Student World

Chování současného internetu všichni známe: Zpoždění při doručování paketů často významně kolísá, zejména při větším zatížení sítě. Určité kategorii aplikací, jako jsou například přenosy hlasu či videa, takové chování vadí. Americký recept – zvýšit přenosovou kapacitu – často pomůže, ne však v případě, kdy aplikace má extrémní přenosové nároky.
Mezi stávajícími uživateli internetu lze najít tři skupiny s odlišným charakterem požadavků na přenosový systém. Typickými představiteli první skupiny jsou individuální domácí uživatelé, kteří zpravidla přenášejí menší objemy dat, zato ale z nejrůznějších míst. Pro ně je současná podoba internetu ideální.
Do druhé skupiny lze zařadit připojené větší instituce (případně i virtuální), které často nasazují distribuované aplikace. Jejich datové toky jsou větší a ustálenější. Většina provozu zůstává uvnitř instituce, ale potřebují také volný přístup k náhodným místům ve "vnějším" internetu.
Zástupců třetí skupiny je velmi málo – patří sem především špičkové vědecké experimenty přenášející obrovské objemy dat. Typickým příkladem je sběr dat ze vzdáleného zařízení. Tím pochopitelně není míněn snímač, z nějž jsou jednou za pět minut odečteny dvě-tři hodnoty, ale třeba radioteleskop produkující trvalý datový tok o objemu několika Gb/s. Příslušníky této skupiny lze charakterizovat následovně: Je jich velmi málo, jejich datové toky jsou dlouhodobé, víceméně konstantní a velmi objemné. A právě pro jejich potřeby vzniká síť TransLight…

Dostatek optiky

Jedná se o plně optickou síť, která svým uživatelům nabízí vyhrazené optické spoje z místa na místo. TransLight umožňuje vytvořit pro vědecký tým optickou trasu, která propojí zpracovávající superpočítač se vzdáleným zařízením a bude sloužit výlučně pro přenos dat mezi nimi. Tím je zaručeno, že zpoždění dat bude minimální a navíc prakticky neměnné.
Vznik podobně koncipované sítě umožnil především nástup technologie DWDM, která umožňuje po jednom optickém vlákně přenášet několik navzájem zcela nezávislých světelných signálů, každý s jinou vlnovou délkou (právě podle vlnové délky se těmto nezávislým signálům říká lambdy). Díky DWDM a intenzivnímu pokládání dalších a dalších optických kabelů je optických tras najednou dostatek, místy až nadbytek, a lze uvažovat o krátkodobém až střednědobém přidělení vyhrazené trasy aplikaci, která podobný luxus potřebuje.
Mechanismy pro sestavování tras na žádost teprve vznikají. Velké naděje se vkládají především do GMPLS, které využívá pro tyto účely některé prvky z MPLS a snaží se tak "recyklovat" již existující technologie. Ani po jeho nasazení však nelze očekávat, že by vytvoření trasy bylo ďábelsky rychlé. Proto má podobný přístup smysl jen pro přenosy, které mezi danými dvěma body trvají delší dobu (minuty, hodiny, dny,…).
Také z výše uvedených důvodů je TransLight koncipován jako doplněk k existujícím sítím, nikoli jako jejich náhrada. Jeho cílem je stáhnout na sebe velké přenosy aplikací třetí skupiny, které by v běžném internetu byly zcela nerealizovatelné, nebo by měly značně devastující účinek na veškerý ostatní provoz. Tímto způsobem je lze obsloužit s podstatně menšími náklady.
Zajímavé je i organizační uspořádání TransLightu. Jedná se totiž o příklad sítě budované zdola. Vzniká iniciativou zapojených institucí, z nichž každá do společného projektu vloží určitá vlákna či lambdy a dá je k dispozici pro společné experimenty. Jednotlivé části TransLightu tedy financují zúčastněné instituce, ale využívat je mohou všichni.

Topologie sítě Translight

Klíčovou roli v současném TransLightu hrají dvě velká mezinárodní centra: Chicago (odkud vychází americký StarLight) a Amsterdam (na nějž navazuje nizozemský NetherLight). Valná většina mezinárodních tras končí v jednom z těchto center.
Do projektu je zapojena i Česká republika. Naše navazující optická síť se jmenuje CzechLight a provozuje ji sdružení Cesnet v rámci výzkumného záměru "Optická síť národního výzkumu a její nové aplikace". Síť je teprve v začátcích – do provozu byla uvedena v loňském roce. Na mezinárodní infrastrukturu se napojuje v Amsterdamu a nejvýznamnějším současným uživatelem je Fyzikální ústav AV ČR, který si jejím prostřednictvím vyměňuje velké objemy dat se švýcarským CERNem. V letošním roce by mělo dojít k jejímu rozšíření do dalších měst a k napojení gridů (distribuovaných výpočetních systémů).

Paralelní síť?

TransLight představuje nový přístup ke stavbě vysokorychlostních sítí. Nestaví se do role předobrazu budoucího univerzálního internetu, ale snaží se vyhovět jasně definované skupině aplikací s extrémními nároky. Zda se tento přístup osvědčí a vedle internetu vznikne paralelní infrastruktura pro nejnáročnější přenosy, to ukáže teprve čas.
Další informace o projektu naleznete např. na stránkách http://www.startap.net/translight/.
(Poznámka redakce: Projektem, který úzce souvisí se sítí Translight, je tzv. GLIF neboli Global Lambda Integrated Facility. Zhruba se dá říci, že TransLight je vlastní experimentální sítí, GLIF je organizace fungující "nad ní").

Slovníček
MPLS – Multi-Protocol Label Switching – Metoda směrování dat, kdy jsou v síti vytvářeny přepravní trasy a datové pakety jsou pak přepravovány vysokou rychlostí podle značek určujících jejich příslušnost k jedné z tras.
GMPLS – Generalized Multi-Protocol Label Switching – Zobecnění MPLS a použití jeho mechanismů pro dynamické vytváření fyzických přepravních tras (nejčastěji optických okruhů).
DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing -Technologie pro přenos několika nezávislých signálů po jednom optickém vlákně. Signály používají světlo různých vlnových délek (barev) a jsou skládány a rozkládány na principu optického hranolu.

autor Pavel Satrapa