SchNet – a korszerűsítés küszöbén

A 4-5 éve indult hálóépítésnek köszönhetően ma már majdnem minden szobában négy UTP végpont áll a Schönherz Kollégium lakóinak rendelkezésére. A cikk írásának időpontjában 995 regisztrált számítógépet szolgál ki a hálózat, de a jelenlegi topológia és az eszközök már nem megfelelőek.

A kollégium hálózata fizikailag a legtöbb helyen három, de néhol négy szintből áll. Ez azt jelenti, hogy amikor egy schönherzes egy másik kollégista gépével kommunikál, a két hálókártya közt a csomagok akár 5-7switch-en is keresztül mehetnek. Ez egyrészt lényegesen lassítja a kommunikációt, másrészt a bonyolult topológia nehézkessé teszi az adminisztrációt, a hibakeresést, és a hálózati szabályzat ellen vétők megtalálását is.

Jelenleg 72darab kisteljesítményű hálózati eszközünk (16 portos switch-ek, hubok) van. Ezek egy részét az elmúlt néhány évben vettük, másik részét cégek selejtezték le és adták nekünk. A három réteg miatt a második rétegben is ezeket kell használnunk, pedig egyáltalán nem erre a célra lettek kitalálva. Ezek ún. desktop switch-ek, vagyis arra tervezték őket, hogy a lábaikon gépek lógjanak és ne további switch-ek, esetleg hubok, mint ahogy ez nálunk van. Méréseink és tapasztalataink igazolják, hogy ezek a switch-ek a lábaikon mindössze egy MAC-címet tudnak megkülönböztetni, ezért ha egy második szinten lévő switch uplinkjéül szolgál egy harmadik szinten lévőnek, akkor azt felesleges csomagokkal árasztja el, a hasznos sávszélesség vészesen csökken. A nem megfelelő használat miatt a kelleténél gyakrabban fordul elő, hogy a switch "lefagy", melynek következtében kézzel kell újraindítani, miközben egész szintek maradnak hálózat nélkül.

A legfelső szinten, a központi switch szerepét a legnagyobb teljesítményű Cisco 3550-24-es tölti be. Ez a switch azonban csak 24portos és nem bővíthető. Emiatt a topológia második szintjén elhelyezkedő, javarészt KTI és SMC switch-ekre még nem a kollégisták gépei csatlakoznak, hanem a harmadik szinten lévő switch-ek uplinkjéül szolgálnak. Bizonyos esetekben még hubok beiktatására is szükség van, ezért négyszintű néhol a hálózatunk.

A switch és a hub a hálózati kommunikáció szempontjából átlátszó eszközök. Az alapvető különbség az köztük, hogy míg a hub minden kimenő portjára "gondolkodás nélkül" kiszórja a beérkező adatokat, addig a switch több pont-pont összeköttetést is tud létesíteni egy időben, tehát nagyobb adatátviteli sebességet tesz lehetővé. A switch-nek az is nagy előnye a hubhoz képest, hogy a rácsatlakozó számítógépek között privát csatornákat alakít ki, így növelve az adatvédelmet és csökkentve a hálózat terheltségét.

A központi switch korszerűtlenségéből fakadóan jelenleg a forgalmi adatok mérésére szolgáló szerverünk (netwatcher) sem tud teljesen pontos adatokkal szolgálni. Mivel a Cisco 3550-24 mindössze egyetlen gigabites porttal rendelkezik, és erre az Egyetemi Informatikai Szolgáltató Központból jövő üvegkábel csatlakozik, így a Netwatchernek már csak 100Mb-es link jut. Mivel ezen a porton az átlagos kihasználtság közel 100%, a csomagok 15-20%-a elveszik.

Méréseket végeztünk, mert kíváncsiak voltunk a hálózat különböző pontjain elhelyezkedő gépek közti adatátviteli sebességekre. A tesztek időpontjában a hálózat terhelése viszonylag alacsony volt (Szakest, másnap ünnep). A méréseket többször megismételve és az eredményeket átlagolva kaptuk meg a végeredményeket, melyek közül figyelmre méltó a két szélsőérték.

A legnagyobb átlagos adatátviteli sebesség értéket két fizikailag és hálózati szempontból is szomszédos gép között tapasztaltuk: 91Mbit/sec. Ez az érték a legrosszabb esetben, azaz két különböző rendezőben lévő gép között ennek mindössze harmada: 27Mbit/sec.

Ezekből az adatokból az látszik, hogy két gép a hálózat sűrűjében az elvárható sebességnek csupán töredékével kommunikál.

Az alábbi ábra a kollégiumba bejövő és kimenő forgalmi adatokat mutatja 7 napos lebontásban 2 éves időtartam alatt. A kimenő adatmennyiség a forgalomkorlátozásnak köszönhetően nem mutat lényeges növekedést, a bejövőn viszont lineáris növekedés látható (a hullámvölgyek nyári, téli időszakokat jellemeznek). Ha a növekedés ilyen mértékű lesz, akkor fél éven belül a 1,5TB-ot, egy éven belül a 2TB-ot is elérhetjük. Ez azonban csak a házba bejövő forgalom. Ehhez jön még hozzá a házon belüli adatmennyiség, melyet pontosan megbecsülni nem tudunk, de várhatóan ez is növekedni fog. Ez akkora mennyiségű adatot jelent, amit csak egy korszerű, hatékony és gyors hálózat tud megfelelően továbbítani, szétosztani.

Látszik tehát, hogy az Sch-Net korszerűsítésre szorul. A jövőbeli topológiától elvárt legfontosabb követelmények: