Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое backhaul, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое backhaul, транспортная сеть связи, опорные сети интернета, опорная сеть, устойчивость сети связи , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Компьютерные сети.
опорная сеть Интернета (англ. Internet backbone) — главные магистрали передачи данных между огромными, стратегически взаимосвязанными сетями и основными маршрутизаторами в Интернете. Эти магистрали передачи данных контролируются коммерческими, государственными, научными и другими высокопроизводительными центрами, точками обмена трафиком и точками доступа к сети, которые обмениваются интернет-трафиком между странами и континентами. Интернет-провайдеры (часто Tier-1-операторы) участвуют в обмене трафиком опорной сети Интернета с помощью частным образом заключенных соглашений о соединениях сетей, главным образом по принципу пиринга.
Магистральная сеть связи — транспортная телекоммуникационная инфраструктура для предоставления услуг связи. Как правило, магистральная сеть связи выстраивается на собственных или арендованных волоконно-оптических линиях с использованием высокоскоростного или низкоскоростного канального оборудования связи.
Опорная сеть Интернета может быть определена по основным маршрутам передачи данных между крупными, стратегически взаимосвязанными компьютерными сетями и основными маршрутизаторами в сети Интернета . Эти маршруты передачи данных, размещенные в коммерческих, государственных, академических и других сетях с высокой пропускной способностью центрами, а также точками обмена трафика и точками доступа к сети , что обмен интернет - трафик между странами, континенты и через океаны. Провайдеры интернет-услуг , часто сети уровня 1 , участвуют в магистральном интернет-трафике на основе заключенных в частном порядке соглашений о межсетевом соединении., в первую очередь, регулируется принципом пиринга без расчетов .
Интернет и, следовательно, его магистральные сети не полагаются на централизованное управление или координацию, а также не реализуют какие-либо глобальные сетевые политики. Устойчивость результатов Интернетов от его основных архитектурных особенностей, в первую очередь идея размещения в нескольких сетевых государственных и контрольных функциях , как это возможно в сетевых элементах и вместо того, чтобы полагаться на концах связи для обработки большей части обработки для обеспечения целостности данных, надежность и аутентификация. Кроме того, высокая степень избыточности современных сетевых каналов и сложные протоколы маршрутизации в реальном времени обеспечивают альтернативные пути обмена данными для балансировки нагрузки и предотвращения перегрузок.
Крупнейшие провайдеры, известные как провайдеры уровня 1, имеют настолько обширные сети, что не приобретают транзитные соглашения у других провайдеров. По состоянию на 2019 год в телекоммуникационной отрасли насчитывалось шесть провайдеров уровня 1: CenturyLink (уровень 3) , Telia Carrier , NTT , GTT , Tata Communications и Telecom Italia .
Карта мировых подводных цифровых кабелей (2015)
Карта подводных кабелей 2016 года
Прокладка основных подводных кабелей, которые служат физической инфраструктурой Интернета
Магистраль Интернета состоит из множества сетей, принадлежащих множеству компаний. Магистральные оптоволоконные линии состоят из множества оптоволоконных кабелей, связанных для увеличения пропускной способности или пропускной способности. Оптоволоконная связь остается предпочтительным средством связи для магистральных интернет-провайдеров по нескольким причинам . Волоконно-оптические волокна обеспечивают высокую скорость передачи данных и широкую полосу пропускания , они подвержены относительно небольшому затуханию , что позволяет им покрывать большие расстояния с небольшим количеством повторителей , а также они невосприимчивы к перекрестным помехам и другим формам электромагнитных помех, мешающих передаче электроэнергии. Протоколы маршрутизации в реальном времени и резервирование, встроенные в магистраль, также могут перенаправлять трафик в случае сбоя. Скорость передачи данных по магистральным линиям со временем увеличивалась. В 1998 году все магистральные сети США использовали самую низкую скорость передачи данных 45 Мбит / с. Однако технологические усовершенствования к середине 2000-х позволили 41% магистральных сетей иметь скорость передачи данных 2488 Мбит / с или выше.
Первые компьютерные сети с коммутацией пакетов, NPL и ARPANET, были соединены между собой в 1973 году через Университетский колледж Лондона . В ARPANET используется магистраль маршрутизаторов, называемая процессорами интерфейсных сообщений . Другие компьютерные сети с коммутацией пакетов быстро распространились, начиная с 1970-х годов, в конечном итоге приняв протоколы TCP / IP или замененные более новыми сетями. Национальный научный фонд создал сеть Национального научного фонда (NSFNET) в 1986 году, профинансировав шесть сетевых сайтов, использующих межсетевые соединения со скоростью 56 кбит / с , с пирингом к ARPANET. В 1987 году эта новая сеть была модернизирована до 1,5 Мбит / с. Ссылки T1 для тринадцати сайтов. Эти сайты включали региональные сети, которые, в свою очередь, соединяли более 170 других сетей. IBM , MCI и Merit модернизировали магистраль до полосы пропускания 45 Мбит / с ( T3 ) в 1991 году. Комбинация ARPANET и NSFNET стала известна как Интернет. Через несколько лет доминирование магистральной сети NSFNet привело к выводу из эксплуатации резервной инфраструктуры ARPANET в 1990 году.
На заре Интернета магистральные провайдеры обменивались своим трафиком в спонсируемых государством точках доступа к сети (NAP), пока правительство не приватизировало Интернет и не передало NAP коммерческим провайдерам. [
Из-за перекрытия и синергии между сетями дальней телефонной связи и магистральными сетями крупнейшие операторы междугородной телефонной связи, такие как AT&T Inc. , MCI (приобретенная в 2006 году Verizon ), Sprint и CenturyLink, также владеют одними из крупнейших магистральных сетей Интернета. сети. Эти магистральные провайдеры продают свои услуги интернет-провайдерам (ISP).
Каждый интернет-провайдер имеет свою собственную сеть на случай непредвиденных обстоятельств и имеет внешнее резервное копирование. Эти сети переплетены и пересекаются, чтобы создать резервную сеть. Многие компании используют свои собственные магистральные сети, которые связаны между собой в различных точках обмена интернет-трафиком (IXP) по всему миру. Для того, чтобы данные перемещались по этой сети, необходимы магистральные маршрутизаторы - маршрутизаторы, достаточно мощные для обработки информации - в магистральной сети Интернета и способные направлять данные на другие маршрутизаторы, чтобы отправлять их в конечный пункт назначения. Без них информация была бы потеряна. [10
четверка крупнейших IT-компаний в лице Amazon, Google, Microsoft и Facebook дошли до того, что начали вкладываться не только в непосредственно дата-центры и серверы, но и в сами магистральные кабели — то есть зашли на территорию, которая традиционно являлась зоной ответственности совершенно иных структу
Во-первых, IT-гиганты занялись прокладкой собственных магистральных сетей ради увеличения связности элементов внутренней инфраструктуры компаний на разных континентах. Именно по причине ранее упоминаемого пинга в почти полсекунды между двумя противолежащими точками земного шара, IT-компаниям приходится изощряться в вопросах обесепечения стабильности работы своего «хозяйства». Наиболее остро эти вопросы стоят перед Google и Amazon; первые начали прокладку собственных сетей еще в 2014 году, когда решили «прокинуть» кабель между восточным побережьем США и Японией для соединения своих дата-центров, о чем тогда писали на Хабре. Только для соединения двух отдельных дата-центров, поисковой гигант был готов потратить $300 млн и протянуть около 10 тыс. километров кабеля по дну тихого океана.
Если кто-то не знал или забыл, то подводная кабелеукладка — это квест повышенной сложности, начиная от погружения армированных конструкций диаметром до полуметра в прибрежных зонах и заканчивая бесконечной ландшафтной разведкой для укладки основной части магистрали на глубине от нескольких километров. Когда же речь идет о Тихом океане, то сложность лишь возрастает пропорционально глубине и количеству горных кряжей на океанском дне. Для подобных мероприятий нужны специализированные суда, специально обученная команда специалистов и, по сути, несколько лет напряженной работы, если рассматривать укладку от этапа проектирования и разведки, до, собственно, окончательного ввода участка сети в эксплуатацию. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Плюс, сюда можно добавить согласование работ и постройку ретрансляционных станций на берегу с местными правительствами, работу с экологами, которые следят за сохранением наиболее обитаемой прибрежной линии (глубина <200 м) и так далее.
Возможно, за последние годы в эксплуатацию были введены новые суда, но еще пять лет назад на основные кабелеукладчики той же Huawei (да, китайская компания один из лидеров этого рынка), была солидная очередь на много месяцев вперед. На фоне всей этой информации активность технологических гигантов в этом сегменте выглядит все интереснее и интереснее.
Официальная позиция всех крупных IT-компаний: обеспечение связности (независимости от общих сетей) их дата-центров. А вот как выглядят подводные карты разных игроков рынка согласно данным telegeography.com:
Как видно на картах, наиболее впечатляющие аппетиты не у Google или Amazon, а у Facebook, которая давно перестала быть «просто социальной сетью». Также прослеживается явный интерес всех крупных игроков к азиатско-тихоокеанскому региону, и только Microsoft еще тянется к Старому свету. Если банально посчитать отмеченные магистрали, то можно узнать, что только эта четверка компаний являются совладельцами либо полными собственниками 25-ти уже построенных или окончательно запланированных к прокладке магистральных линий, большинство из которых тянутся в сторону Японии, Китая и всей Юго-Восточной Азии. При этом мы приводим только статистику по упоминаемой ранее четверке IT-гигантов, а кроме них активно строят собственные сети еще Alcatel, NEC, Huawei и Subcom.
Сейчас мы наблюдаем за зарождением интернета новой формации, по сути, мировой корпоративной сети. Если вспомнить, что на Amazon, Google, Facebook и Microsoft приходится минимум половина мирового потребления трафика (хостинг Amazon, поиск и сервисы Google, социальные сети Facebook и Instagram и десктопы под управлением Windows от Microsoft), то нужно доставать уже вторую шапочку. Потому что в теории, , если проекты вида Google Fiber (это тот, в котором Google попробовала себя в качестве провайдера для населения) будут появляться в регионах, то сейчас мы наблюдаем зарождение второго интернета, который пока сосуществует вместе с уже построенным.
Во время египетской революции 2011 года правительство Египта отключило четыре основных провайдера 27 января 2011 года примерно в 17:20 EST. [12] Очевидно, сети не были физически прерваны, так как транзитный трафик Интернета через Египет не пострадал. Вместо этого правительство отключило сеансы протокола пограничного шлюза (BGP), объявляя локальные маршруты. BGP отвечает за маршрутизацию трафика между интернет-провайдерами. [13]
Только одному из интернет-провайдеров Египта было разрешено продолжить работу. ISP Noor Group обеспечивала подключение только к фондовой бирже Египта, а также некоторым правительственным министерствам. [12] Другие интернет-провайдеры начали предлагать бесплатный коммутируемый доступ в Интернет в других странах. [14]
Европа вносит основной вклад в рост международной магистрали, а также вносит вклад в рост пропускной способности Интернета. В 2003 году на Европу приходилось 82 процента мировой международной пропускной способности. [15] Компания Level 3 Communications начала запуск линейки услуг выделенного доступа в Интернет и виртуальных частных сетей в 2011 году, предоставляя крупным компаниям прямой доступ к магистрали 3-го уровня. Подключение компаний напрямую к магистральной сети обеспечит предприятиям более быстрый доступ в Интернет, что удовлетворяет большой рыночный спрос. [16]
В некоторых странах Кавказа очень простые магистральные сети; Например, в 2011 году женщина из Грузии проткнула лопатой магистральный оптоволоконный кабель и покинула соседнюю страну Армению без доступа в Интернет на 12 часов. С тех пор в стране произошли серьезные изменения в оптоволоконной магистральной инфраструктуре, но прогресс идет медленно из-за отсутствия государственного финансирования. [17]
Магистральная сеть Интернета в Японии должна быть очень эффективной из-за высокого спроса на Интернет и технологии в целом. В 2009 году в Японии было более 86 миллионов пользователей Интернета, а к 2015 году прогнозировалось, что число пользователей Интернета увеличится почти до 91 миллиона. Поскольку в Японии существует потребность в оптоволоконном соединении для дома, Япония рассматривает возможность использования оптоволоконной магистрали Nippon Telegraph и Телефон (NTT), внутренний магистральный оператор, чтобы предоставлять эту услугу по более низким ценам. [18]
В некоторых случаях компании, которым принадлежат определенные участки физической инфраструктуры магистрали Интернета, зависят от конкуренции, чтобы поддерживать прибыльность рынка Интернета. Это особенно заметно в Китае . Поскольку China Telecom и China Unicom в течение некоторого времени выступали единственными поставщиками Интернет-услуг в Китае, более мелкие компании не могут конкурировать с ними в переговорах по расчетным ценам за межсетевое соединение, которые обеспечивают прибыльность интернет-рынка в Китае. Такое введение дискриминационных цен со стороны крупных компаний приводит затем к неэффективности рынка и стагнации и, в конечном итоге, влияет на эффективность магистральных сетей Интернета, обслуживающих страну
Связь между Китаем и остальным миром проходит исключительно через «специальные серверы». Они находятся в установленных законом точках обмена трафиком.
