Hlavní navigace

Internet2 – HOPI (3.)

Michal Krsek 21. 12. 2004

Při čtení druhého dílu seriálu o síti Abilene asi leckoho napadlo, že Abilene není z dnešního pohledu zase tak "sexy" síť. Obyčejná síť založená na přepínaní paketů, přičemž kapacita páteřních spojů (10 Gbit/s) je sice pro koncového uživatele impozantní, ale takové okruhy už máme i v ČR. Dnešní pokračování se proto bude zabývat hybridními sítěmi.

Protože Internet2 má kromě infrastrukturního určení (propojení vědců a výzkumníků) také snahu dělat nějaký ten výzkum v oblasti počítačových sítí, není výše uvedený stav dlouhodobě udržitelný. Kromě dalšího by se mohlo zdát, že takovou agendu zastane nějaký běžný telekomunikační operátor. Chytrým hlavám v Internet2 je jasné, že upgrade páteřních tras na 40 Gbit/s (či 100 Gbit/s) není to pravé.

V akademické komunitě se také objevují aplikace, kterým současný Internet prostě není schopen vyhovět (typickým problémem jsou mechanismy spravující velikost přenosového okna v protokolu TCP). Už přenos 30 Mbit/s proudu dat ze Seattle do Prahy pomocí TCP přes infrastrukturu výzkumných sítí (kde je nejmenší přenosová kapacita klientů 1 Gbit/s) je utopie. Co potom dělat s požadavky na kapacitu 1 Gbit/s (požadavky, které běžně generují skupiny GRIDistů) – třeba na několik dní.

Provozovatelé výzkumných sítí dnes podobným požadavkům čelí pronájmem dvoubodových tras o definované kapacitě, případně pevným alokováním kanálů v optických sítích, jako je TransLight nebo National Lambda Rail. Takové řešení je ovšem zaplaceno vysokými náklady na pronájem okruhů a/nebo administrativní „opičárnou“. Představa, že takových požadavků vznikne několik do týdne, je noční můrou všech NOC (Network Operations Center) akademických sítí. Asi stejně jsou z ní nadšeni lidé, kteří spravují rozpočty akademických organizací. Jediní lidé, jejichž radost z takových požadavků je opravdu upřímná a nelíčená, jsou obchodníci telekomunikačních operátorů.

Cílem iniciativy HOPI není nic menšího než vypracovat koncept následníka Abilene, který bude umožňovat alokaci výše uvedených kapacit s minimálními (tj. žádnými) administrativními nároky. Tato alokace by měla být možná nejen v síti jednoho provozovatele, ale přes všechny spolupracující sítě. To je už téma, které je dostatečně sexy (ve slangu výzkumníků ambiciózní) a které nabízí spoustu zajímavých problémů k řešení.

Přebudování paketové infrastruktury na hybridní znamená hromadu problémů nejen se změnou krabic a změnou nakupování služeb (místo vlnových délek či kapacity dlouhodobý pronájem vláken), ale také pro řízení sítě.

Od nástupu digitálních technologií v telekomunikacích si každý operátor strážil svoji síť jako oko v hlavě a na tomto paradigmatu skončily například veškeré snahy o implementaci QoS (kvality služeb) ve větším rozsahu nebo poskytování VPN služeb na úrovni MPLS (VPN v sítích vícero operátorů). Tomu jsou přizpůsobeny všechny technologie (vzpomeňme interní a externí směrovací protokoly) a procesy v rámci operátorů. Například ITU teprve minulý rok vzalo na milost přepínání paketů (říkají tomu Next Generation Networks) – a teď zas něco nového.

A teď je třeba postavit infrastrukturu, která výše uvedená paradigmata nejenže popře, ale ukáže, že takový koncept je chybný. A pochopitelně, přes všechna prohlášení o experimentál­nosti, bude muset nabízet relativně spolehlivé služby.

Aby to nebylo úplně jednoduché, autoři se rozhodli pracovat také s konceptem, že okruhy v síti budou sestavovány a rušeny uživateli (přičemž typický uživatel je správce clusteru). V paketovém světě to připomíná koncept „source based routing“, kdy vysílač určuje cestu, kterou se paket dobere k přijímači. To je také věc, která dnes operátorům vnáší neklid do (již tak řídkého) spánku.

Jak taková hybridní architektura bude vypadat? Prozatímní informace hovoří o tom, že půjde o další vrstvu, která bude vložena mezi Abilene a optická vlákna. Předpokládá se, že budou využita vlákna, která má Internet2 nasmlouvána u Qwestu, vlákna použitá v rámci National Lambda Rail, vlákna vložená do společnosti FiberCo a vlákna regionálních sítí. Vrstva položená mezi Abilene a vlákna bude nějaká odnož WDM (momentální experimenty pracují s DWDM). Abilene bude provozována na jedné vlnové délce (lambdě) ve vlnovém multiplexu a zbylé lamdby budou k dispozici pro optické okruhy.

