آخرین خبرها
خانه | مقالات | شبکه | اعترافات يك تازه‌وارد به دنیای شبكه‌هاي 10 گيگابیتی – بخش نخست

اعترافات يك تازه‌وارد به دنیای شبكه‌هاي 10 گيگابیتی – بخش نخست

ممكن است درباره شبكه‌هاي 10 گيگابيت بر ثانيه (10GbE) يا شبكه‌هاي 40 گيگابيت بر ثانيه (40GbE) مقالات زيادي خوانده باشيم و با استانداردها، كانكتورها، مشكلات و موانع پيش‌روي‌شان آشنا باشيم. اما بعيد است خودمان دست به كار  شده و يك شبكه 10 گيگابيت عملي براي ويرايش عكس و فيلم، آن هم در مقياس بزرگ و با اطلاعاتی با حجم چندین ترابایتی، راه‌اندازی کرده باشیم. در عمل با مشكلات و چالش‌هايي مواجه می‌شویم و انبوهي از پرسش‌ها و انتخاب‌ها سراغمان می‌آید كه براي يافتن جواب هريك بايد ساعت‌ها زمان بگذاريم و دست آخر باز به كارايي و سرعت موردنظر نرسيم و به جاي شبكه‌ای 10 گيگابيتی، يك شبكه چند گيگابيت دست و پا شكسته داشته باشيم كه از شبكه گيگابيتي رايج اين روزها كمي بهتر است. دنيس وود ، مدير بخش فناوري شركت Cinevate، دل را به دريا زده و شبكه‌ای 10 گيگابيتي راه‌اندازي كرده است. وی با انبوهي از نرم‌افزارها و برنامه‌هاي محك‌زني، بهترين پيكربندي شبكه را ترسیم کرده و نقشه آن را در اختیارمان قرار می‌دهد. این پیکربندی شبکه برای دست‌یابی به بالاترين كارايي و برخورداري از يك شبكه با سرعت بالاتر از 10 گيگابيت  به کار می‌آید. در بخش نخست اين مقاله، براي راه‌اندازي و ارزيابي اين‌گونه شبكه‌ها، به سراغ مباني شبكه‌هاي 10 گيگابيت و سخت‌افزار/نرم‌افزار مورد نياز مي‌رويم.

