По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Виртуализация часто применяется для поиска более простого способа решения некоторых проблем, отмеченных в начальных статьях этой темы, таких как разделение трафика. Как и все в мире сетевой инженерии, здесь есть компромиссы. На самом деле, если вы не нашли компромисс, вы плохо искали. В этом разделе будут рассмотрены некоторые (хотя, конечно, не все) различные компромиссы сложности в области виртуализации сети. Основой этого обсуждения будет триада компромиссов сложности:
Состояние: количество состояний и скорость, с которой изменяется состояние в сети (особенно в плоскости управления).
Оптимизация: оптимальное использование сетевых ресурсов, включая такие вещи, как трафик, следующий по кратчайшему пути через сеть.
Поверхность: количество слоев, глубина их взаимодействия и широта взаимодействия.
Поверхности взаимодействия и группы связей общих рисков
Каждая система виртуализации, когда-либо задуманная, реализованная и развернутая, создает в некотором роде общий риск. Например, рассмотрим одну линию, по которой передается несколько виртуальных каналов, каждый из которых передает трафик. Должно быть очевидным (на самом деле тривиальным) наблюдение, что в случае отказа одного физического канала произойдет сбой всех виртуальных каналов. Конечно, вы можете просто перенаправить виртуальные каналы на другой физический канал. Правильно? Может быть, а может и нет. Рисунок 1 иллюстрирует это.
С точки зрения A и D, есть две линии, доступные через B и C, каждая из которых обеспечивает независимое соединение между хостом и сервером. В действительности, однако, и провайдер 1, и провайдер 2 приобрели виртуальные каналы через единственное соединение у провайдера 3. Когда единственное соединение в сети провайдера 3 выходит из строя, трафик может быть перенаправлен с основного пути через провайдера 1 на путь через провайдера. 2, но поскольку оба канала используют одну и ту же физическую инфраструктуру, ни одна из них не сможет передавать трафик.
Говорят, что эти два звена в этой ситуации разделяют одну общую судьбу, потому что они являются частью Shared Risk Link Group (SRLG). Можно найти и обойти SRLG или ситуации с shared fate, но это усложняет плоскость управления и/или управление сетью. Например, невозможно обнаружить эти shared fate без ручного тестирования различных ситуаций отказа на физическом уровне или изучения сетевых карт, чтобы найти места, где несколько виртуальных каналов проходят по одному и тому же физическому каналу. В ситуации, описанной на рисунке 1, найти ситуацию с shared fate было бы почти невозможно, поскольку ни один из провайдеров, скорее всего, не скажет вам, что использует линию от второго провайдера, показанного на рисунке как провайдер 3, для предоставления услуг.
Как только эти ситуации с shared fate обнаружены, необходимо предпринять некоторые действия, чтобы избежать серьезного сбоя в работе сети. Обычно для этого требуется либо вводить информацию в процесс проектирования, либо усложнять дизайн, либо вводить информацию в плоскость управления (см. RFC8001 в качестве примера типа сигнализации, необходимой для управления группами SRLG в плоскости управления, спроектированной трафиком). По сути, проблема сводится к следующему набору утверждений:
Виртуализация - это форма абстракции.
Абстракция удаляет информацию о состоянии сети с целью снижения сложности или предоставления услуг за счет реализации политики.
Любое нетривиальное сокращение информации о состоянии сети так или иначе снизит оптимальное использование ресурсов.
Единственным противодействием конечному состоянию из этих трех, является протекание информации через абстракцию, поэтому можно восстановить оптимальное использование ресурсов - в этом случае отказ одного канала не вызывает полного отказа потока трафика через сеть. Единственное решение, таким образом, - сделать абстракцию сквозной абстракцией, что снизит эффективность абстракции при контроле области действия состояния и реализации политики.
Поверхности взаимодействия и наложенные плоскости управления
В сетевой инженерии принято накладывать друг на друга два протокола маршрутизации или две плоскости управления. Хотя это не часто рассматривается как форма виртуализации, на самом деле это просто разделение состояния между двумя различными плоскостями управления для контроля количества состояний и скорости изменения состояний, чтобы уменьшить сложность обеих плоскостей управления. Это также часто встречается при запуске виртуальных наложений в сети, поскольку между головным и хвостовым узлами туннеля будет существовать нижележащая плоскость управления, обеспечивающая достижимость, и плоскость управления наложением, обеспечивающая достижимость в виртуальной топологии. Две наложенные друг на друга плоскости управления будут взаимодействовать иногда неожиданным образом. Для иллюстрации используется рисунок 2.
