A különböző szintű internetszolgáltatók munkájának jellemzői
Szélessávú hálózati szűk keresztmetszetek vagy négy internetes probléma
A globális hálózatot gyakran úgy ábrázolták, mint egy felhő, amely magában foglalja az előfizetőt egy információforráshoz vagy egy másik felhasználóhoz. A valóságban a "felhő" -Internet számos autonóm hálózatot tartalmaz, amelyek mindegyike több IP-hálózattal rendelkezik a fővonalakon, átjárókon és routereken keresztül. A szolgáltatásokat a szolgáltatók három csoportja biztosítja: nemzetközi (Tier-I), nemzeti és regionális (Tier-2), valamint helyi (Tier-Z). A kölcsönhatás az első két osztály keresztül a hálózati hozzáférési pont (NAP) és a kölcsönös forgalmi csere (kukucskált pont) felár nélkül szolgáltatás alapján az egyenlő információcsere megállapodások - hajol (kukucskált).
Az internetforgalom többsége a gerinchálózaton keresztül kerül továbbításra, ami csökkenti az átutazási adatok számát (1. ábra). Kezdetben szinte az összes forgalom áthaladt két, az USA-ban található MAE-on. Később voltak további hozzáférési pontok a NAP-hoz, és a NAP és a MAE közötti különbséget fokozatosan törölték. Az NAP-ok egymáshoz kapcsolódnak az OS 12 (622 Mbit / s) és az OS48 (2,4 Gbit / s) nagysebességű csatornák között. A helyi ISP-hálózatok hálózatai az ún. Jelenlét-pontokban (POP) jelenhetnek meg. Ennek az elosztott struktúrának köszönhetően az internet viszonylag könnyű növekedni és méretezhető.
Ezt követően a forgalom - a IXP (Internet Exchange Point) - nyilvános forgalmi pontjai az Egyesült Államokon kívül megjelentek. Így az orosz szegmensben az internet már működik M9-IX (Moszkva) és SPB-IX (St. Petersburg). A megjelenésük miatt nem volt szükség az Egyesült Államokon keresztül az összes forgalom áthaladására.
A hálózati infrastruktúra általában:"első mérföld" - a hálózati szegmens az elsődleges információ forrásából (tartalomszolgáltató) a gerinchálózatig;
a "közép mérföld" (közép mérföld), amely összefüggésben van a nagysebességű információ áramlásával a gerinchálózaton keresztül;
Az "utolsó mérföld" a legnehezebb webhely a helyi ISP-től a végfelhasználóig.
A "mérföld" kifejezés az internet szegmenseinek kijelölésében meglehetősen feltételes, és nincs kapcsolatban az igazi távolságokkal, hanem csak azokat a problémákat tárja fel, amelyek akkor jelentkezhetnek, amikor egy információforrástól a címzettig terjedő forgalmat küldenek. Az interneten történő információszolgáltatás elve központosított. Amint a felhasználó létrehoz egy kapcsolatot az ISP hálózattal, automatikusan megkeresi a kiválasztott gazdagépet, függetlenül annak távolságától (2. ábra).
A gömb középpontjában egy olyan primer információforrás (tartalomszolgáltató) származik, amely a weboldal információtartalmát végzi. Az ilyen forrás általában ugyanazon a földrajzi ponton található, ahol a szolgáltatáskérések a világ minden tájáról származnak. a kapcsolat az egész hálózaton keresztül szerveződik, így minden szűk keresztmetszet lelassíthatja az információ átadását.
Ez az előfizetői hozzáférés - a hálózat leglassabb és egyúttal legsebezhetőbb eleme. Azonban, amint az „utolsó mérföld” lesz „telt”, előtérbe került a másik három összefüggő problémákat hálózati torlódást az „első mérföld” a hálózati hozzáférési pontok és a „középső mérföld”.
Nehézségek az út elején
Az egyetlen módja annak, hogy egy központosított szolgáltatási modellről egy elosztottra váltsunk, több szerverrel, amelyek különböző földrajzi helyeken találhatók. Két lehetőség van egy tartalomszolgáltató hálózat (CDN) felépítésére az elsődleges információforrásokból másodlagos forrásként. Az első (Conxion) olyan speciális információs központok létrehozását jelenti, amelyek a leginkább igénybe vehetik az ilyen szolgáltatásokat. Az információ kis számú szinkronizált szerveren tárolódik, és rendszeresen frissítik. Radikálisabb megoldás - „aktív szállítás” (Akamai Technologies) - épül a használata több szerverek (körülbelül 7500), található a határon az internet gerincét (olyan helyeken, ahol a helyi forgalom, a nemzeti), és így hozzáférhetővé sok felhasználó.
Peering és Equal Exchange
Az interneten ugyanolyan sikerrel működhetnek jól megalapozott szolgáltatók és kis operációs cégek. Az egymás közötti információcsere fizethető, akár ingyenesen, akár megfigyelési körülmények között. A hálózati hozzáférési pontok túlterhelése az internet második szűk keresztmetszete, azonban a megelőzés sokkal kereskedelmibb probléma, mint a technikai megoldás.
Kétféle hozzáférési pont létezik: nyilvános és privát. Ennek megfelelően a szolgáltatók megállapodást hoznak létre párosított megállapodások (magántulajdonú peering) vagy multilaterális (nyilvános megfigyelés) alapján. Kezdetben a kapcsolat sporadikus jellegű volt, és arról, hogy a bérlő csak a szomszédos hálózatok jelentős forgalmával állapodott meg.
