Главная - Коммуникация - Второе рождение Internet. Или что такое Интернет2? Уже в России...

«Корбина Телеком», российский универсальный оператор связи, приступила к реализации в Москве проекта «Интернет2», результатом которого станет объединение клиентов «Корбины Телеком» — как уже работающих с этой компанией, так и будущих — в высокоскоростную сеть передачи данных, обладающую намного более широкими возможностями по сравнению с сетями предыдущего поколения. 15 декабря 2004 года компания организовала пресс-конференцию, на которой были продемонстрированы некоторые возможности этой сети.

Но об это чуть позже, сначала немного истории.

В далеком 1968-м году, организация под названием ARPA (Advanced Research Projects Agency), являющаяся подразделением министерства обороны США, построила первую компьютерную сеть, в основу которой были положены принципы, до сих пор использующиеся в современном Интернет. Она состояла из 4-х компьютеров. В течение следующих десяти лет к Сети ARPANET подключились многие организации и университеты.

К 1978 году были выработаны все базовые протоколы, которые и сейчас используются в Интернет. Основной из них — протокол IP 4-ой версии (протокол IP — «Интернет-Протокол»). В 1982 году была основана Европейская UNIX Сеть (EUnet). До этого в Сеть входили только США, Канада и Великобритания.

Система доменных имен появилась в 1984 году. В 1989 году количество подключенных компьютеров достигло уже ста тысяч. К концу 80-х в Сеть было подключено более десяти стран.

В 1991 была разработана технология WWW. В 1991 году Россия присоединилась к Интернет. К 1992 году в Сети существовало более миллиона компьютеров. За 1993-й год Веб вырос в три с половиной тысячи (!) раз.

В 1994 году Интернет исполнилось 25 лет. С тех пор Сеть достигла глобального распространения, но принципиально не изменилась. Было придумано множество новых технологий, улучшились каналы связи, количество компьютеров увеличилось до десятков миллионов, а число пользователей — до сотен миллионов. В результате Интернет обрел общеизвестность, он стал коммерчески выгодным не только для тех, кто предоставляет доступ в Сеть. Уже в 1994 году можно было заказать пиццу на дом или такси через Интернет (конечно, речь идет о Западе).

Технически в 2004 году Интернет не так сильно ушел вперед по сравнению с концом 60-х годов. В современном Интернете имеются следующие существенные проблемы, доставшиеся ему «в наследство» от ARPANET :

•  Маленькое адресное пространство — в современной сети Интернет используются всего 32-битные адреса (четыре байта на один адрес), то есть, возможно существование около 4 миллиардов адресов, что меньше не только населения земли, но и намного меньше количества электронных устройств. Не говоря уже о том, что технологически (из-за сегментирования сети на «подсети») невозможно использовать все 4 миллиарда адресов. Ведь в конце 60-х годов мало кто мог предположить, что необходимость иметь свой адрес в сети будет у каждого сотового телефона. Уже совсем скоро может сложиться ситуация, когда IP-адресов не будет хватать на всех желающих. Строго говоря, их уже не хватает.

•  К недостаткам IPv4 стоит отнести отсутствие механизма автоматической конфигурации адресов. Спросите любого системного администратора, и он скажет вам, какая это была бы полезная возможность, особенно, когда приходится переводить корпоративную сеть от одного провайдера к другому. Нет, есть, конечно, внешние сервисы для автоматической конфигурации (DHCP), но этот механизм не вшит в протокол — он ставится дополнительным сервисом, т.е. тоже требует дополнительной конфигурации и т.д.  

• Низкая производительность – Интернет создавался в годы, когда самые быстрые каналы имели считанные килобиты в секунду производительности. Поэтому вычислительные процессы, заложенные в основу Сети в 60-тые, не такие уж оптимальные по сегодняшним представлениям. Примером неудачного алгоритмического решения в IPv4 является фрагментация пакетов. Дело в том, что слишком большие пакеты ethernet (их максимальный объем составляет 64 кб) могут разбиваться на несколько, поскольку многие сетевые технологии оперируют с блоками меньшего размера. Это действие зачастую производится промежуточными маршрутизаторами, через которые проходит информация. Проблема заключается в том, что разделение пакетов отнимает много системных ресурсов маршрутизатора. Таким образом, этот процесс не только затрудняет перекачку файлов конкретного пользователя, но и потребляет дополнительные ресурсы промежуточных маршрутизаторов.

• Неприспособленность к передаче информации, чувствительной к задержкам. Передача голоса и видео через современный Интернет — всегда «вызов», потому что Интернет не гарантирует качества обслуживания. Голосовой трафик, переданный через Интернет, приходит со случайными задержками, через случайные интервалы, с потерями, что вызывает искажения голоса и характерные для VoIP «кваканья». Дело в том, что, когда разрабатывался протокол IPv 4, практически все сетевое взаимодействие сводилось к обмену обычными файлами. Сегодня же в Интернете появилось немало новых - в том числе и потоковых - приложений (например, Streaming Audio и Streaming Video). А для их нормальной работы требуется точное указание и постоянное соблюдение некоторых параметров, таких как пропускная способность, задержка и вариация задержки. Конечно, были попытки внедрить QoS (сервисы обеспечения качества обслуживания) в современный интернет, которые в основном сводятся к выделению фиксированной пропускания для потоков трафика, но это все же «подпорки», которые не всегда спасают. В основном, механизмы QoS эффективны внутри высокоскоростных корпоративных сетей, в Интернет реализовать подобное намного сложнее.

• Из-за нехватки адресного пространства корпоративные сети скрывают все свои компьютеры за единственным IP -адресом (механизм NAT — трансляция сетевых адресов), что снижает производительность и вызывает необходимость в закупке дополнительного оборудования для подключения корпоративной сети к Интернет. Хотя у NAT есть и неоспоримое преимущество — скрытие сети за единственным адресом, существенно затруднит злоумышленнику проникновение внутрь этой сети.

• Проблемы безопасности. Организации, предоставляющие услуги в Интернет, не могут быть уверены, что на той стороне провода именно тот человек, за кого он себя выдает. Не предприняв специальных мер, пользователи не могут быть уверены, что их финансовая информация не будет украдена или модифицирована при передаче через сеть Интернет. Обычно нет уверенности, что информация, передаваемая через Интернет, исходит именно с того адреса, который заявлен в IP -пакете как «обратный». Правда, широко используемые сейчас возможности протокола SSL практически решают эту проблему.

• Невозможность широковещательной передачи данных через Интернет. Превращение Интернета в универсальную среду передачи информации, и в частности, среду для телевещания и радиовещания, тормозится необходимостью передавать каждому зрителю или слушателю свою копию потока данных телепрограммы (хотя многие зрители смотрят одну и ту же телепередачу одновременно).

Все эти проблемы решила новая версия IP -протокола - IP версии 6. Разработка протокола IPv6 началась в 1992 году, а с 2003 г. его поддержка обеспечивается производителями большинства телекоммуникационного оборудования (корпоративного уровня).

IPv6 является новым шагом в развитии Интернета. Этот протокол разработан с учетом растущих требований к Глобальной сети, которая давно уже перестала быть просто средой распространения файлов. Сегодня через Интернет передается большое количество данных, включая аудио- и видеопотоки, секретную информацию. И это не говоря уже о проблемах с нехваткой IP-адресов, которые могут возникнуть в самом ближайшем будущем. Поэтому уже начавшееся внедрение протокола IPv6 очень важно. Будем надеяться, что оно пройдет гладко и решит многие проблемы пользователей Сети.

• IPv 6 предлагает 128-битные адреса (16 байт, в 4 раза больше, чем было), которые настраиваются абсолютно автоматически, прозрачно для корпоративного пользователя, что позволяет экономить время системных администраторов. В 128-битном адресном пространстве можно разместить столько устройств, сколько потребуется. Общее количество адресов в 128-битном адресном пространстве ~равно 3.8 * 10^38 (^ - степень), это огромная цифра (в IPv 4 было 4.3 * 10^9).

• IPv 6 предлагает многочисленные улучшения в формате пакета, благодаря чему маршрутизация IP -пакета может происходить быстрее и с меньшими затратами вычислительных ресурсов маршрутизаторов. Например, вместо фрагментации пакетов данных в дороге, стороны заранее вычисляют максимально возможный размер пакета на пути между ними, и посылают пакеты не более этого размера, что экономит их время, время промежуточных маршрутизаторов и увеличивают скорость перекачки. В IPv 6 не требуется вычисление контрольной суммы заголовка IP -пакета на каждом маршрутизаторе (предполагается, что все современные маршрутизаторы имеют встроенный контроль ошибок). Вычисление контрольной суммы заголовка не такая дорогая операция, но когда это перестанут делать миллионы маршрутизаторов для триллионов пакетов каждую секунду, скорость всей сети в целом существенно вырастет. Кроме того, теперь размер заголовка IPv 6 пакетов теперь является фиксированным и равным 40 байтам (в IPv 4 размер заголовка варьировался от 20 до 60 байт), таким образом «оверхед» (служебные данные) в IPv 6 составляют фиксированную величину 2.6% от общего объема передаваемого трафика (в IPv 4 величина плавала в пределах 1.3 - 3.9 %).

• IPv 6 гарантирует «качество сервиса», то есть постоянное соблюдение параметров пропускной способности сети и времени переноски пакетов. Видео и IP-телефония, передаваемые через континенты через сеть IPv 6, будут иметь гораздо более высокое качество и не будут страдать от задержек в передаче данных.

• Корпоративные сети могут иметь столько IP -адресов, сколько им надо. Администраторы откажутся от технологии трансляции адресов, в результате чего будет сэкономлено рабочее время системных администраторов, деньги на лишнее оборудование и вырастет скорость передачи данных. Кроме того существенно усилится безопасность корпоративных сетей.

• IPv 6 поддерживает широковещательную передачу данных (multicast, мультикастинг) через сеть. Хорошим примером будет иллюстрация работы интернет-радиостанции. Сейчас каждый слушатель, подключившийся к радиостанции, вещающий потоком в 128Кбит, получает свой поток данных, т.е. 10 слушателям потребуется канал в 1Мбит, 100 — уже 100 Мбит/сек (хотя данные одинаковые!). Поэтому говорить о какой-либо массовости пока не приходится. Мультикастинг же позволяет передавать лишь одну копию данных (аудио, видео или какой-то другой поток) по общему для нескольких клиентов каналу связи. Тем самым достигается существенная экономия пропускной способности сети, и, как результат, дает «зеленый свет» технологиям видео и аудиотрансляций через сеть Интернет в массовом порядке. Небольшая оговорка — через будущую Интернет сеть, которая будет поддерживать IPv 6.  

Сеть, в которой внедрен протокол IPv 6, получила название Интернет2. Вот так выглядит его логотип:

Как и первый Интернет, она зародилась в США. А если говорить более точно, то из-за практически бесконтрольного разрастания обычного Интернет и перегрузки его паразитным (с точки зрения ученых) трафиком, им (ученым) пришлось искать альтернативу. Такой альтернативой стало построение новой сети (кодовое название — Интернет2), к которой сначала были подключены несколько десятков университетов и несколько корпораций. Кроме собственно обмена информацией, сеть являлась удобным полигоном для обкатки новых технологий. Она изначально планировалась высокоскоростной (100мбитные и гигабитные скорости), поэтому необходимо было разработать и новые протоколы передачи данных маршрутизации, так как существующие протоколы работали бы не оптимально в новой сети.

Сеть разрасталась довольно быстро и на текущий момент покрывает довольно большую территорию США. Ее ядром является магистраль Abilence, ее пропускная способность составляет 10 Гбит/сек, а каждая машина, подключенная к ней, получает скорость не менее 100 Мбит/сек. Текущую загрузку сети всегда можно посмотреть на этом сайте:

пример диаграммы загрузки сети Abilene

Подключение клиентов к сети осуществляется через «точки присутствия» — gigapops, они позволяют эффективно использовать пропускную способность всей сети.

По большей части сеть используется для научных целей — дистанционное управление экспериментами, доступ в обсерватории, распределенная обработка огромных массивов данных и конечно цифровое видео. Возможность мультикастинга открывает практически безграничные перспективы (в приделах разумного, т.е. общей пропускной способности сети, конечно), поэтому для видеоконференций, а так же обычного вещания видео, сеть используется весьма активно. Скажем, для дистанционного обучения студентов — трансляция лекций в реальном времени или из архива по сети.

И хотя зона охвата сети Internet2 постоянно расширяется, в сеть вливаются все новые и новые сети, причем есть уже точки присутствия и в Европе, но, объективно говоря, пока большинство вкусностей находятся «у них». А что же у нас, в России?

А у нас, как уже было сказано в самом начале этой статьи, первым объявила о вводе в эксплуатацию фрагмента сети, работающего на протоколе IPv 6 и обладающего магистралью в 10 Гбит/сек, компания Корбина Телеком. Пока этот сегмент сети охватывает лишь два магистральных узла компании и сеть клиента Корбины — компанию Ниско. Протяженность этого участка сети составляет 28 километров.

Этот сегмент именуется «Интернет2», хотя формально он еще не имеет выхода к остальной Internet2 сети, по словам Александра Малиса, вице-президента компании, переговоры на этот предмет ведутся (находятся в финальной стадии), глобальное объединение является лишь вопросом времени.

Магистральная скорость сети в 10 Гбит/сек впечатляет. Компания заявляет, что на такой скорости достаточно одной секунды для передачи получасового видео высокой четкости (HLTV). Но тут стоит заметить, что подключение клиентов к Интернет2 Корбина производит на скоростях от 100 Мбит до 1 Гбит, т.е. тот же кусок видео мы передадим за 10 секунд. Но задумаемся — подключение ОТ 100 Мбит, это же, как скорость в большинстве локальных сетей офиса... И никаких 128 Кбит, и не битом больше!

Не может не радовать заявление Малиса, что уже сейчас Корбина готова принимать заявки на подключение клиентов к Интернет2, если они находятся внутри МКАД (подключение в течении нескольких месяцев). Плюс компания вкладывает около 30 млн. долларов на создание и развитие сетей широкополосного доступа в 45-ти российских регионах.

А что же с существующими клиентами Корбины? Сейчас у компании ~1700 клиентов, их переход на Интернет2 планируется осуществлять параллельно с подключением новых. Другими словами, подключение новых клиентов предпочтительно напрямую к Интернет2, а существующих переводить в новую сеть по мере надобности. Стимулом к переходу, кроме высоких скоростей, будет являться более низкая цена трафика. Полный переход, по прогнозам компании будет выполнен в течение двух лет (это очень небольшие сроки!).

И кто же будет в рядах осчастливленных новыми технологиями? Вот тут для нас, конечных пользователей, пока не ясно — компания рассчитывает в первую очередь на корпоративных клиентов. Т.е. по словам Малиса, на тех, кто готов платить примерно по 3 тысячи долларов в месяц за канал. Да, трафик будет дешевым (ориентировочно 5$ за гигабайт), но никто не обещал малых объемов :)

Не стоит забывать, что новые технологии требуют и нового оборудования, которое имеет поддержку «новинок времени». Разумеется, для работы с протоколом IPv 6 старое оборудование не годится, в IPv 6 новый формат пакетов, новая технология маршрутизации, встроенный мультикаст и т.д. Поэтому клиентам придется раскошелится и на новые «железки». Утешает то, что большинство оборудования, проданного после 2003 года, уже имеет встроенную поддержку IPv 6 (или будет ее иметь после смены прошивки устройства). В основном тут речь идет о маршрутизаторах, так как на оконечных компьютерах нужно будет лишь установить IPv 6 стек, что довольно просто как в Windows, так и в *nix-like системах (большинство этих систем имеют поддержку IPv 6 протокола).

