Сетевое
кэширование
Быстрый рост объема
трафика, передаваемого по
корпоративным сетям и сетям
общего пользования, привел к
разработке множества новых
технологий и устройств,
призванных решать следующие
проблемы и задачи:
- Загруженность каналов
связи WAN и высокий уровень
накладных расходов на
передачу данных
- Увеличение качества услуг,
предоставляемых сетью
- Увеличение доступности
содержимого серверов
Интернет и Интранет для
клиентов поставщиков
услуг и корпоративных
сетей
- Экономически эффективное
масштабирование имеющихся
сетей
Наиболее эффективным решением
этих сетевых проблем является
использование имеющейся
сетевой инфраструктуры для
локализации трафика, которая
позволит ограничить часть
запросов к содержимому внешних
серверов в пределах данной
сети. Поэтому первым шагом при
выработке решения по
локализации трафика можно
считать обеспечение поддержки
такой локализации активным
сетевым оборудованием данной
сети. Такая возможность может
быть реализована благодаря
внедрению технологии,
позволяющей маршрутизировать
запросы к содержимому внешних
ресурсов. Примером такой
технологии служит заложенный в
ПО Cisco IOS протокол WCCP (Web Cache
Communication Protocol).
При имеющейся сетевой
инфраструктуре устройства,
обеспечивающие кэширование
сетевой информации,
устанавливаются в наиболее
критичных точках сети, что
обеспечивает создание решения
по локализации части трафика.
Кэширующие устройства
обеспечивают локальное
хранение содержимого внешних
серверов, к которому
осуществляется наибольшее
число запросов внутренних
пользователей. С другой
стороны, такие устройства
периодически производят
автоматическое обновление
наиболее часто запрашиваемой
информации с внешних серверов,
делая это один раз за
определенный промежуток
времени, что существенно
снижает нагрузку на каналы WAN.
Преимущества
технологии кэширования
Технология сетевого
кэширования, предлагаемая
компанией Cisco Systems,
предоставляет следующие
преимущества:
- Оптимизация
использования пропускной
способности каналов WAN>
Технология Cisco Network Caching
минимизирует избыточный
трафик, передаваемый по
каналам WAN. В результате
внедрения технологии
появляется возможность
резко сократить накладные
расходы, связанные с
использованием внешних
каналов.
- Повышение качества
предоставляемых сетевых
услуг и доступности
содержимого внешних
ресурсов. Решение Cisco
Network Caching увеличивает
производительность сети
за счет того, что
большинство запросов к
внешним ресурсам
исполняется локально, а не
за счет передачи этих
запросов к удаленным
серверным группам. Это
решение защищает
внутреннюю сеть от
неконтролируемых
перегрузок в сети Интернет
или в корпоративной сети,
что позволяет повысить
уровень качества
предоставляемых услуг и
доступность информации,
хранящейся на внешних
серверах.
- Повышение
масштабируемости сети.
За счет снижения нагрузки
на каналы WAN,
предоставляемого решением
Cisco Network Caching, появляется
возможность добавления
новых пользователей или
новых услуг, таких, как
передача голоса по
имеющимся каналам связи.
Решение Cisco
Network Caching
Архитектурно данное
решение оптимизировано для
использования одной
кэширующей платформы,
объединяющей в себе поддержку
протокола WCCP на всех критичных
устройствах активного
сетевого оборудования и
использование линии продуктов
Cisco Cache Engine 500 Series, управляемой
как любое другое сетевое
устройство и, следовательно,
адаптированной к установке в
имеющуюся сеть.
Использование в существующей
сети кэширующих устройств Cisco
позволяет снизить общую
стоимость использование
данного оборудования. Это
связано с тем, что процесс
управления данным
оборудованием аналогичен тому,
как управляются другие
устройства, работающие с ПО Cisco
IOS, что позволяет
обслуживающему персоналу сети
в короткие сроки обучиться
работе с этим оборудованием.
Кроме того, данное семейство
продуктов Cisco позволяет
предотвратить проблемы,
связанные с другим кэширующим
оборудованием или программным
обеспечением. Эти устройства
оснащены функциями
отказоустойчивости и
резервирования, они могут
прозрачно добавляться в
существующие сети. Результатом
этого является низкая
стоимость инсталляции и
сопровождения этих устройств.
Устройства Cisco
Cache Engine 500 Series
Устройства данной серии
выпускаются в нескольких
конфигурациях, рассчитанных на
разные условия использования:
- Cache 505 – Младшая модель
устройства,
предназначенная для
использования в условиях
удаленного офиса,
подключенного к
корпоративной сети по
каналам связи, имеющим
пропускную способность, не
превышающую скорость
каналов E1.