Momentálně není úplně jasné, jak spolu budou prvky mezivrstvy fyzicky komunikovat (nemusí to být jen vlnové multiplexy, ale i plně optické přepínače, rozbočovače a další „-če“). Existují dvě teorie. Jedna z nich říká, že pro řízení je možné využít IP infrastrukturu, pak se ale ocitáme před problémem, že musíme mít k dispozici IP kanál na všechna zařízení (je to jakási obdoba out-of-band-managementu). Druhá tvrdí, že optické prvky spolu musí komunikovat přímo, bez potřeby IP. Osobně mám pocit, že druhá cesta je pouze akademickou diskusí, neboť projekt HOPI nemá příliš času nazbyt a výrobci krabic si s vymýšlením nových protokolů moc hlavu nelámou.

Oproti tomu je celkem jasné, jaké protokoly budou při řízení sítě použity. Zde většina zúčastněných vzývá protokol GMPLS (rozšíření MPLS – Generalised MultiProtocol Label Switching). Jedinou chybičkou jest, že GMPLS je prozatím ve vývoji – takže máme jméno, ale obsah nějak chybí.

Dalším problémem je snaha umožnit uživatelům „vrtat“ do sítě. A to nejenom do sítě vlastní, ale také do sítí „po cestě“ a sítě cílové. Zatímco si většina administrátorů dokáže se zaťatými zuby představit situaci, kdy delegují část plánování kapacit a provozu uživatelům, situaci, kdy si přes jejich infrastrukturu postaví okruh nějaký Číňan na trase do Brazílie, už nejsou schopni vydýchat. A to přes fakt, že Číňan nebude úplný hlupák.

Když už jsme u toho plánování kapacit, akademické sítě se před pár lety dostaly do stádia, kdy páteřní sítě disponují dostatečnou kapacitou, aby nebrzdily připojení uživatelů. Jenže teď se vracíme do období nedostatku, kdy v uzlových bodech budou k dispozici desítky „okruhů“, jenže nároky budou zcela jistě větší. Budou pozdější nároky uživatelů odmítány? Nebo jim bude sestaven „okruh“ paketovou infrastrukturou, která bude o několik řádů pomalejší? Budou uživatelé nějak prioritizováni – ve smyslu: můj cluster je větší, mám tedy přednost? A pokud ano, co s těmi, jejichž okruh bude potřeba zrušit? A nakonec – kde bude hraniční zařízení poskytovatele služeb? A samozřejmě – kdo ponese zodpovědnost, když se něco pokazí?

Jak je vidět, hybridní sítě představují zajímavý předmět zkoumání, a malý objem informací o HOPI na webu Internet2 neznamená, že se nic neděje (naopak znamená, že se v pozadí usilovně bádá a usilovně hádá).

Anketa

Spíte špatně?

Našli jste v článku chybu?

21. 12. 2004 13:14

Michal Krsek (neregistrovaný)
Ahoj Pavle,
obvykle jde o nejaky mix problemu se zpozdenim na smerovacich, homogenitou smerovani a prizpusobivosti TCP okna.

Nejvetsi problem zustava soucasne paradigma rizeni site - tj. existuji domeny, oddelene hranicemi a ochota k "preshranicni spolupraci" je minimalni - navic mas v ceste ovykle vice nez dvoje hranice.

Michal


21. 12. 2004 12:34

PaJaSoft (neregistrovaný)
Zdravim, mozna nejsem sam, kdo neni schopen rigorozne postihnout, proc nelze pocitat s vetsim pasmem... Pravda, davno v komercni sfere, kde se prece jen pohybuji v trochu jinych dimenzich, presto mi to neda a tazi se - proc tak nizko a proc zrovna tato hranice? Jsem schopen postihnout zpozdeni na smerovacich, velikost TCP okna (2 byte), omezenou rychlost elektromagnetickeho signalu atd. Kde je tedy ten zakopany pes v aktualni topologii? Nenasazene QoS spolu s mizernou "kapacitou" (1Gbi…
Vitalia.cz: Vláknina: Rozpustná, nebo nerozpustná?

Vláknina: Rozpustná, nebo nerozpustná?

Podnikatel.cz: Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Lupa.cz: UX přestává pro firmy být magie

UX přestává pro firmy být magie

DigiZone.cz: NG natáčí v Praze seriál o Einsteinovi

NG natáčí v Praze seriál o Einsteinovi

Vitalia.cz: Jak koupit Mikuláše a nenaletět

Jak koupit Mikuláše a nenaletět

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

Root.cz: Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Podnikatel.cz: Změny v daních z příjmů u zaměstnávání

Změny v daních z příjmů u zaměstnávání

Vitalia.cz: Manželka je bio, ale na sex moc není

Manželka je bio, ale na sex moc není

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Lupa.cz: Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

120na80.cz: Bojíte se encefalitidy?

Bojíte se encefalitidy?

Podnikatel.cz: K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

Lupa.cz: Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

Vitalia.cz: Chtějí si léčit kvasinky. Lék je jen v Německu

Chtějí si léčit kvasinky. Lék je jen v Německu

Vitalia.cz: Znáte „černý detox“? Ani to nezkoušejte

Znáte „černý detox“? Ani to nezkoušejte

Podnikatel.cz: Víme první výsledky doby odezvy #EET

Víme první výsledky doby odezvy #EET

Vitalia.cz: To není kašel! Správná diagnóza zachrání život

To není kašel! Správná diagnóza zachrání život

Měšec.cz: Golfové pojištění: kde si jej můžete sjednat?

Golfové pojištění: kde si jej můžete sjednat?

Vitalia.cz: Pravda o přibírání na zimu

Pravda o přibírání na zimu