На рисунке 2:
Каждый маршрутизатор в сети, включая B, C, D и E, использует две плоскости управления (или, если это проще, протоколы маршрутизации, отсюда протокол 1 и протокол 2 на рисунке).
Протокол 1 (оверлей) зависит от протокола 2 (базовый) для обеспечения доступности между маршрутизаторами, на которых работает протокол 1.
Протокол 2 не содержит информации о подключенных устройствах, таких как A и F; вся эта информация передается в протоколе 1.
Протокол 1 требует гораздо больше времени для схождения, чем протокол 2.
Более простой путь от B к E проходит через C, а не через D.
Учитывая этот набор протоколов, предположим, что C на рисунке 2 удален из сети, двум управляющим плоскостям разрешено сходиться, а затем C снова подключается к сети. Каков будет результат? Произойдет следующее:
После удаления C сеть снова объединится с двумя путями в локальной таблице маршрутизации в B:
F доступен через E.
E доступен через D.
После повторного подключения C к сети протокол 2 быстро сойдется.
После повторной конвергенции протокола 2 лучший путь к E с точки зрения B будет через C.
Следовательно, у B теперь будет два маршрута в локальной таблице маршрутизации:
F доступен через E.
E достижимо через C.
B перейдет на новую информацию о маршрутизации и, следовательно, будет отправлять трафик к F через C до того, как протокол 1 сойдется, и, следовательно, до того, как C узнает о наилучшем пути к F.
С момента, когда B начинает пересылку трафика, предназначенного для F в C, и момента, когда протокол 1 сойдется, трафик, предназначенный для F, будет отброшен.
Это довольно простой пример неожиданного взаимодействия наложенных протоколов. Чтобы решить эту проблему, вам необходимо ввести информацию о состоянии конвергенции протокола 1 в протокол 2, или вы должны каким-то образом заставить два протокола сходиться одновременно. В любом случае вы по существу добавляете состояние обратно в два протокола, чтобы учесть их разницу во времени конвергенции, а также создавая поверхность взаимодействия между протоколами.
Примечание: Этот пример описывает фактическое взаимодействие конвергенции между IS-IS и BGP, или протоколом Open Shortest Path First (OSPF) и BGP. Чтобы решить эту проблему, более быстрый протокол настроен на ожидание, пока BGP не сойдется, прежде чем устанавливать какие-либо маршруты в локальной таблице маршрутизации.
А пока не начали - почитайте материал про одноадресные пути без петель.
Простое правило кратчайшего пути используется для построения описания набора путей, а не одного пути в реальных сетях. Хотя для представления набора путей через топологию или сеть можно использовать ряд различных видов деревьев, для описания компьютерных сетей обычно используются два: Minimum Spanning Tree - MST и Shortest Path Tree - SPT. Разница между этими двумя видами деревьев часто неуловима. Сеть, показанная на рисунке 3, будет использоваться для иллюстрации MST и SPT.
На рисунке 3 несколько различных путей будут касаться каждого узла, например, с точки зрения А:
[A, B, E, D, C] и [A, C, D, E, B], каждая общей стоимостью 10
[A, B, E] стоимостью 5 и [A, C, D] стоимостью 3, общая стоимость 8
[A, C, D, E] стоимостью 6 и [A, B] стоимостью 1, общая стоимость - 7
MST - это дерево, которое посещает каждый узел в сети с минимальной общей стоимостью (обычно измеряется как сумма всех линий связи, выбранных в сети).
Алгоритм, вычисляющий MST, выберет вариант 3, поскольку он имеет наименьшую общую стоимость по набору граней, необходимых для достижения каждого узла в сети.
