14 Projekt GN2

Soustavný rozvoj evropské infrastruktury propojující sítě národního výzkumu (jako je i CESNET2) je strategickým zájmem Evropské Unie a je již od roku 1996 postupně podporován prostřednictvím rámcových programů EU. V září roku 2004 úspěšně skončil čtyřletý projekt Géant a již od 9. září téhož roku začalo konsorcium třiceti dvou organizací budovat evropskou páteřní síť nové generace. Projekt nese název Multi-Gigabit European Academic Network, veřejnosti však patrně bude známější pod zkratkou GN2. Na jeho řešení se podílejí organizace zabývající se problematikou vysokorychlostních sítí pro vědu a výzkum, koordinátorem je společnost DANTE Ltd. Pro potřeby výzkumu, vývoje a vzdělávání by tak mělo být nejpozději na konci projektu v roce 2008 k dispozici komunikační prostředí, které bude schopno uspokojit požadavky vědecké komunity od zajištění mobility v evropském výzkumném prostoru (European Research Area - ERA) po poskytování vyhrazených vysokokapacitních spojení mezi konkrétními koncovými zařízeními. Celkový plánovaný rozpočet projektu GN2 činí cca 180 miliónů Euro, přičemž EU přispěje 93 milióny Euro.

14.1 Síť GÉANT2

Základem výše zmíněného komunikačního prostředí bude páteřní síť, která ponese název GÉANT2 (její plánovanou topologii v okamžiku spuštění najdete na obrázku). Tato síť je od počátku projektována jako síť hybridní, tzn. že kromě základní IP komunikace bude podporovat také vytváření dočasných účelových infrastruktur (gridů) či spojení bod-bod, a to jak na bázi virtuálních privátních sítí, tak na bázi vyhrazených vlnových délek (tzv. lambda služby). Vývoj ukázal, že optimálním základem pro budování hybridních sítí jsou takzvané CEF (Customer Empowered Fibre) sítě, tedy sítě, jejichž provozovatel si pronajme pouze optická vlákna a osadí si je vlastními technologiemi podle svých potřeb. Cílem konsorcia projektu GN2 je uplatnit koncept CEF v co největší části nově budované sítě. Síť by měla být uvedena do provozu v prvním čtvrtletí roku 2006. Jelikož sdružení CESNET patří mezi průkopníky konceptu CEF, podíleli se naši pracovníci jako jedni z mála na projektování topologie sítě GÉANT2, výběru vhodných optických tras a přenosových technologií během tohoto roku.

Obrázek 14.1: Plánovaná topologie sítě GÉANT2 v roce 2006 (větší obrázek)

Portfolio služeb, které budou poskytovány v rámci sítě GÉANT2, lze rozdělit do následujících oblastí:

Služby pro "běžného" uživatele: Základem této skupiny jsou služby již poskytované v síti GÉANT, tedy přeprava IP, a to duálně protokoly IPv4 a IPv6 se špičkovými parametry - s vysokou kapacitou připojení, ztrátovostí blížící se nule a minimální dobou odezvy. Pro potřeby aplikací vyžadujících zaručení některých parametrů přenosu bude stejně jako v síti GÉANT k dispozici služba Premium IP a pro potřeby rychlého přenosu velkého množství dat s minimálními dopady na ostatní provoz pak služba Less than Best Effort. Pro aplikace na úrovni gridů pak síť GÉANT2 bude schopna poskytovat virtuální privátní sítě, přičemž cílem je nahradit centrální zřizovaní a konfiguraci těchto sítí nástroji, jež tuto činnost umožní uživatelům. Akademičtí pracovníci, kteří často cestují, mohou očekávat větší komfort díky roamingu v akademických sítích, kdy uživatel bude moci využít služeb hostitelské organizace při autentizaci u organizace domovské. Velký důraz je také kladen na zajištění kvalitního spojení do NREN mimo Evropu.
"Nadstandardní" služby: Stejně jako sítě národního výzkumu, tak i síť, která je vzájemně propojuje, musí splnit další podmínku - dostatek zdrojů pro uspokojení potřeb poměrně malé části uživatelů, která však potřebuje přenášet velké objemy dat nejlépe v reálném čase. Tito uživatelé přenášejí mezi omezeným počtem lokalit data takového objemu, že jejich provoz mnohonásobně převyšuje provoz generovaný zbytkem uživatelů. Současné technologie umožňují pro tyto uživatele vytvářet na pronajaté vláknové infrastruktuře vyhrazená spojení bod-bod, či dokonce privátní sítě na úrovni vyhrazených vlnových délek a optického přepínání okruhů. Poskytování takového typu služeb, nazývaného obvykle lambda služby, bude záviset na postupu budování infrastruktury a výsledcích výzkumných aktivit projektů, které se zabývají hledáním mechanismů pro rutinní zřizování, konfiguraci a provoz takovýchto subsystémů. To znamená, že tyto služby nebudou poskytovány zároveň se zprovozněním sítě GÉANT2.