شروع داستان
سينويت، شركت كانادايي توليدكننده تجهيزات نوآورانه و پيشگام صنعت فيلم‌سازي است. اين شركت با حضور يك دهه‌اي خود در اين صنعت، توانسته جوايز و نشان‌هاي زيادي در حوزه خلاقيت و نوآوري كسب كند. سينويت در دسامبر 2013 كمپين راه‌اندازي پروژه‌هاي پيش‌رو (براي نخستین‌بار در جهان) را برگزار كرد. اين پروژه‌هاي شگفت‌انگيز پاسخي بود به حس تاخت‌و‌تاز و يافتن ایده‌های جدید در دنياي پرسرعت كنوني. طي اين دوره ما بايد فيلم‌ها و كليپ‌هايي را به‌سرعت ويرايش و آپلود مي‌كرديم. همان‌طور  که می‌توان حدس زد، ويديو، عكس و رسانه‌هاي اجتماعي عنصر جدايي‌ناپذير فعاليت‌هاي اين شركت است. بنابراين همانند بسياري از شركت‌ها نيازمند به‌كارگيري راهبردهای مديريت اطلاعات مالتي‌مديايي بوديم. پيش‌تر از اين در سال 2008، برای جریان کاری شرکت و اشتراك‌گذاري اطلاعات پروژه‌هاي ويديو و عكس در سراسر شركت، راه‌اندازي كرديم. بسياري از عكس‌ها و ويديوها در اين شبكه دست به دست مي‌شدند و كاربران ويرايش‌ها يا اصلاحات لازم را روي آن‌ها اعمال کرده و دوباره روي شبكه ذخيره و اشتراك‌گذاري مي‌كردند. در آن زمان شبكه‌هاي اترنت گيگابيتي رواج يافته بودند كه تا امروز نيز هنوز برقرارند و در شبكه‌هاي مجازي استفاده مي‌شوند، اما با اوج‌گيري و محبوبيت تجهيزات ذخيره‌سازي تحت شبكه NAS (سرنام Network Attached System) بسيار اميدوار شديم كه بتوانيم تمامي عكس‌ها و ويديوها را به‌طور متمركز روي شبكه ذخيره و اشتراك‌گذاري كنيم تا دسترسي از روي تمام ايستگاه‌هاي كاري (Work Station) امکان‌پذیر باشد. پس از آزمايش‌هاي طولاني، دريافتیم كه شبكه‌هاي اترنت گيگابيتي ساده به تنهايي نمي‌توانند از سرعت كافي برخوردار باشند؛ به ويژه هنگامي كه اين سرعت را روي آرايه‌ای بزرگ از ذخيره‌ساز‌ها با ترافيك كاري معمولي روي ايستگاه‌هاي كاري براي ويرايش ويديو و عكس مقايسه مي‌كنیم. اين شبكه اترنت گيگابيتي از سال 2008 آماده شده است و امروز نیز از چندين دستگاه NAS،  برای میزبانی و پشتيبان‌گیری، بايگاني ذخيره‌سازي‌ها روي شبكه و سيستم‌هاي پشتيبان‌گيري خارج از سايت (Offsite) خودكار استفاده  مي‌كنيم.
دستگاه‌هاي NAS در واقع كامپيوترهاي كارآمدي با سيستم‌عامل لينوكس يا يونيكس‌اند كه قابليت افزودن چندين هاردديسك یا در صورت خرابی امکان تعویض آن‌ها به صورت Hot Swap را دارند. با مديريت تحت وب اين دستگاه‌ها، به‌سادگي به يك شبكه متصل شده يا از آن خارج مي‌شوند. دستگاه‌هاي NAS مورد استفاده در شبكه ما چندين عدد از مدل QNAP TS-509 Pro ،QNAP TS-639 و NETGEAR ReadyNAS هستند كه در مجموع 30 ترابايت فضاي ذخيره‌سازي را در اختيار ما قرار دادند. این دستگاه اكنون بيش از پنج تا شش سال است كه در شبكه بدون هيچ‌گونه دردسرزايي يا خرابي مشغول كارند (البته نباید خرابي يك هاردديسك را به حساب دستگاه‌هاي NAS گذاشت). اين دستگاه‌هاي NAS به‌طور معمول روي فناوري RAID 5 پيكربندي شده‌اند كه در صورت خرابي يكي از اين پنج يا شش هاردديسك، به‌طور ساده هاردديسك خراب را از NAS بيرون آورده و آن را جايگزين هاردديسك ديگر می‌کنیم؛ بدون اين‌كه با هيچ‌گونه خرابي يا وقفه در كار NAS و شبكه روبه‌رو شويم. در سال 2013 تجهيزات نسل جديد شبكه‌هاي پرسرعت مقرون‌به‌صرفه «اترنت 10 گيگابيت» معرفي و وارد بازار شدند. در اين شرايط تمام آزمايش‌هاي قبلي ما روي محصولات NAS دو شركت QNAP و NETGEAR (دو شركت معروف تجهيزات ذخيره‌سازي تحت شبكه) و نتايج آنلاين به‌دست آمده فاقد اعتبار شدند. در ماه دسامبر سال گذشته، طی گفت‌وگویی آنلاین و سريع با ايوان هسو (Ivan Hsu) از شركت QNAP، متوجه شدیم كه اين شركت چندين دستگاه NAS جديد با كارايي بسيار بالا توليد كرده‌ است. آيا علاقه‌مند شده بودیم که دستگاه‌هاي NAS با ظرفيت شبكه‌هاي 10GbE را ارزیابی کنیم؟ ما اميدوار بودیم كه اين راه‌حل بتواند در نهايت مشكلات اشتراك‌گذاري ويديو و عكس را در شبكه شركت ما حل كند؛ بنابراين خيلي سريع جواب مثبت دادیم.
در اين مقاله كه به چند بخش مجزا تقسيم شده است، سعي مي‌كنیم ترفندها، محصولات، نتايج آزمايش‌ها، ابزارهاي مفيد و سودمند رايگان مورد نياز را براي ساخت يك شبكه باركاري اشتراكي تشريح كنیم. در بخش نخست اين مقاله نگاهي به شبكه‌هاي اترنت 10GbE مي‌اندازیم و به اين پرسش جواب مي‌دهیم كه آیا ما مي‌توانيم اطلاعات RAW با تفکیک‌پذیری 4K را روي شبكه‌هاي كابلي استريم كنيم؟ درباره دو كانال استريم 4K يا بيش‌تر  چطور؟

