NSC Net

Сеть Интернет Новосибирского Научного Центра
NSC-Net

Техническая характеристика сети

Содержание

Общая информация

Локальная инфраструктура Сети Интернет Новосибирского научного центра СО РАН базируется кабельной сети СО РАН, имеющей звездообразную топологию с центральным узлом, расположенным в Институте вычислительных технологий СО РАН (см. схему).

На сегодняшний день система линейных кабельных сооружений ННЦ СО РАН представляет собой комплекс, состоящий более чем из 200 колодцев, связанных между собой кабельными каналами. Общая протяженность проложенных кабелей оценивается в 50 км. В качестве основных физических линий, обеспечивающих связь между зданиями институтов и подразделений СО РАН, используется два типа кабеля: высокочастотный кабель типа ЗКП 1*4*1.2 и телефонные кабели типа ТФ-ОП различной емкости (см. схему кабельных трасс).

Проведенные в основном за счет средств РФФИ работы по восстановлению кабельных каналов и прокладке новых трасс позволили обеспечить подключение практических всех институтов СО РАН, расположенных в Академгородке к центральному узлу маршрутизации по широкополосным каналам с пропускной способностью 2 Мбит/с. Применение технологии HDSL и линейного кодирования 2B1Q на кабельных трассах ТФ-ОП по двух- и четырехпроводным соединениям обеспечивает передачу данных со скоростью до 2 Мбит/с на расстояние до 7 км. Такие линии проложены до каждой организации ННЦ, расположенной в пределах Академгородка и в Правых Чемах.

Для подключения организаций, находящихся в ближайшем окружении Академгородка (Центральный сибирский ботанический сад, Институты Медицинской Академии и ряд других) в 1998 году арендованы у ГТС четырехпроводные соединения ТФ-ОП. Кроме проводных соединений в сети NSC эксплуатируются два RadioEhternet канала пропускной способностью 2 Мбит/с для связи с Институтами Медакадемии и ГНЦ "Вектор". В стадии запуска в эксплуатацию находится лазерный 2 Мбит/с канал для связи с ИХТТМ СО РАН, который расположен на расстоянии 5 км от центра сети NSC (см. схему внешних каналов сети NSC).

Связь с городскими организациями обеспечивается следующими линиями связи:

Радиорелейный канал на базе "Эриком-11" между центральным узлом сети и зданием ГПНТБ СО РАН, расположенным в 20 км от Академгородка. Пропускная способность этого канала составляет 2 Мбит/с.
Радиорелейный канал на базе "MINILINK-15" между центральным узлом сети и зданием НМТС, расположенным в 30 км от Академгородка. Пропускная способность этого канала составляет 2 Мбит/с. (канал находится в стадии запуска в эксплуатацию и предназначен для подключения к сети институтов СО РАН, расположенных в центре города).
Канал передачи данных с емкостью 2 Мбит/с на основе технологии Frame Relay, соединивший центральный узел сети с телефонной станцией АТС-23, расположенной в центре г. Новосибирска. Это позволило подключить к сети Областную библиотеку, Краеведческий музей, НГМИ и ряд других городских организаций в рамках проекта ИОО.

Учитывая потребности удаленных организаций, не имеющих в настоящее время подключения к кабельной сети ННЦ, и необходимость доступа к ресурсам сети отдельных пользователей, были арендованы коммутируемые линии городской телефонной сети и организована служба Dial-Up. Подключения к сети по такой технологии обеспечивают пропускную способность до 28.8 Кбит/с.

С целью отработки технологии сверхскоростной передачи данных ATM (155 Mbps) между Институтом вычислительных технологий (центр управления сети NSC) и Институтом автоматики и электрометрии создана АТМ инфраструктура (16 линий с пропускной способностью 155 Mbps), базирующаяся на многомодовом оптоволоконном канале передачи данных и пущен в эксплуатацию АТМ коммутатор типа ASX200BX.

Общая структура внутренних каналов сети NSC
Центральный узел маршрутизации
Подключение локальных сетей
Типовые схемы подключения организаций

Выход во внешний мир

Выход во внешний мир (в глобальный, российский и новосибирский) Интернет обеспечивается следующими каналами (см. схему):

Спутниковым каналам связи с Гамбургом через станцию спутниковой связи, которая установлена в рамках программы INTAS на территории ИЯФ СО РАН (см. раздел Система спутниковой связи). Суммарная емкость канала 960 Кбит/с. В настоящий момент этот канал в основном используется для передачи международного трафика.
Канал передачи данных с емкостью 256 Кбит/с на основе технологии Frame Relay с ТЦМС-8 и с дальнейшим выходом в сеть передачи данных RbNet. По данному каналу через точку присутствия ИОО на М9 (Москва) обеспечивается связь с маршрутизатором IP-провайдера сети NSC (Radio-MSU). Канал используется для передачи российского трафика.
В дальнейшем (после запуска в эксплуатацию узла сети NSC на НМТС) планируется использовать для выхода в RbNet 2 Мбит/с канал, предоставляемый радиорелейной линией "MINILINK-15" между центральным узлом сети и зданием НМТС, построенный в прошлом году.
2 Мбит/с канал сети NSC с Новосибирским государственным университетом для выхода в новосибирскую часть сети RunNet.
10 Мбит/с канал сети NSC с АО "Инфотека" для выхода в новосибирскую часть сети RELCOM.

Отметим, что организация наземного 2 Мбит/с канала Новосибирск-Москва рассматривается как перспективная цель (см. основные работы по проекту, планируемые на 1998 год.). Во-первых, такой канал, базируясь на федеральной коммуникационной магистрали сети RbNet (Находка-Новосибирск-Екатеринбург-Москва), будет использован для разделения внешнего трафика и организации комбинированного канала Новосибирск-Западная Европа. В результате на комбинированном канале будут получены пользовательские характеристики, соответствующие емкости спутникового канала с характерным для наземных линий временем реакции. Во-вторых, этот канал уже является резервным для спутникового канала.