Теперь о совместимости. Мы имеем обратную совместимость, т.е. из IPv 6 пространства можно увидеть IPv 4 сеть (старый Интернет), но не наоборот. Другими словами клиенты, подключенные к обычному Интернет, Интернет2 сеть увидеть не могут. Но тут уместно внести уточнение — увидеть могут, но не все, а лишь те, кто в состоянии настроить себе туннелирование в IPv 6 пространство используя один из шлюзов IPv 4 -- IPv 6, например, Hurricane Electric's IPv6 Tunnel Broker. Компания Hurricane Electric предоставляет свободный доступ в пространство IPv 6 через свой шлюз, достаточно лишь зарегистрироваться, включить у себя поддержку IPv 6 стека и соответствующим образом настроить туннелирование трафика.

Подводя предварительный итог, можно сказать, что Корбина Телеком «тихо и незаметно» совершает революцию — предоставление подобной услуги, пусть даже и корпоративным клиентам, не может остаться незамеченным. Определенно Интернет2 наконец-то начал свое неумолимое распространение по России. Хорошо, пусть не по всей России, но с чего-то надо начинать?

Уместно сказать о планах Корбины по широкому внедрению трансляции видео по своей сети Интернет2 (действительно, почему бы не воспользоваться блестящими возможностями QoS и мультикастинга). Технически компания подготовилась заранее — в середине 2004 года был открыт некоммерческий проект http://www.corbina.tv/, который предназначен для демонстрации возможностей современных высокоскоростных подключений к Интернет. Другими словами с этого сайта можно смотреть телевизионные каналы ТВЦ, СТС, REN-TV, RBC-TV, а так же первый канал (правда, последний только внутри сети Corbina Telecom). Плюс слушать радиостанцию Серебряный дождь. Отметим — все это в рамках IPv 4, т.е. обычного Интернет, нужен лишь компьютер, на котором и будут показываться все передачи в реальном времени. Разумеется, качество обслуживания потока в текущим Интернет обеспечить очень сложно, поэтому даже на высокоскоростных (несколько мегабит) каналах могут появится задержки и провалы кадров. Но вот в Интернет2 с этим все отлично — QoS является составляющей частью протокола, а мультикаст позволяет существенно экономить полосу пропускания. Поэтому в новой сети телевизионное вещание развернется в полную силу.

Малис отмечал, что Интернет2 дает грандиозные возможности по вещанию в сети. Пользователи смогут получить доступ к десяткам и даже сотням каналов, а при желании создать и собственный телеканал. Так же не стоит забывать и о возможностях видеоконференций, легкость развертывания которых будет обеспечиваться в новой сети — этот сервис популярен уже сейчас в старом Интернет, в новом же он будет примерно тем же, чем сейчас является сотовый телефон, т.е. стандартом.

Но, несмотря на оптимистическое заявление в предыдущем абзаце, полный переход на IPv 6 процесс очень долгий. Возможно, что многие корпоративные клиенты и перейдут на новые технологии, но зачем это нужно тем, кого устраивают каналы в мегабит, потребление трафика составляет ~500$ в месяц? Да и еще придется менять весь парк коммутаторов/маршрутизаторов (потому что в офисе стоят железки ценой никак не больше нескольких сотен долларов?). А с классом "home users" еще хуже — может я и пессимист, но слабо себе представляю, что остальные провайдеры вот так, «почти на халяву» переведут своих клиентов на IPv 6 и подключат к общей сети Интернет2. Нет, конечно, когда-нибудь переведут и подключат, но, на мой взгляд, это процесс долгий, гораздо более долгий, чем два-три года. Не забываем и про многочисленные сети класса «homelan», т.е. объединение в единую локальную сеть несколько рядом стоящих домов в районе...

И все-таки хотелось бы закончить этот материал на мажорной ноте. Поэтому приведу прогноз Александра Малиса (его личный прогноз, как частного лица), которым он поделился в ходе пресс конференции. Прогноз касается будущего Интернет-рынка в России:

— «В скором будущем мы будем иметь Интернет двух типов (для частных лиц): unlimited доступ со скоростью 400--512 Кбит по цене 15-20$ и помегабайтный доступ со скоростью 10--100 Мбит по цене 3-10$ за гигабайт»

Что же, хотелось бы верить, что это случится в ближайшем будущем...

Евгений Зайцев
ixbt.com

27.12.2004