SPT описывает кратчайший путь к каждому пункту назначения в сети, независимо от общей стоимости графа. Алгоритм, вычисляющий SPT, с точки зрения A выбрал бы:
От [A, B] до B со стоимостью 1, так как этот путь короче, чем [A, C, D, E, B] со стоимостью 10
[A, B, E] в E стоимостью 5, так как это короче, чем [A, C, D, E] стоимостью 6
От [A, C] до C со стоимостью 1, так как это короче, чем [A, B, E, D, C] со стоимостью 10
[A, C, D] в D стоимостью 3, так как это короче, чем [A, B, E, D] стоимостью 8
Сравнивая набор кратчайших путей с набором путей, которые будут касаться каждого узла, приведенный выше алгоритм, вычисляющий SPT, выберет вариант 2, а не 3 в вышеуказанном списке. Другими словами, SPT будет игнорировать общую стоимость граней в MST, чтобы найти кратчайший путь к каждому достижимому месту назначения (в данном случае к узлам), тогда как MST будет игнорировать кратчайший путь к каждому достижимому месту назначения, чтобы минимизировать стоимость всего графа.
Плоскости управления сетью чаще всего вычисляют SPT, а не MST, используя какую-либо форму greedy алгоритма. Хотя SPT не оптимальны для решения всех проблем, связанных с потоками сетевого трафика, они, как правило, лучше, чем MST, в типах проблем потока трафика, которые должны решать плоскости управления сетью.
Greedy алгоритм
Greedy алгоритмы выбирают локально оптимальные решения для решения больших проблем. Например, при вычислении кратчайшего пути через сеть Greedy алгоритм может выбрать посещение более близких соседних узлов (может быть достигнуто через линию связи с более низкой стоимостью) перед узлами, которые находятся дальше (могут быть достигнуты через линию связи с более высокой стоимостью). Таким образом, можно сказать, что Greedy алгоритмы ослабляют вычисления, обычно игнорируя или приближая глобальную оптимизацию.
Иногда Greedy алгоритмы могут потерпеть неудачу. Когда они действительно дают сбой, они могут потерпеть впечатляющую неудачу, обеспечивая худшее из возможных решений. Например, при правильном наборе метрик жадный алгоритм, такой как алгоритм Дейкстры, может вычислить набор самых длинных путей через сеть, а не набор самых коротких. Поэтому Greedy алгоритмы иногда считаются эвристическими, поскольку они приближают решение сложной задачи или могут решить ее в ограниченных средах, а не фактически решают общую задачу.
В реальном мире компьютерные сети спроектированы таким образом, чтобы эти алгоритмы вычисляли наилучшее возможное решение поставленной проблемы в каждом случае, а именно нахождение кратчайшего набора путей через сеть.
А дальше интереснее - почитайте про альтернативные пути без петель.
Архитектуры х64 и х86 являются одними из наиболее широко используемых типов архитектур системы команд (АСК или ISA – Instruction Set Architecture), созданными Intel и AMD. ISA определяет поведение машинного кода и то, как программное обеспечение управляет процессором.
ISA – это аппаратный и программный интерфейс, определяющий, что и как может делать ЦП.
Прочитав эту статью, вы узнаете разницу между архитектурами х64 и х86.
Что из себя представляет архитектура х86?
х86 – это тип ISA для компьютерных процессоров, разработанный Intel в 1978 году. Архитектура х86 основана на микропроцессоре Intel 8086 (отсюда и название) и его модификации 8088. Изначально это была 16-битная система команд для 16-битных процессоров, а позже она выросла до 32-битной системы команд.
Количество битов показывает, сколько информации ЦП может обработать за цикл. Так, например, 32-разрядный ЦП передает 32 бита данных за тактовый цикл.
Благодаря своей способности работать практически на любом компьютере, от обычных ноутбуков до домашних ПК и серверов, архитектура х86 стала достаточно популярной среди многих производителей микропроцессоров.
Наиболее значительным ограничением архитектуры х86 является то, то она может обрабатывать максимум 4096 Мб ОЗУ. Поскольку общее количество поддерживаемых комбинаций равно 232 (4 294 967 295), то 32-разрядный процессор имеет 4,29 миллиарда ячеек памяти. В каждой ячейке хранится 1 байт данных, а в сумме это примерно 4 Гб доступной памяти.
На сегодняшний день термин х86 обозначает любой 32-разрядный процессор, способный выполнять систему команд х86.
Что из себя представляет архитектура х64?
х64 (сокращение от х86-64) – это архитектура системы команд, расширенная до 64-битного кода. В ее основе лежит архитектура х86. Впервые она была выпущена в 2000 году. Она представляла два режима работы – 64-битный режим и режим совместимости, который позволяет пользователям запускать 16-битные и 32-битные приложения.
Поскольку вся система команд х86 остается в х64, то старые исполняемые файлы работают практически без потери производительности.
Архитектура х64 поддерживает гораздо больший объем виртуальной и физической памяти, чем архитектура х86. Это позволяет приложениям хранить в памяти большие объемы данных. Кроме того, х64 увеличивает количество регистров общего назначения до 16, обеспечивая тем самым дополнительную оптимизацию использования и функциональность.
Архитектура х64 может использовать в общей сложности 264 байта, что соответствует 16 миллиардам гигабайт (16 эксабайт) памяти. Гораздо большее использование ресурсов делает эту архитектуру пригодной для обеспечения работы суперкомпьютеров и машин, которым требуется доступ к огромным ресурсам.
Архитектура х64 позволяет ЦР обрабатывать 64 бита данных за тактовый цикл, что намного больше, чем может себе позволить архитектура х86.
х86 VS х64
Несмотря на то, что оба эти типа архитектуры основаны на 32-битной системе команд, некоторые ключевые отличия позволяют их использовать для разных целей. Основное различие между ними заключается в количестве данных, которые они могут обрабатывать за каждый тактовый цикл, и в ширине регистра процессора.
Процессор сохраняет часто используемые данные в регистре для быстрого доступа. 32-разрядный процессор на архитектуре х86 имеет 32-битные регистры, а 64-разрядный процессор – 64-битные регистры. Таким образом, х64 позволяет ЦП хранить больше данных и быстрее к ним обращаться. Ширина регистра также определяет объем памяти, который может использовать компьютер.
В таблице ниже продемонстрированы основные различия между системами команд архитектур х86 и х64.
ISA
х86
х64
Выпущена
Выпущена в 1978 году
Выпущена в 2000 году
Создатель
Intel
AMD
Основа
Основана на процессоре Intel 8086
Создана как расширение архитектуры х86
Количество бит
32-битная архитектура
64-битная архитектура
Адресное пространство
4 ГБ
16 ЭБ
Лимит ОЗУ
4 ГБ (фактически доступно 3,2 ГБ)
16 миллиардов ГБ
Скорость
Медленная и менее мощная в сравнении с х64
Позволяет быстро обрабатывать большие наборы целых чисел; быстрее, чем х86
Передача данных
Поддерживает параллельную передачу только 32 бит через 32-битную шину за один заход
Поддерживает параллельную передачу больших фрагментов данных через 64-битную шину данных
Хранилище
Использует больше регистров для разделения и хранения данных
Хранит большие объемы данных с меньшим количеством регистров
Поддержка приложения
Нет поддержки 64-битных приложений и программ.
Поддерживает как 64-битные, так и 32-битные приложения и программы.
Поддержка ОС
Windows XP, Vista, 7, 8, Linux
Windows XP Professional, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Linux, Mac OS
Функции
Каждая архитектура системы команд имеет функции, которые ее определяют и дают некоторые преимущества в тех или иных вариантах использования. Следующие списки иллюстрируют функции х64 и х86:
х86
Использует сложную архитектуру со сложным набором команд (CISC-архитектуру).
Сложные команды требуют выполнения нескольких циклов.
х86 имеет больше доступных регистров, но меньше памяти.
Разработана с меньшим количеством конвейеров обработки запросов, но может обрабатывать сложные адреса.
Производительность системы оптимизируется с помощью аппаратного подхода – х86 использует физические компоненты памяти для компенсации нехватки памяти.
Использует программную технологию DEP (Data Execution Prevention – Предотвращение выполнения кода).
х64
Имеет возможность обработки 64-битных целых чисел с преемственной совместимость для 32-битных приложений.
(Теоретическое) виртуальное адресное пространство составляет 264 (16 эксабайт). Однако на сегодняшний день в реальной практике используется лишь небольшая часть из теоретического диапазона в 16 эксабайт – около 128 ТБ.
х64 обрабатывает большие файлы, отображая весь файл в адресное пространство процессора.
Быстрее, чем х86, благодаря более быстрой параллельной обработке, 64-битной памяти и шине данных, а также регистрам большего размера.