Оборудование принадлежит шести компаниям. Наиболее крупные: China Telecom и China Unicom.
Полный список:
Все из них так или иначе аффилированы государством.
Интернет-шлюзы разделены на несколько уровней:
В 2015 году из-за ежегодного роста трафика на 10-15% пришлось построить еще 7 backbone-узлов в городах Чэнду, Ухань, Сиань, Шэньян, Нанкин, Чунцин, и Ченджоу, часть узлов «подняли» с уровня Core Level до National, часть построили заново.
Глобальная связность выглядит так:
Китайские интернет-провайдеры используют разные подходы к блокировке контента. Например, два крупнейших китайских интернет-провайдера China Telecom и China Unicom по-разному расставляют трафик-фильтры.
CNC Group ( China Unicom) размещает большинство своих фильтров на магистрали, ChinaNet ( China Telecom), в силу колоссального объема китайского трафика, размещает фаерволы в основном на собственных региональных сетях.
Другие мелкие провайдеры «регионального значения» и нишевые ISP (Internet service provider) не фильтруют трафик, но для передачи межграничного трафика могут подключаться только к шести операторам.
Для блокировки интернет-контента используются несколько механизмов:
Магистральные сети связи в России делятся на два сегмента:
Крупнейшие магистральные операторы связи в России по состоянию на декабрь 2011 года :
| № | Оператор связи | Протяженность сети (тыс. км) | Карта сети |
|---|---|---|---|
| 1 | «Ростелеком» | 500 | См. |
| 2 | «Мобильные ТелеСистемы» | 243 | |
| 3 | «ВымпелКом» | 183 | См. |
| 4 | «МегаФон» (с учетом сетей «Синтерры») | 136 | См. |
| 5 | «ТрансТелеКом» | 78 | См. |
| 6 | «RetnNet» | 42 (8,562 в РФ, route miles metric, 2014) | См. |
| 7 | «Старт Телеком» | 16 | См. |
| 8 | «Зуммер» | 13,8 | См. |
| 9 | «Раском» | 17 (4,4 в РФ) | См. |
| 10 | «TeliaSonera» | 2 | См. |
| 11 | АО «Квантум» | 1,5 |
В 1995 году была создана международная магистральная сеть для обмена мультивещательным трафиком Mbone[en]. На ее основе с 1997 до 2008 работала система виртуальных комнат видео-конференций.
Рядом с российским сегментом интернета располагаются крупнейшие в мире сетевые хабы. Самая близкая географически и, по стечению обстоятельствам, самая крупная в мире из точек обмена трафиком — DE-CIX во Франкфурте. Сюда подключены три крупнейших российских оператора обмена трафиком MSK-IX (2 Тбита/с), Data-IX (2 Тбита/с), W-IX (1 Тбит/с), со средней нагрузкой 3,2 Гбита/с.
На карте магистральных сетей «Ростелекома» и карте международного магистрального оператора RETN показано, по каким каналам российский сегмент подключается к крупнейшим мировым точкам обмена. Обозначена и новая быстрая линия «Ростелекома» из Москвы во Франкфурт.
Карта магистральных сетей «Ростелекома»
Карта магистральных сетей RETN
Для обмена трафиком операторы могут заключать соглашения друг с другом или выбрать более продвинутый пиринг вроде W-IX. Эта система работает внутри одного города на втором уровне, и связь между участниками осуществляется, как и в любом другом пиринге, напрямую. В то же время, через роут-сервер осуществляется связь со всеми другими точками обмена трафиком, в которых W-IX является участником.
W-IX
W-IX имеет свои международные каналы между крупнейшими точками обмена трафиком.
W-IX
Эксперты отмечают, что в последние годы наметилась некоторая тенденция к локализации трафика, когда серверы размещают внутри национальных границ той страны, где находится основная аудитория. В пользу локализации играет распространение CDN-сервисов и меры информационной безопасности, связанные с угрозой утечек конфиденциальной информации. Сейчас не только Россия, но и другие страны рассматривают законы, обязывающие хранить конфиденциальную информацию (в том числе финансового и медицинского характера) только внутри страны.
К счастью, требования локализации затрагивают только ограниченное количество веб-сайтов, так что интернет-компании по-прежнему могут выбрать место хостинга исходя из собственных потребностей. Размещение серверов рядом с глобальными сетевыми хабами делает серверы доступнее для глобальной аудитории и выходит гораздо дешевле, потому что вокруг хабов концентрируется вся соответствующая сетевая инфраструктура, в том числе дата-центры и хостинг-провайдеры.
Для организации информационного обмена между отдельными локальными и глобальными сетями развертывается транспортная сеть (ТС) реализующая сервисы транспортировки информационных потоков между отдельными абонентами, а так же предоставление информационных сервисов (таких как: радио, ТВ, факсимильная связь и др.) потребителям.
транспортная сеть связи (backhaul) — это совокупность ресурсов, выполняющих функции транспортирования в телекоммуникационных сетях. Она включает не только системы передачи, но и относящиеся к ним средства контроля, оперативного переключения, резервирования, управления.
Рисунок 13.1 - Телекоммуникационная сеть состоящая из магистральной транспортной сети и абонентов, подключенных к ней через сети доступа
Как правило, транспортные сети разворачиваются в национальном масштабе. В РФ такой транспортной системой является взаимоувязанная сеть связи РФ (ВСС).
Взаимоувязанная сеть связи России сегодня представляет собой совокупность сетей (рис. 13.2):
При этом главная составляющая ВСС - сети связи общего пользования, открытые для всех физических и юридических лиц на территории России.
Рисунок 13.2 - Структура ВСС РФ
Организационно ВСС - это совокупность взаимоувязанных сетей электросвязи, находящихся в ведении различных операторов связи как юридических лиц, имеющих право предоставлять услуги электросвязи. Архитектура ВСС РФ приведена на рис. 13.3.
Взаимоувязанная сеть связи, как система связи, представляет собой иерархическую трехуровневую систему:
Услуги электросвязи предоставляются пользователям посредством оконечного оборудования сетей электросвязи. Телефонная связь, передача данных, телеграфная связь, передача газет, распределение программ телевизионного и звукового вещания, видеотелефонные сети - все эти системы электросвязи общего пользования входят в структуру ВСС в качестве вторичных сетей.
Помимо сетей электросвязи общего пользования в состав ВСС входят также вторичные сети организованные различными ведомствами, корпорациями и коммерческими кампаниями. К таким сетям относятся:
Рисунок 13.3 - Архитектура ВСС
При построении вторичных сетей используются различные типы телекоммуникационных технологий, обеспечивающих эффективное использование каналов и типовых трактов, выделенных из состава первичной сети в данную вторичную сеть. К телекоммуникационным технологиям вторичных сетей относятся:
Помимо перечисленных последние годы активно внедряются новые более эффективные технологии построения вторичных сетей, которые относятся к телекоммуникационным технологиям интегрального типа. Эти технологии обеспечивают совместную передачу сообщений различных видов информации: речи, данных, факсимильной и видео информации, включая передачу телевизионных программ и т.д. К таким прогрессивным технологиям в настоящее время получившим наибольшее распространение относятся: ATM, Ethernet-Gb, ISDN и FrameRelay.
Для примера на рис. 13.4 приведена транспортная сеть «ТрансТелеком» в составе ВСС представляющая собой магистральную цифровую сеть связи Российских железных дорог, а также опирающиеся на ее ресурсы сеть MPLS IP и сети доступа, интегрированные в единую взаимоувязанную мультисервисную сеть. Базовой технологией для построения магистральной первичной сети выбрана SDH-технология.
Рисунок 13.3 - Магистральная сеть «ТрансТелеком»
Основная задача ВСС - транспортная, т. е. передача сообщений от его источника к получателю. Конечным результатом функционирования ВСС являются услуги связи, предоставляемые пользователям.
Показатели, характеризующие функционирование ВСС:
Системы связи могут обеспечить защиту информации от ряда угроз ее безопасности (блокирование, несанкционированный доступ на отдельных элементах сети и др.). Ответственность за общее решение вопросов безопасности информации (обеспечение свойств конфиденциальности, целостности и доступности) возлагается на пользователя (собственника информации).
устойчивость сети связи - это ее способность сохранять работоспособность в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов. Она определяется надежностью, живучестью и помехоустойчивостью сети.
Для повышения устойчивости сетей ВСС используются различные меры:
Выводы из данной статьи про backhaul указывают на необходимость использования современных методов для оптимизации любых систем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое backhaul, транспортная сеть связи, опорные сети интернета, опорная сеть, устойчивость сети связи и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Компьютерные сети
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Компьютерные сети
Термины: Компьютерные сети