Общая структура внешних каналов сети NSC

Система спутниковой связи

Для подключения к глобальному Интернету используется спутниковая система, обеспечивающая канал передачи данных Новосибирск-Гамбург. Система работает в C-диапазоне с российским спутником "Радуга-35", оснащена антенной диаметром 4.8 м и передатчиком мощностью до 40 Вт, что позволяет иметь емкость канала до 2 Мбит/с. На станции установлен спутниковый модем SM-2900, позволяющий увеличить емкость канала до максимальных значений.

В настоящее время используется асимметричная конфигурация канала: 704 Кбит/с для приема информации и 256 Кбит/с на передачу.

В системе используется два маршрутизатора фирмы Cisco Systems. Спутниковый модем подключен к маршрутизатору Cisco-2501, принадлежащему автономной системе провайдера канала (Radio-MSU). Второй маршрутизатор (Cisco-4000M) используется для подключения сети NSC к выделенному сегменту локальной сети ИЯФ СО РАН. Этот маршрутизатор связан с центральным узлом сети NSC двумя каналами Е1.

При проектировании системы доступа к спутниковому каналу специальное внимание было уделено получению устойчивой системы, мало зависящей от существующих в локальной сети ИЯФ СО РАН потоков данных. Для этого сегмент локальной сети, пропускающий внешний трафик Проекта, был максимально изолирован от основной локальной сети Института с помощью коммутатора Ethernet. На этом сегменте были оставлены только необходимые для поддержания функционирования системы подключения. Ограничение трафика в выделенном сегменте только внешним трафиком позволило заметно снизить количество коллизий в сети и количество ошибочных пакетов.

Система сбора и анализа статистики внешнего трафика сети NSC реализована на рабочей станции, подключенной к выделенному сегменту локальной сети ИЯФ СО РАН. Статистика собирается в виде почасовых отчетов, включающих адреса машин и порты/протоколы, содержащиеся в каждом передаваемом/принимаемом пакете. Ежемесячный объем собираемых статистических данных превышает 50 Мбайт.

Поскольку начальная емкость канала (2*64 Кбит/с, оплачиваемая по программе INTAS) была заведомо недостаточной для потребностей сети NSC, заключен трехсторонний договор между ИВТ СО РАН, ИЯФ СО РАН и Инженерным центром спутниковой связи - спутниковым провайдером, в соответствии с которым СО РАН приняло на себя расходы по оплате расширения канала (15*64 Кбит/с) и аренде спутниковых модемов.

В настоящий момент, ввиду окончания проекта INTAS, все расходы, связанные с арендой канала и модемов, идут за счет средств выделяемых ИВТ СО РАН со стороны СО РАН и МинНауки.

Распределение затрат

Если не учитывать капитальные затраты Сибирского Отделения РАН на строительство системы кабельных коммуникаций (см. схему кабельных трасс), то основные затраты по созданию и эксплуатации сети NSC за все время работ с 1994 по 1997 год примерно распределились следующим образом:

Следует отметить, что финансирование со стороны МинНауки (в рамках межведомственной программы) началось с 1997 года и полученные средства использовались только на аренду спутникового канала Новосибирск-Гамбург.

На средства, полученные по программе INTAS и ИЯФ СО РАН, была установлена спутниковая антенна и содержится спутниковый узел связи сети NSC в ИЯФ СО РАН. Частично (2 симплекса по 64 Кбит/с с начала работы канала в 1995 году по ноябрь 1997 года) за счет этих средств оплачивался спутниковый канал с немецкой стороны.

Полученные средства были использованы на приобретение оборудования и следующие виды работ:

Оборудование	ИОО-МНФ РФФИ
Аренда каналов	СО РАН МинНауки ИОО-МНФ INTAS РФФИ
Восстановление и строительство новых каналов связи	СО РАН РФФИ
Ремонтно-профилактические работы	СО РАН РФФИ
Эксплуатационные расходы	ИОО-МНФ СО РАН

Средства РФФИ использовались на оплату аренды каналов и ремонтные работы только в 1996 году из-за нехватки средств, выделенных СО РАН.

Следует отметить, что для нормальной эксплуатации сети значительные финансовые ресурсы необходимы для оплаты арендуемых каналов. Такими каналами в настоящее время являются: спутниковый канал (и спутниковые модемы) Новосибирск-Гамбург, Frame Relay каналы Академгородок-Новосибирск, выделенные телефонные линии ГТС, используемые городскими и близлежащими организациями и коммутируемые телефонные линии ГТС, используемые для службы Dial-Up. К сожалению средств, выделяемых МинНауки, не хватает даже для полной оплаты спутникового канала.

Распределение трафика

В настоящий момент средняя загрузка внешних каналов составляет около 98%. Около 20% трафика приходится на proxy-сервер сети NSC, обслуживающий все организации и экономящий более 30% общего внешнего трафика.

Ниже представлены диаграммы распределения внешнего трафика:

По регионам

По используемым прикладным протоколам

По организациям

Что касается исходящего трафика, то здесь статистика собирается по конкрентым серверам. Например, объем информации ежедневно скачиваемой с WWW сервера Сибирского отделения в ноябре 1997 года превысил 25 Мбайт. Примерное распределение по запросам приведено на следующей диаграмме:

По суммарной статистике за 1997 год через спутниковую антену (в основном зарубежный трафик - для российского использовался наземный канал RbNet) в прямои и обратном направлении было передано более 1 000 000 Мбайт данных (в среднем около 4 Гбайт в сутки). Распределение трафика по организациям сети NSC представлено на следующей диаграмме: