ТЕХНОЛОГИИ АТМ ДЛЯ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

В.А.Васенин, К.М.Щербатых

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Тел.: (095) 939-28-29, факс: (095) 939-46-47, e-mail: kent@msu.ru

Процесс информатизации общества, начавшийся более 30 лет назад, в настоящее время находится на важном этапе эволюции. Интенсивная смена и конкуренция технологий передачи, а на их основе - обработки, хранения и представления информации привела к появлению коммуникационных технологий на принципиально новой основе. К таким относится АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - одна из самых передовых широкополосных цифровых технологий передачи с интегрированными службами. Находящийся еще в стадии доработки, этот стандарт передачи уже сегодня с достаточным основанием объявляется базовым для телекоммуникаций и информационных систем 21 века.

Почти неизвестный широкой общественности в России 2-3 года назад, сегодня он используется не только как технология магистральной передачи крупными операторами, но и как основа корпоративных сетей, сетей кампуса и даже локальных сетей отдельных организаций. Отсутствие рекламы, относительно высокая стоимость технических средств пока не сформировали устойчивый рынок АТМ-услуг не только в России, но и в развитых странах Европы, США. Технология все еще находится в стадии пилотной отработки по многим направлениям, включая не только технические, но и экономические аспекты. Однако понимание того, что будущее за АТМ, и высокое качество услуг этого стандарта заставляют уже сегодня Россию включиться в процесс его исследования, апробации и внедрения. Создание экспериментального АТМ-полигона в кампусе Московского университета явилось первым шагом в этом направлении. В рамках этого проекта предполагается создание магистральной сети кампуса МГУ на Воробьевых горах на основе волоконно-оптических линий, связывающих отдельно стоящие здания. Технология ATM выбрана в качестве основной, подразделения с небольшим трафиком получают подключение по Ethernet и Fast Ethernet, по мере роста возможностей и потребностей факультетов предусматривается их перевод на более скоростные технологии. В результате выполнения проекта будет создано около 30 узлов коммутации ATM внутриуниверситетской высокоскоростной опорной сети. Каждый узел будет являться центром коммутации как для соответствующего подразделения, так и для близлежащих зданий кафедр и лабораторий. Коммутационные узлы магистральной сети также являются центрами научно-информационного обслуживания коллабораций ученых по отдельным отраслям научных знаний (физика высоких энергий, телемедицина, физико-химическая газодинамика и др.).

Проект предусматривает расширение экспериментального сегмента ATM на Москву, построение сети ATM в кампусе МГУ на Моховой и его соединение с кампусом на Воробьевых горах, соединение с сегментами ATM Московской телекоммуникационной корпорации "Комкор" и рядом других. Предполагается также расширение исследовательского сегмента ATM за счет соединений с сетями регионов России (Екатеринбург, Новосибирск, Самара, Санкт-Петербург и др.) в рамках RBnet и Национальной сети для науки и высшей школы. Проектом предусматривается построение инфраструктуры для создания ATM-каналов в зарубежные сети.

Проект ориентирован на интеграцию и открыт к взаимодействию с аналогичными проектами построения высокоскоростных некоммерческих сетей, ведущимися по линии Миннауки РФ, Минобразования РФ, Международного научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований, других организаций в целях создания и развития российского сегмента мировой компьютерной сети Internet для эффективного использования информационных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов фундаментальной науки и образования. В результате выполнения проекта пользователи российских научно-образовательных сетей получат высокоскоростной доступ к информационным ресурсам факультетов и институтов МГУ.

В настоящее время в рамках проекта:

Тестирование экспериментального стенда, опытная эксплуатация сегментов АТМ в кампусе МГУ и в Москве (совместно с "Комкор") позволили получить ряд результатов. Практическая апробация отдельных стандартов, протоколов и других элементов технологии АТМ, в частности, показала следующее.

1. Протоколы

1.1. UNI 3.0/3.1

АТМ call setup реализуется без проблем. Не всегда обеспечивается согласование параметров интерфейса по количеству поддерживаемых VPI/VCI.

1.2. IISP

Статическая ручная конфигурация.

1.3. PNNI

PNNI роутинг.

Основная проблема - отсутствие полной реализации PNNI, который в основном поддерживает работу только в рамках одной peer-группы. Отсюда трудности при работе на больших топологиях (как сравнение с IP - роутинг нескольких автономных систем в одной OSPF иерархии). Тем не менее, следует отметить, что и текущие реализации позволяют работать с группами до 100 коммутаторов АТМ. Локальная для России проблема - отсутствие системы регистрации частных АТМ-префиксов. Для частных систем АТМ существуют два типа адресации: ICD (единый международный код) и DCC (разбиение по коду ISO страны). Сейчас работа отдельных сетей АТМ идет на ICD адресе какого-либо производителя АТМ-оборудования, а дальнейшая схема - на соглашении внутри группы.

PNNI контроль вызовов.

Непроверенным остается вопрос о скорости и качестве распространения информации о загрузке сети на разветвленных топологиях и то, как это влияет на маршрутизацию различных по классу соединений.

2. АТМ QoS (качество обслуживания)

2.1. Коммутаторы

Как правило, сегодняшние коммутаторы поддерживают CBR, VBR-RT, VBR-NRT, UBR. Модели, поддерживающие ABR, только начинают появляться. Отсутствуют также и конечные устройства (типа Cisco Catalyst 5xxx), способные передавать трафик от пользователя по соединениям типа ABR.

2.2. Конечные устройства

Достаточно грубые (с точки зрения различных не-АТМ пользователей) механизмы выбора трафик контракта (traffic contract), которые позволяют работать с точностью до каналов и не позволяют выделять в отдельный контракт трафик пользователя в общем канале.

Очень немногие устройства обеспечивают трафик шейпинг (traffic shaping), в основном это либо старшие модели роутеров/коммутаторов, либо специализированные устройства для трафик шейпинга. Здесь возникает проблема размещения точки шейпинга и политики сети в отношении потоков, превышающий трафик контракт. При "жестком" подходе, оконечное устройство само должно заботится о трафик шейпинге, а сеть - сбрасывать несоответствующие контракту ячейки при входе в сеть. Такой подход при отсутствии трафик шейпинг на конечном устройстве приводит к большому сбросу ячеек. При "мягком" подходе сеть пропускает внутрь себя превышающие параметры контракта ячейки, а сброс и буферизацию осуществляет только на загруженных участках сети. Это позволяет более эффективно работать конечным устройствам без трафик шейпинга. Однако тут встает вопрос о влиянии этой схемы на разные типы IP потоков.

По сути, это вопрос о передаче информации о QoS с уровня IP на уровень АТМ.

В докладе представлены и обсуждаются эти и ряд других результатов, полученных на экспериментальном АТМ-сегменте сети МГУ.