Поддерживает одновременную работу с большими файлами в нескольких адресных пространствах. Кроме того, х64 одновременно эмулирует две задачи х86 и обеспечивает более быструю работу, чем х86.
Загружает команды более эффективно.
Использует программную технологию DEP (Data Execution Prevention – Предотвращение выполнения кода).
Применения
Из-за того, что эти две архитектуры имеют различные функции и имеют различия в доступе к ресурсам, скорости и вычислительной мощности, каждая архитектура используется для различных целей:
х86
Многие компьютеры по всему миру по-прежнему основаны на операционных системах и процессорах х86.
Используется для игровых консолей.
Подсистемы облачных вычислений по-прежнему используют архитектуру х86.
Старые приложения и программы обычно работают на 32-битной архитектуре.
Лучше подходит для эмуляции.
32-битный формат по-прежнему более предпочтителен при производстве аудио из-за возможности совмещения со старой аудиотехникой.
х64
Все большее число ПК используют 64-разрядные процессоры и операционные системы на основе архитектуры х64.
Все современные мобильные процессоры используют архитектуру х64.
Используется для обеспечения работы суперкомпьютеров.
Используется в игровых консолях.
Технологии виртуализации основаны на архитектуре х64.
Она лучше подходит для новых игровых движков, так как она быстрее и обеспечивает лучшую производительность.
Ограничения
И хотя обе ISA имеют какие-то ограничения, х64 – все же более новый и более совершенный тип архитектуры. Ниже приведен список ограничений для обоих типов архитектур:
х86
Имеет ограниченный пул адресуемой памяти.
Скорость обработки ниже в сравнении с архитектурой х64.
Фирмы-поставщики больше не разрабатывают приложения для 32-битных операционных систем.
Для современных процессоров требуется 64-битная ОС.
Все устройства в системе (видеокарты, BIOS и т.д.) совместно используют доступную оперативную память, оставляя еще меньше памяти для ОС и приложений.
х64
Она не работает на устаревших устройствах.
Ее высокая производительность и скорость, как правило, потребляют больше энергии.
Маловероятно, что 64-разрядные драйверы будут доступны для старых систем и оборудования.
Некоторое 32-разрядное программное обеспечения не полностью совместимо с 64-разрядной архитектурой.
Как проверить, на какой архитектуре работает ваш компьютер – х64 или х86?
Если вы купили ПК в последние 10-15 лет, то он с большой долей вероятности работает на архитектуре х64. Для того, чтобы проверить, является ли ваш компьютер 32-разрядным или 64-разрядным, выполните следующие действия:
Шаг 1: Откройте настройки
В Windows 10 нажмите на клавишу Windows и щелкните значок «Settings» («Настройки»).
Шаг 2: Откройте параметры системы
В меню настроек выберите пункт «System» («Система»).
Шаг 3: Найдите характеристики устройства
Выберите пункт «About» («О программе») на левой панели и в разделе «Device specifications» («Характеристики устройства») найдите тип системы:
В приведенном выше примере система представляет собой 64-разрядную операционную систему с процессором на базе архитектуры х64.
Через командную строку это можно сделать быстрее:
wmic OS get OSArchitecture
Ну а для Linux нужно выполнить команду:
uname -m
Что лучше – х86 или х64?
Несмотря на то, что и у х86, и у х64 есть свои преимущества, будущее не терпит ограничений, а это значит, что х86 практически перестанет использоваться или будет полностью выведена из использования. К тому же, х64 намного быстрее, может выделять больше оперативной памяти и имеет возможности параллельной обработки через 64-битную шину данных. Это делает ее лучшим вариантом при выборе между двумя типами архитектуры.
Если стоит выбор, какую ОП установить, то всегда лучше отдать предпочтение в пользу 64-разрядной ОС, поскольку она может запустить как 32-разрядное, так и 64-разрядное программное обеспечение. А вот ОС на базе х86 работает только с 32-разрядным программным обеспечением.
В общем и целом, х64 гораздо более эффективна, чем х86, поскольку использует всю установленную оперативную память, предоставляет больше места на жестком диске, имеет более высокую скорости шины и общую лучшую производительность.
Заключение
Данная статья показала различия между архитектурами системы команд х86 и х64, а также описала их функции, возможные применения и ограничения. Примите во внимание все особенности каждой ISA и сделайте выбор в пользу наиболее вам подходящей.