- Cache Engine 550 – Модель
среднего класса,
предназначенная для
поставщиков сетевых услуг
и групп корпоративных
серверов, подключенных по
каналам WAN, имеющим
пропускную способность не
выше 11 Мбит/с.
- Cache Engine 550-DS3 – Кластерная
реализация модели Cache Engine
550, предназначенная для
поставщиков услуг и групп
корпоративных серверов,
подключенных по каналам WAN,
имеющим пропускную
способность линий DS-3.
Основные
возможности Cisco Cache Engine 500 Series
Интеграция с
существующими сетями
Устройства семейства
Cisco Cache Engine 500 Series представляют
собой полностью
интегрированные с
существующими сетями решения.
Это достигается за счет того,
что они разработаны, как другие
сетевые устройства, и
обеспечивают схожий с другими
сетевыми устройствами
интерфейс управления. В
результате, эти устройства
имеют низкую эксплуатационную
стоимость, позволяют
экономически эффективно
внедрять их в существующие
сети, предоставляя последним
ряд существенных преимуществ.
Устройства Cache Engine
управляются так же, как и
другие сетевые устройства. Оборудование
данной серии поддерживает тот
же набор функций управления и
управляющий интерфейс, что и
другие устройства Cisco Systems. Этим
обусловлена низкая
эксплуатационная стоимость
данного оборудования, так как
сетевым администраторам нет
необходимости в отдельном
обучении и добавлении в набор
инструментов сетевого
управления дополнительных
компонентов.
Устройства Cache Engine
разработаны так же, как и
другие сетевые устройства. В
отличие от других кэширующих
платформ на основе отдельно
стоящих серверных групп,
устройства Cache 500 Series
разработаны и применяются как
полностью интегрированное
сетевое оборудование,
обеспечивающее функции
кэширования данных,
передаваемых по сети. Внешне
эти устройства выглядят также,
как и другое оборудование Cisco
Systems, кроме того, они занимают
очень небольшие внешние
габариты (высота – 1U), что
позволяет экономить место в
монтажном шкафу или стойке.
Адаптация к существующей
сети. Устройства Cache Engine
разрабатывались как сетевое
расширение, в следствие чего
они полностью адаптированы к
условиям и изменениям
существующих сетей.
Результатом объединения
поддержки Cisco IOS протокола WCCP и
функциональных возможностей
Cache Engine явились минимизация
затрат на инсталляцию и
сопровождение этих устройств и
повышение доступности
содержимого внешних серверов.
Прозрачное кэширование
Благодаря
использованию протокола WCCP,
устройства Cache Engine могут быть
установлены в существующую
сеть без необходимости
внесения каких-либо изменений
в сетевую архитектуру,
конфигурацию клиентских
программ и конечных серверов.
Маршрутизаторы,
поддерживающие WCCP, будут
прозрачно передавать
специфический трафик
устройствам Cache Engine. Устройства
кэширования, в свою очередь,
будут в прозрачном режиме
получать этот трафик от
маршрутизатора или группы
маршрутизаторов и
обрабатывать его
соответствующим образом.
Отказоустойчивость/Предотвращение
сбоев
Решение Cisco Network Caching
позволяет устранить сразу две
проблемы: отказоустойчивость
кэширующей платформы и
предотвращение сетевых сбоев,
устранив таким образом
единичную точку сбоя (single point of
failure). В случае сбоя одного из
устройств кластера весь трафик
автоматически
перераспределяется между
остальными кэширующими
устройствами в составе этого
кластера. В случае сбоя всех
устройств кластера трафик
вообще не будет
перенаправляться этим
устройствам. В этом случае
схема распределения трафика
будет такой же, как если бы
кэширующих устройств вообще не
было в сети.
Решение Cisco Network Caching позволяет
маршрутизаторам,
поддерживающим протоколы WCCP и
MHSRP (Multigroup Hot-Standby Router Protocol)
разделять устройства Cache Engine в
составе кластера, создавая
таким образом полностью
отказоустойчивую кэширующую
платформу. Такое подключение
Cache Engine называется WCCP multihoming. В
случае сбоя маршрутизатора
начинают работать механизмы
восстановления, заложенные в
Cisco IOS. Например, маршрутизатор,
находящийся в резервном
режиме, начинает динамически
выполнять функции основного
маршрутизатора, перенаправляя
запросы пользователей
устройству или кластеру Cache
Engine.
Дополнительной функцией
устройств Cache 500 Series является их
адаптация к реальным сетевым
условиям, которая
предотвращает проблемы
сетевого уровня или уровня
приложений, связанные с
использованием традиционных
кэширующих платформ.
Устройства динамически
определяют места сети, через
которые должен передаваться
трафик, что позволяет избегать
проблем с аутентификацией IP и
возникновения перегрузок
отдельных соединений.
