам в 802.1р, но интерпретируются сетевыми устройствами более высокого уровня. Формирование трафика (Traffic shaping) Планировщик пакетов отыскивает пакеты и передает их согласно параметрам QoS, которые в общем случае включают планируемую скорость и некоторый внутренний приоритет. Планировщик определяет порядок, в котором поставленные в очередь пакеты должны быть посланы в сеть, когда происходит перегрузка.
	Медленные линии Обеспечиваются специальные механизмы формирования трафика на медленных линиях, например, на модемных линиях со скоростью 28,8 Кбит/с. На таких линиях большие пакеты могут занимать связь достаточно долго, что может привести к задержке малых пакетов со звуковыми данными, которые должны быть переданы по этой же самой линии, и снизить качество звука. Чтобы избежать этой проблемы, управление трафиком на канальном уровне фрагментирует большие пакеты, посылая только один фрагмент в единицу времени. Чувствительные ко времени ожидания звуковые пакеты можно вставлять между фрагментами большего пакета, уменьшая таким образом время ожидания звукового пакета и повышая качество звука.
	Обеспечение дополнительных механизмов передачи сигналов уровня 2 QoS Поставщик услуг QoS может вызывать дополнительные механизмы управления трафиком в зависимости от конкретного базового уровня передачи данных. Он может, например, потребовать от базовой сети ATM установить соответствующий виртуальный канал для каждого потока. Он может также сгенерировать соответствующую передачу сигналов для кабельных модемов или другой среды уровня 2.