 شبكه‌هاي 10GbE
شبكه‌هاي اترنت 10 گيگابيت دقيقاً چه مشخصه‌هايي دارند؟ براي شركت و اهداف ما كابل‌هاي فيبر نوري، ماجول تبادل اطلاعات SFP،DAC و چيزهاي ديگري كه در اين مقاله توضيح خواهيم داد، نشانه‌هايي از شبكه‌هاي 10 گيگابيت هستند، اما ممكن است اين مشخصه‌ها براي كسب‌وكارهاي كوچك‌تر كمي متفاوت باشد و مزاياي ديگري هم به همراه بياورد. به هر حال، اين فناوري‌ها در اطراف ما وجود دارند. به عبارت ساده، يك شبكه 10 گيگابيت سرعتي 10 برابر شبكه‌هاي گيگابيتي قديمي شناخته شده دارند. براي اين‌كه به سرعت 10 گيگابيت بر ثانيه دست پيدا كنيم بايد كانكتورها و كابل‌هاي شبكه نيز تغيير كنند (براي نمونه از كابل‌هاي Cat6 استفاده شود). در اين مقاله نمي‌خواهيم شبكه‌هاي 10GbE و 1GbE را بيت به بيت و بايت به بايت مقايسه کنیم اما كافي است كه بدانيم سرعت 10 برابر شده است؛ يعني در شبكه‌هاي گيگابيت روي يك كانكشن سرعت 120 مگابيت بر ثانيه است، اما در شبكه‌هاي 10 گیگابیت روي يك كانكشن سرعت 1200 مگابيت بر ثانيه است.
سرعت خواندن و نوشتن حافظه SSD شركت سامسونگ مدل Evo روي اين شبكه 500 مگابايت بر ثانيه است، اما هاردديسك‌هاي ديگر سرعتي نزديك به 150 مگابايت بر ثانيه دارند. براي تبادل اطلاعات استريم 4K روي 4:4:4 كه از تكنيك‌هاي فشرده‌سازي استفاده نمي‌كنند، نياز به سرعت خواندن و نوشتن 470 مگابايت بر ثانيه روي هاردديسك‌هاي پيشرفته نیاز داريم. در ويندوز 8.1 و ويندوز سرور 2012، مي‌توانيم از مزاياي فناوري جديد SMB3 چندكاناله بهره ببريم؛ همچنین با استفاده از دو يا چند كانكشن 10 گیگابیتی از سرعت‌هاي بيش‌تر بهره‌مند شویم.
براي نمايش اين موضوع يك فايل را ميان دو ايستگاه كاري ويندوز 8.1  با کانکشن‌های10 گیگابیتی كپي كرديم. اين فايل با سرعتي نزديك به 1500 مگابايت بر ثانيه كپي شد؛ يعني با اين سرعت مي‌توان يك فايل 6 گيگابايتي را در مدت زمان پنج ثانيه كپي كرد. روي شبكه‌هاي گيگابيتي، همين حجم فايل بيش‌تر از 50 ثانيه طول مي‌كشد (شكل1).

 شكل 1: انتقال اطلاعات با سرعت‌هايي بالاتر از يك گيگابيت روي شبكه‌هاي 10 گيگابيت و فناوري SMB3

كابل‌ها و كانكتورها
از نخستین اقدامات لازم براي استفاده از شبكه‌هاي 10 گيگابيتی، بررسي كابل‌ها و مشخصات آن‌ها است. براي فواصل بسيار كوتاه مي‌توان از كابل‌هاي Cat5e موجود استفاده كرد. ما از اين كابل‌ها در فاصله‌هاي 50 اينچ، روي شبكه‌هاي 10GbE بدون هيچ مشكلي استفاده كرديم که به خوبي جواب دادند. اين روزها كابل‌هاي Cat5e بهترين استاندارد براي شبكه‌هاي گيگابيتي هستند. اما اگر مي‌خواهيد براي خانه يا دفتر اداري جديد خود كابل‌كشي شبكه انجام دهيد، بايد حداقل از كابل‌هاي Cat6a استفاده كنيد. كابل Cat6a از استانداردهاي شبكه‌هاي 10 گيگابيتی پشتيباني كرده و كارايي و سرعت مطلوبی در فاصله‌هاي 330 فوت (100 متر) ارائه مي‌كند، البته با استانداردهاي قبلي شبكه‌هاي گيگابيتي نيز سازگار است. كابل‌هاي Cat6a نيز همانند كابل‌هاي Cat5e از كانكتورها و رابط‌های اتصال يكسان استفاده مي‌كنند، اما در ساختار، طراحي و تعداد رشته سيم مسي استفاده شده تفاوت‌هاي برجسته‌ای دارند. با وجود اين، می‌توان از كابل‌هاي Cat6a صد‌ درصد در زيرساخت شبكه‌هاي گيگابيتي استفاده کرد.
شبكه خودتان را بسازيد
در سال گذشته، دو شركت اينتل و نت‌گير محصولات جديدي را عرضه كردند كه به نظر من براي استفاده از شبكه‌هاي 10 گيگابيتی در دفاتر اداري كوچك بهينه شده‌اند، البته فراموش نكنيد كه شبكه‌هاي گيگابيتي هنوز بهترين گزينه و مقرون‌به‌صرفه‌ترين فناوري براي بیش‌تر شركت‌هاي كوچك و دفاتر اداري با ايستگاه‌هاي كاري زياد هستند. شما مي‌توانيد تركيبي از محصولات اين دو شبكه را انتخاب و با يكديگر سازگار كنيد، اما اگر برای خريد محصولات شبكه 10 گيگابيت، تصميم گرفته‌اید در صدر اين فهرست بايد كارت شبكه  Intel X540 را بگنجانيد. اين كارت شبكه 10 گيگابيت از رابط PCIe استفاده مي‌كند، در نتيجه روي مادربورد ايستگاه‌هاي كاري به راحتي نصب و استفاده مي‌شود. قيمت يك كارت شبكه يك درگاهه 350 دلار است (شكل‌2).