V podstatě jsou plánovány tři modely těchto služeb:

Pro dlouhodobé projekty s velkými požadavky na pásmo, které však nevyžadují častou rekonfiguraci, budou operátorem sítě nastavena požadovaná optická spojení. S nasazením tohoto typu služby se počítá ve druhém roce projektu.
Vyšší variabilitu a dynamičnost ve správě lambda služeb otevírá použití rekonfigurovatelných add-drop multiplexorů. To umožní dynamické zřizování a konfiguraci optických spojení pro různé projekty, pokud koncová zařízení leží prakticky ve stejných lokalitách.
Optické přepínání okruhů bude vhodné pro zájemce, kteří potřebují pro své projekty variabilní geometrii sítě, možnost dynamicky rekonfigurovat komunikační infrastrukturu a jejichž požadavky jsou krátkodobé. Technologie, které toto umožní, jsou stále ve vývoji a jejich nasazení do rutinního provozu se očekává v horizontu dvou let.

14.2 Výzkumné aktivity projektu GN2

Cílů projektu GN2 nelze dosáhnout pouze navržením topologie sítě a následným nákupem služeb či zařízení a správou takto vybudované sítě. Předpokládané nároky na novou generaci sítě pro výzkum, vývoj a vzdělávání vyžadují také velkou míru inovativního přístupu. Proto, na rozdíl od předchozích projektů na budování evropské akademické infrastruktury, jsou součástí projektu GN2 také výzkumné aktivity. CESNET se podílí na následujících:

14.2.1 JRA1 - Měření a řízení výkonu sítě

Cílem je vyvinout univerzální systém pro provádění různých typů výkonnostních testů v počítačových sítích a prezentaci jejich výsledků. Systém je založen na kombinaci několika nezávisle běžících služeb a byl nazván perfSONAR. Architektura systému je znázorněna na obrázku.

Obrázek 14.2: Systém perfSONAR

CESNET byl v roce 2005 v rámci aktivity JRA1 zodpovědný za specifikaci požadavků na monitorovací systém a za nasazení pasivního monitorování do systému perfSONAR. Navrhli jsme koncepci několika pasivních monitorovacích aplikací, jejich rozhraní do systému perfSONAR a nyní pracujeme na implementaci. Dále jsme ve sdružení CESNET instalovali dvě stanice pro pasivní monitorování provozu mezi sítěmi GÉANT a CESNET2 a jednu aktivní monitorovací stanici pro měření zpoždění a ztrátovosti mezi sítí CESNET2 a ostatními evropskými NREN.

Protože CESNET je jediným členem konsorcia projektu GN2 spolupracujícím jak na aktivitě JRA1 tak na projektu LOBSTER, byli jsme konsorciem projektu LOBSTER pověřeni vedením pracovní skupiny (Task Force) pro integraci infrastruktury LOBSTER do systému perfSONAR.

14.2.2 JRA2 - Bezpečnost

Aktivity v oblasti bezpečnosti jsou v projektu GN2 zaměřeny především na problematiku zabezpečení aktivních prvků a služeb sítě GÉANT2, včetně vybudování proaktivního systému detekce incidentů a boje s nimi (vybudování systému monitorování a detekce anomálií i útoků, databáze incidentů, poplachového systému,...). Dalším cílem je návrh infrastruktury pro koordinované řešení bezpečnostních incidentů a její pilotní implementace. Sdružení uplatnilo v této části projektu GN2 své zkušenosti s vývojem programovatelného hardware a přispělo vývojem NetFlow sondy - viz kapitola 4.2.

14.2.3 JRA3 - Vývoj nových služeb

Úkolem této aktivity je připravit podmínky pro poskytování vyhrazených přepínaných spojení, a to především poskytování tzv. lambda služeb. Budou vyhledávány, navrhovány a testovány technologie vhodné pro automatické zřizování a správu optických spojení na základě požadavků uživatelů. V tomto roce jsme se podíleli především na definici požadavků a výběru vhodných technologií pro řízení výše uvedených "nadstandardních" služeb popsaných výše.

14.2.4 JRA4 - Testování služeb a technologií

Součástí projektu GN2 je také návrh a realizace testovací infrastruktury oddělené od GN2 určené pro ověřování nových přenosových technologií a síťových aplikací. Tato testovací infrastruktura má vzniknout propojením národních testovacích infrastruktur složených z temných vláken, která budou osazována potřebným zařízením v závislosti na typu experimentu. Odborníci sdružení CESNET se podíleli na návrhu vhodné topologie testovací infrastruktury a výběru experimentů v oblasti optických přenosových technologií. V průběhu roku 2005 vznikla v rámci této aktivity nová podaktivita zabývající se problematikou propojení sítí národního výzkumu a vzdělávání v sousedících zemích za použití temných vláken (Cross Border Fibre, CBF), do které je sdružení CESNET zapojeno pilotní implementací CBF spojení mezi sítí CESNET2 a polskou sítí národního výzkumu PIONIER. Po pilotní fázi by se toto propojení mělo stát součástí sítě GÉANT2.

14.2.5 JRA5 - Mobilita a roaming

Jedním z hlavních cílů projektu GN2 je umožnit v nové síti transparentní a jednoduchý přístup uživatelům k síťovým prostředkům z jakékoli lokality v rámci Evropského výzkumného prostoru (ERA), což předpokládá vyřešení roamingu. Zástupci sdružení se v této aktivitě podíleli na řešení problematiky roamingu v rámci iniciativy eduroam a taktéž se podíleli na stanovení zásad společné autentizační a autorizační infrastruktury.

14.2.6 SA3 - End to End Quality of Service

Kromě výše zmíněných výzkumných aktivit je sdružení CESNET zapojeno také do aktivity, jejímž úkolem je umožnit koncovým uživatelům přenášet mezi sebou prostřednictvím sítě GÉANT2 data se zaručenými parametry přenosu. Účastníme se podaktivity PERT (Performance Response and Enhancement Team) s cílem ustavení a zajištění rutinního chodu distribuované pracovní skupiny odborníků řešících výkonnostní problémy při síťové komunikaci.

CESNET se v rámci PERTu střídá s ostatními NREN v pravidelné službě trvající vždy jeden týden. Pro tuto službu jsme provedli školení pracovníků síťového operačního centra sdružení CESNET, kteří mají za úkol přijímat hlášení nových problémů. Jednotlivé problémy pak řeší odborníci na konkrétní technické oblasti.

14.3 Podpora uživatelů

Problematika vysokorychlostní datové komunikace v prostředí výzkumu a vzdělávání je v tomto projektu pojata velmi komplexně. Kromě aktivit zabývajících se budováním a provozem příslušné infrastruktury či výzkumu v oblasti informačních a komunikačních technologií je proto velký důraz kladen na podporu koncových uživatelů a podporu rozvoje jednotlivých NREN. Cílem těchto aktivit, zahrnujících kromě technických také organizační a ekonomické aspekty implementace nejmodernějších informačních a komunikačních technologií, je především setřít stávající rozdíly v technické úrovni NREN a připravit tak prostor pro vybudování homogenního prostředí pro výměnu vědeckých informací.

Podrobnější informace o projektu GN2 lze nalézt na oficiálních stránkách projektu.

předchozí

obsah

následující