Создание масштабируемых
кластеров
Сетевые администраторы
могут масштабировать
кэширующие платформы при
необходимости поддержки
больших объемов трафика
благодаря функциям создания
кластеров протокола WCCP.
Технология создания кластеров
Cisco Systems позволяет каждому
участнику кластера работать
параллельно, обеспечивая таким
образом линейное
масштабирование. Благодаря
тому, что устройства Cache Engine 500
Series имеют небольшие внешние
габариты, создание кластера не
вызовет дополнительных
расходов, связанных с
организацией свободного места
в монтажном шкафу или стойке.
Использование кластеров
кэширующих устройств в
значительной степени
увеличивает масштабируемость,
отказоустойчивость и
доступность кэширующей
платформы для всех
пользователей сети.
Простота использования
Устройства Cache Engine 500
Series просты в использовании.
Управление ими осуществляется
через традиционный для Cisco IOS
интерфейс, что обеспечивает
отсутствие необходимости
внесения изменений и
дополнений в имеющуюся
платформу сетевого управления
и не вызывает больших
временных затрат на обучение
персонала. Кроме того, имеется
возможность управления этими
устройствами через
интуитивный графический
интерфейс WEB. Начальные
настройки устройства
заключаются в нескольких
простых командах.
Основные
функции и преимущества
Категория
|
Функция
|
Преимущества
|
Прозрачное
кэширование
|
Прозрачное
кэширование
|
Низкая
стоимость установки, не
требуются изменения в
сетевой архитектуре, в
настройках
пользовательских
приложений и конечных
серверов
|
Отказоустойчивость/
Предотвращение сбоев
|
Отказоустойчивость
|
Низкая
стоимость эксплуатации за
счет динамической
адаптации к возникающим
проблемам. Если одно
устройство в составе
кластера выходит из строя,
то другое устройство
автоматически
компенсирует этот сбой.
Если выходит из строя весь
кластер, то основной
маршрутизатор WCCP
перестает перенаправлять
трафик на него.
|
*Поддержка
WCCP multihome router
|
Обеспечивается
максимальное
резервирование и высокая
доступность кэширующего
оборудования; несколько
маршрутизаторов могут
использовать один
кэширующий кластер;
использование этой
функции и протокола MHSRP
позволяет устранить
единичные точки сбоя
кэширующей системы Cisco
|
*Динамическая
обработка клиентов
|
Снижение
стоимости управления за
счет автоматического
разрешения проблем с
аутентификацией IP;
обеспечение возможности
клиентам динамически
обходить кэширующую
систему и работать с
конечным сервером,
требующим аутентификацию
IP напрямую
|
*Обход
перегруженных участков
сети
|
Снижение
стоимости управления за
счет динамического
предотвращения сбоев или
возникновения узких мест
сети; в условиях
возникновения высокой
плотности трафика
устройства Cache Engine
позволяют пакетам,
создающим перегрузку,
динамически обходить
кэширующую систему
|
Отказоустойчивость,
поддержка дополнительных
дисковых накопителей
|
Увеличение
степени доступности
устройства
|
Масштабируемость
и производительность
|
Создание
масштабируемых кластеров
|
Для
постепенного наращивания
емкости кэширующей
платформы требуются
минимальные
капиталовложения
|
*Reverse
Proxy
|
Устройства
Cache Engine могут обслуживать
конечные корпоративные
серверы Web, снижая уровень
нагрузки на эти серверы,
увеличивая
масштабируемость этих
серверов и их групп,
уменьшая время ответа на
запросы клиентов к этим
серверам
|
TCP tuning
knobs
|
Возможность
тонкой настройки
различных параметров TCP с
целью достижения
максимальной
производительности
кэширования, особенно в
случае использования
каналов WAN с большим
значением задержки
|
Простота
использования
|
Традиционные
для Cisco IOS методы и
интерфейсы управления:
Командная
строка Cisco IOS
SNMP,
Cache MIB
Syslog
Netboot
Telnet
TFTP
|
Сетевые
администраторы могут
использовать имеющиеся у
них систему управления и
опыт без внесения
изменений и дополнений в
состав системы управления
и не затрачивая много
времени на обучение
|
Стандартный
механизм сбора статистики
(Squid)
|
Возможность
сбора статистики об
использовании ресурсов Web
для последующего анализа
схем распределения
трафика
|
Режим
Standby протокола WCCP