 شكل 2: كارت شبكه 10 گيگابيت Intel X540 با يك و دو درگاه 10GbE

اين كارت شبكه تمام آن چيزي است كه براي اتصال يك كامپيوتر به شبكه ‌ 10 گيگابيتی نياز داريد. در يك گام جلوتر، پس از خريد اين محصول پيشنهاد مي‌كنیم که به‌طور سفارشي ايستگاه‌هاي كاري مقرون به‌صرفه‌اي برای ويرايش فيلم‌هاي تحت شبكه بسازيد. در ادامه خواهیم گفت كه با يك كارت شبكه PCIe روي شبكه‌هاي10 گیگابیتی چقدر سرعت انتقال اطلاعات دارید تا تصميم‌گيري كنيد که براي ويرايش ويديو روي شبكه مناسب است يا نه و بايد از چند كارت شبكه PCIe يك درگاهه‌ يا دو درگاهه استفاده كنيد.
اگر فقط يك يا دو ايستگاه كاري داريد كه بايد مستقيم به دستگاه NAS مبتني‌بر شبكه‌هاي 10 گیگابیتی متصل شوند، براي شبكه 10 گيگابيت به چيزهاي اضافي ديگري نياز نداريد. در اين سناريو، شما يك كانكشن گيگابيتي روي ايستگاه‌هاي كاري داريد كه براي تشکیل شبكه محلي يا داخلي به يك سوئيچ يا روتر متصل مي‌شود. كانكشن ديگر ايستگاه‌هاي كاري، 10 گيگابيت است كه از طريق كابل‌هاي اتصالی يكسان مستقيم به NAS يا سرورهاي داراي چندين درگاه  10 گيگابيتی متصل مي‌شود.
سیستم ذخیره‌سازی QNAP TS-470 از دو درگاه 10 گيگابيتی پشتيباني مي‌كند بنابراين مي‌توانيد دو ايستگاه كاري را از طريق درگاه‌هاي 10 گيگابيت مستقيم به اين NAS متصل كنيد(شكل‌3).

 شكل 3: ذخیره‌ساز 10گيگابيتی QNAP TS-470  و بخش‌هاي مختلف آن

البته بايد به اين نكته نيز دقت كنيد كه سرورهاي ويرايش ويديو شما چگونه كار مي‌كنند وآیا نياز است که ايستگاه‌هاي كاري به سرور هم متصل شوند يا اتصال مستقيم آن‌ها به NAS كافي است؟ اگر در طراحي شبكه شما نياز است تعداد بيشتري ايستگاه كاري به دستگاه‌هاي NAS يا سرورهاي ويرايش فيلم متصل شوند، به يك سوئيچ 10GbE نياز داريد. اين سوئيچ معمولاً گران‌قيمت است. براي نمونه سوئيچ XS708E  شركت نت‌گير با هشت درگاه  10 گیگابیت قيمتي حدود 850 دلار دارد. اگر قصد داريد بيش‌ از سه ايستگاه كاري را در شبكه قرار دهيد، اين سوئيچ گزينه خوبي است (شكل4).

 شكل 4: سوئيچ 10 گيگابيت NETGEAR XS708E

بنابراين، تعدادي كارت شبكه PCIe و يك سوئيچ 10GbE (در صورت نياز) همه سخت‌افزاري است كه بايد براي راه‌اندازي يك شبكه 10 گيگابيتي تهيه كنيد. با رواج بيش‌تر اين فناوري و ورود محصولات جديدتر به بازار، مي‌توان اميد داشت كه قيمت‌ها کاهش يابند و هزينه تمام شده يك شبكه 10 گيگابيتی ارزان‌تر شود، در عوض قابليت‌ها و امكانات بيشتري روي اين محصولات ارائه  شود.

 

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

استفاده از مطالب سايت تنها با ذکر منبع بلامانع است. کليه حقوق اين سايت متعلق به شبکه پرداز می باشد.