Zabije Internet limit současných peeringových uzlů?

Rýsuje se limit současných Internet exchange uzlů. Málo koho například po přečtení zprávy o tom, že datový tok v NIXu přesáhl 70 Gbit/s, napadne otázka, kde je limit současných internetových uzlů a zda takový limit vůbec existuje. Vždyť existují i mnohem větší IXy, zejména AMS-IX s šesti sty gigabity za sekundu nebo DE-CIX, který loni jednou dokonce dosáhl špičky 650 Gbit/s provozu. Mohou IXP růst donekonečna?

Odpovědět na tuto otázku lze lapidárně – při současném stavu techniky nikoli. Limity existují a nejsou zase tak daleko, jak bychom si mohli myslet. Prvním problémem je samozřejmě kapacita portů – tato záležitost trápí samotné IXy (propojovací body pro lokální internetový provoz) více, než zákazníky těchto uzlů z řad ISP, ačkoli se najdou i tací ISP, kteří tento problém už pociťují. Každopádně ISP má více nástrojů, jak takovému problému čelit, než IXP, který z definice nemá pod kontrolou třetí vrstvu a nemůže tak použít ani řešení založené na rozdílné propagaci více skupin prefixů, ani equal cost multipath routing, ani řešení problému zřízením privátních peeringových propojů s datově nejvýznamnějšími peeringovými partnery (ač některé IXy toto řešení svým zákazníkům také doporučují). Větší IXP tedy zatím, když ještě neexistuje ani 40G, ani 100G ethernet, závisí čistě na slučování portů pomocí technologie etherchannel (v terminologii některých výrobců hardware link aggregation, portchannel, port trunking apod.).

Redakční síťový mikroslovníček

IX – Internet eXchange – místa, kde poskytovatelé internetu propojují navzájem své sítě na místní či národní úrovni. V Česku takové body zajišťuje sdružení NIX.CZ.
Porty – v tomto případě síťová fyzická rozhraní, na jejichž kapacitě záleží, jak rychle a komfortně budou data mezi jednotlivými sítěmi předávána.
Switch (přepínač) – zařízení, které propojuje počítače v síti a zároveň usiluje o to, aby provoz mezi dvěma úseky sítě neovlivňoval případný provoz v jiných úsecích.
Topologie sítě – Geometrický model propojení uzlů sítě (jednotlivých síťových zařízení). Existuje ve třech variantách: sběrnicová (bus), hvězda (star) a kruhová (ring ).
Agregace  – shlukování více požadavků na kapacitu na jeden port, kdy se více uživatelů dělí o skutečnou kapacitu. Agregace 1:20 znamená, že až dvacet uživatelů se dělí o danou kapacitu.
Core – jádro sítě, ve spojení s prvkem sítě označení, že jde o síťový prvek nalezající se na hlavní části sítě.
Edge – okrajová část sítě. Ve spojení s prkvem sítě označení, že jde o síťový prvek nalézající se na okrajové části sítě.

Etherchannel má své chyby a své limity, ani ne tak ze své podstaty, jako spíše díky nedokonalé implementaci některými výrobci síťového hardware. Typický limit moderních síťových switchů je 8 nebo 16 portů v port-channelu. To je poměrně zásadní omezení, které si diktuje celý design uzlu. Zatímco do určitých rychlostí vychází jako nejefektivnější topologie sítě takového IXu topologie kruhová, kde počet propojů mezi uzly je roven počtu uzlů, existuje limit (daný konkrétní platformou), od kterého se vyplatí přejít na topologii hvězdy, případně dvojité hvězdy (kde je počet propojů roven dvojnásobku počtu uzlů, pokud za uzly považujeme i core boxy). Ze tří největších světových IXů si tak kruhovou topologii zachová už jen londýnský LINX (co do objemu provozu světová trojka), který je ovšem výjimečný tím, že technicky jde vlastně o dva nezávislé IXP používající také zařízení od dvou různých výrobců (Foundry alias 224 a Extreme alias 226).

V čem je hvězdicová topologie lepší? Na kruhové topologii se provoz sčítá a vlastně bychom teoreticky mohli mít velký provoz jen mezi dvěma sousedními uzly, proto je nutné na tento velký provoz nadimenzovat celý kruh, jinak by v případě výpadku uživatel pocítil jisté obtíže. U topologie hvězda, kdy je infrastruktura IXP tvořena jedním (v případě dvojhvězdy z důvodu zálohování pak dvěma) switchi označovanými jako core a pak boxy označovanými jako edge, do nichž jsou pak připojováni jednotliví zákazníci takového uzlu, tedy konkrétní ISP, tato nezbytnost odpadá, propojení každého edge boxu ke core boxům je dimenzováno jen na provoz, procházející tímto jediným konkrétním edge boxem.

Kde je tedy ten konkrétní limit? Je jich několik, tím hlavním však je počet neagregovaných 10G portů na core boxech daného IXP (ano, řada výrobců sice nabízí zařízení s mnoha 10G porty, avšak nemají dostatečnou propustnost), dalším pak maximální počet portů v etherchannelu. V následující tabulce uvádím jednotlivé platformy, které připadají v úvahu a jejich možnosti coby IXP core switchů. Pro srovnání uvádím i nově ohlášený a perspektivně vypadající Cisco Nexus 7018, který má řadu současných omezení do budoucna zbořit, avšak kupříkladu ač teoretická propustnost per slot činí 320 Gbit/s, v současnosti vyráběná 32× 10G karta komunikuje s backplane rychlostí pouze 80 Gbit/s a také zatím chybí jakékoli praktické zkušenosti s tímto boxem, používajícím mimo jiné i zcela nový operační systém.

jméno výrobce a zařízení maximum neagregovaných 10G portů maximum portů sdružených do ethernetchannellu další vlastosti či omezení uživatel
Arista 7148SX 48 16 jen SFP/SFP+ moduly vč. LR (max. 10 km) Google (není IXP)
Cisco Catalyst 6509 34 (28)* 8 XENPAK nebo X2 moduly (do 80 km) BIX.HU, LoNAP, NIX.CZ, PaNAP, SitelIX, SIX (Seattle), Work-IX
Cisco Nexus 7018 128 ? zatím jen Cisco SFP+ SR moduly (max. 300 metrů)
Extreme BlackDiamond 20808 64 8 XFP moduly (do 80 km) (LINX užívá nižší modely)
Force10 C300 64 8 XFP moduly (do 80 km) ECIX, PL-IX
Force10 E1200 56 16 XFP moduly (do 80 km) DE-CIX
Foundry MLX-32 128 32 XFP moduly (do 80 km) AMS-IX, LINX, (DE-CIX plánuje na rok 2009)
Fujitsu XG2000 20 8 XFP moduly (do 80 km) SIX:SK
Nortel Passport 8610 96 8 XFP moduly (do 80 km)

(*) při použití 1× VS-S720–10G-3C supervisor engine a využití portů i na něm; při redundantní konfiguraci a nevyužívání portů na supervisor engine či užití starších Sup720 či Sup720–3B je k dispozici pouze 28 neagregovaných 10GE portů. Zvýšení na 56 – 60 bude možné s procesory, které se teprve připravují, a s nutností výměny chassis na 6509-E, tedy ve většině případů za cenu celého nového boxu.

KL_NOMINACE

Z uvedené tabulky vyplývá, že teoretická maximální kapacita core současného IXu, v němž core je postaveno na zatím nejvýkonnějším ozkoušeném zařízení, tedy na Foundry (pardon, dnes již Brocade) MLX-32, činí 1.28 Tbit/s, což je přibližně dvojnásobek stávajících špiček v největších světových uzlech, celková propustnost takového IXP však bude vyšší (přesně o provoz, který probíhá mezi sítěmi připojených ISP pouze v rámci edge switch boxů – a z toho ostatně vyplývá, že menší množství větších edge boxů je z tohoto hlediska lepším řešením, než větší množství menších).

Nejvyšší špička v DE-CIX v roce 2007 činila cca 300 Gbit/s, v roce 2008 pak bezmála 650 Gbit/s, tedy růst o 116 % (růst v AMS-IX byl méně prudký, z cca 360 Gbit/s na cca 600 Gbit/s, což znamená růst o 67 %, v LINXu pak z 220 Gbit/s na cca 370 Gbit/s, tedy také zhruba o 67 %), bude-li tedy takové tempo růstu provozu pokračovat i letos, lze čekat, že koncem letošního roku, případně v roce 2010, AMS-IX a DE-CIX na tuto překážku v dalším růstu narazí. Tou dobou by však snad už konečně mohl být k dispozici alespoň čtyřicetigigový ethernet a dost možná i switche s dostatečně navýšenou propustností mezi kartami a sběrnicí – ano, Cisco Nexus je takovým signálem, i když zatím pro tuto platformu neexistují karty s příslušnou propustností – pokud ne, dá se v Evropě očekávat vlna migrací na privátní desetigigové propoje.

Anketa

Myslíte si, že Internet ohrozí ucpání exchange center?

73 názorů Vstoupit do diskuse
poslední názor přidán 20. 1. 2009 20:07

Školení web copywritingu

  •  
    Jak strukturovat text na webové stránce.
  • Tajemství atraktivního a úderného titulku.
  • Optimalizace webového textu pro vyhledávače.

Detailní informace o školení psaní pro web »