|
Возможность
отключения устройства Cache
Engine без изменения
конфигурации
маршрутизаторов,
упрощение процедур
сопровождения устройств
|
Конфигурирование
времени обновления данных
|
Возможность
административной
установки времени
обновления информации,
хранящейся в кэше
|
Графический
интерфейс управления WEB
|
Интуитивный
графический интерфейс
позволяет выполнять
простые и быстрые
процедуры мониторинга и
настройки устройства, что
снижает стоимость
сопровождения
|
Поддержка
приложений и протоколов
|
HTTP 1.0,
1.1
|
Поддержка
стандартных протоколов
|
|
ICP
(Internet Cache Protocol) (RFC 2186)
|
Совместимость
с сетевыми средами,
использующими ICP
|
Режим
Proxy
|
Совместимость
с сетями, использующими
кэширование на основе
механизмов Proxy;
возможность постепенного
перехода на новую
технологию кэширования
|
Опциональная
возможность кэширования
страниц аутентификации
|
Возможность
более эффективной работы
пользователей удаленных
офисов, которым
(пользователям) требуется
аутентификация на внешних
серверах Интернет или
корпоративной сети
|
*Аутентификация
MD5
|
Строгие
правила обеспечения
безопасности, встроенные в
соединения между Cache Engine и
маршрутизатором WCCP;
предотвращение
кэширования
несанкционированной
информации в кластере
|
Фильтрация
URL (белый и черный списки)
|
Возможность
контроля со стороны
администратора за
содержимым внешних
серверов, к которому
производится доступ
внутренних пользователей
сети
|
* Эти функции требуют
поддержки протокола WCCP V2,
которая реализована в
следующих версиях Cisco IOS: 12.0(3)Т
для платформ 2500, 2600, 3600, МС3810,
4х00/М, AS5300, AS5800, 7200, UBR72xx, 7500 и Catalyst
5000 RSM. Для использования этих
функций на маршрутизаторах Cisco
1600 и 1700 необходимо
использовать Cisco IOS 12.0(5)T или
позднее с функциональным
набором PLUS.
Аппаратные
характеристики
Базовая конфигурация
Cache Engine 505 включает в себя
дисковый накопитель 9GB Ultra2 SCSI
LVD. При расширении конфигурации
аппаратуры может быть добавлен
еще один такой накопитель.
Устройства Cache Engine 550 и 550-DS3
доступны в фиксированных
аппаратных конфигурациях.
Код |
Описание |
CE-505 |
Начальная
модель, предназначенная
для удаленных
корпоративных офисов,
подключенных по каналам,
имеющим пропускную
способность не более T1/E1 |
СЕ-550 |
Модель
среднего класса,
предназначенная для
поставщиков услуг и
корпоративных офисов,
имеющих подключение по
каналам с пропускной
способностью не более 11
Мбит/с |
СЕ-505-DS3 |
Кластерная
модель, предназначенная
для поставщиков услуг и
корпоративных отделений,
подключенных по каналам с
пропускной способностью DS3 |
CE-DISK-9GB-SCSI-X |
Дополнительный
дисковый накопитель для
модели Cache Engine 505 |
Технические
характеристики
Cache
Engine 505 |
Пропускная
способность канала WAN |
2
Мбит/с |
Одновременное
число подключений |
500 |
Объем
SDRAM |
128
Мбайт |
Сетевые
интерфейсы |
2
порта 10/100BaseTX1 |
Объем
Flash |
8
Мбайт |
Внутренний
накопитель |
9
GB front-serviceable Ultra2 SCSI LVD disk drive |
Внешний
интерфейс SCSI |
Внешний
интерфейс SCSI LVD для
дополнительного внешнего
накопителя (планируется в
декабре 1999 года) |
Cache
Engine 550 |
Пропускная
способность канала WAN |
11
Мбит/с1 |
Одновременное
число подключений |
3000 |
Объем
SDRAM |
256
Мбайт |
Сетевые
интерфейсы |
2
порта 10/100BaseTX2 |
Объем
Flash |
8
Мбайт |
Внутренний
накопитель |
2
устройства 9 GB front-serviceable
Ultra2 SCSI LVD disk drive |
Внешний
интерфейс SCSI |
Внешний
интерфейс SCSI LVD для
дополнительного внешнего
накопителя (планируется в
декабре 1999 года) |
Cache
Engine 550-DS3 |
Кластерная
конфигурация |
4
устройства Cache Engine 550 и 1
коммутатор Catalyst 2912 XL |
Пропускная
способность канала WAN |
45
Мбит/с1 |
Одновременное
число подключений |
12000 |
Сетевые
интерфейсы |
8
порта 10/100BaseTX2 |
Объем
Flash |
8
Мбайт |
Внутренний
накопитель |
Всего
72 GB на накопителях Ultra2 SCSI LVD
disk drive |
Внешний
интерфейс SCSI |
4
внешних интерфейса SCSI LVD
для дополнительного
внешнего накопителя
(планируется в декабре 1999
года) |
Последнее изменение -
30 августа 2005 г.
|