Köztudott, hogy az állami, egyenrangú eredendően nem hatékony és társított számának növekedése az átvonulás a hálózat miatt érdekellentéten a szolgáltatók, mivel egyes szakosodott nemzetközi kommunikáció, míg mások - a regionális és a nemzeti, valamint mások közzétett információk a szerverén. Mindez elkerülhetetlenül a kölcsönös forgalom aszimmetriáját hozza létre. Kétféle hálózati forgalom létezik: belső és tranzit. Ha az első nem jelent problémát, a szabad információáramlás átutalás külföldi hálózat nem nyereséges senkinek (az átadás tranzit flow töltött online források, valamint a gazdasági motiváció meglehetősen gyenge). A helyzetet tovább bonyolítja a forgalom nettósítási mechanizmusát szabályozó szabványos eljárások hiánya.
A probléma számos kérdést érint: a minőség-ellenőrzés, a QoS, a csomagok elveszítésével kapcsolatos felelősségmegosztás stb. Ezeknek a nehézségeknek a elkerülése érdekében rendszerint közvetlen (peer-to-peer) megállapodást kötnek a forgalomcserére. Mindazonáltal a szolgáltatók közötti ilyen kapcsolat nem mindig állapítható meg. A közvetlen összeköttetéseket rendszerint nagy szolgáltatók szervezik, amelyek gyakran figyelmen kívül hagyják a kisvállalkozások érdekeit. A peer-to-peer megállapodásokkal való aláírás azt jelenti, hogy mindkét vállalat egyenlővé teszi a jogokat, így a kisebbek általában többet fizetnek a méltányos hozzáférésért. Ennek eredményeképpen az internet a nyilvános hálózaton fokozatosan kétszintű hálózattá válik, ahol a kiemelt (dedikált) csatornák a legnagyobb szolgáltatók számára vannak fenntartva. Ráadásul a közvetlen kapcsolatok még mindig nem oldják meg a hozzáférési pontok hálózati forgalmának aszimmetriáját.
Így az a tény, hogy bármely szolgáltató hálózatát összekapcsolják a nyilvános pontokkal, nem garantálja az átmenő forgalom továbbításának lehetőségét. Szükség van a kölcsönös információcserére vonatkozó megállapodás megkötésére, különben a közvetítés közvetítőkön keresztül történik. Az a tény, hogy a szerződéskötésről szóló megállapodás automatikusan meghatározza az éles útválasztók beállítását, amelyek csak a szerződésben meghatározott hálózati útvonalakat támogatják. A hozzáférés megtagadásának eredményeképpen a külföldi hálózatok csomagjait kijátszani kell, még akkor is, ha vannak szabad források.
A legrövidebb út nem mindig a legjobb
Az interneten a szállítási környezet gerinchálózat, amely routerekből áll, amelyeket nagysebességű optikai kábelek kapcsolnak egymáshoz. Minden útválasztó egységesen működik, és rendszeres időközönként egymás útján átirányítja az útválasztási információkat, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy "látják" a teljes hálózatot.
Különös veszélyt jelent a véletlenszerű hibák előfordulása az útválasztóban vagy hibák a konfiguráláskor. A nem megfelelő információk terjednek a hálózaton, és túlterhelik az egyes vonalakat. Hasonló probléma - "útvonalvadászat" - akkor fordul elő, amikor egy hibás router elkezdi az útvonalak frissítésével és a hálózaton keresztüli elküldésével kapcsolatos információkat generálni. A szomszédos útválasztók arra is kényszerülnek, hogy gyakran cseréljenek útválasztási táblákat, ami konfliktusokat okoz a hálózatban. Ennek eredményeként a szükséges sávszélesség iránti kérelem és a gerinchálózat tényleges rendelkezésre bocsátása közötti eltérés a túlterhelés oka. Lehetséges megoldani a felsorolt problémákat, de ehhez más, "intelligens" útválasztási protokollra van szükség, mint a legrövidebb út kiválasztásán alapuló algoritmus.
Koktél egy szalmán keresztül
A "semmi sem egyszerűbb és ugyanakkor semmi nehezebb, mint az előfizetői hozzáférés" a legpontosabban tükrözi az "utolsó mérföld" probléma lényegét. Valójában, ahhoz, hogy az internethez hozzáférjen, elegendő egy előfizető számára számítógép és olcsó modem vagy illesztő. De hogyan lehet "elérni" a legközelebbi hálózati kapcsolódási pontot?
A hozzáférési technológiák hatalmas változatossága ellenére a dial-up hozzáférés továbbra is a legkedveltebb megoldás az "utolsó utolsó mérföld", amelyet világszerte az előfizetők 79% -a használ (5. ábra). A diagram tükrözi az átlagadatokat, míg a felhasználók térbeli eloszlásának tényleges képét nem egységesíti. Például Moszkvában a magán- és a vállalati (kis- és középvállalkozások) 43% -ának 84% -a telefonos szolgáltatásokat használ az Egyesült Államokban - 17% és 12% között.
Azonban hiba lenne azt gondolni, hogy az alacsony sebességű csatornák gyors cseréje a szélessávú hálózaton keresztül minden megbetegedés számára csodaszer. Ha minden internet-felhasználó nagysebességű modemmel (kábel vagy xDSL) keresztül férhet hozzá az internethez, a másik három említett probléma a világhálót katasztrofálisan lelassítaná. Más szóval az internet ma olyan gyors, hogy milyen lassú az utolsó mérföld.