hledat:

2   Rozvoj páteřní sítě CESNET2

Rozvoj páteřní sítě CESNET2 zahrnuje rozvoj celé síťové infrastruktury od optické přenosové vrstvy až po IP/MPLS. Cílem je implementace a ověřování nových funkcí, vlastností a služeb, zejména v oblasti optických sítí a moderních E2E (end-to-end) služeb a jejich zpřístupnění výzkumným projektům a pokročilým uživatelům. Páteřní síť rovněž slouží pro podporu výzkumných projektů, uplatňuje jejich výsledky v praxi a vytváří i zpětnou vazbu pro vyvíjená technická řešení a inovace.

2.1   Topologie optických vláken

Základní optická topologie páteřní sítě (viz obrázek) je založena na pronajatých párech optických vláken odpovídajících standardu ITU-T G.652. Výjimku tvoří optická trasa Praha-Brno, která se skládá ze tří typů optických vláken. Místní úseky v Praze a Brně odpovídají standardu ITU-T G.652, ostatní optické úseky standardu ITU-T G.655 (optický kabel Draka LT072 3TW+/3TW-) a dosahují velmi nízkých až záporných hodnot chromatické disperze (-10 ps/km až 12 ps/km).

Několik optických tras je jednovláknových (Ostrava-Karviná, Ústí nad Labem-Most, Ústí nad Labem-Děčín, Plzeň-Cheb a České Budějovice-Jindřichův Hradec). Pronájem jednoho vlákna je oproti pronájmu páru vláken cenově výhodnější, ale přináší více omezení při osazování vhodnou technologií. Oproti klasickému dvouvláknovému řešení jsou finanční nároky na hardware výrazně vyšší. Využití jednovláknových tras je proto vždy vhodné posuzovat z hlediska požadovaných služeb, technického řešení a finanční náročnosti.

Velké uzly (GigaPoP) sítě CESNET2 jsou připojeny redundantně, t.j. alespoň dvěma optickými trasami se vzájemně nezávislým geografickým průběhem (včetně úseků posledních mílí). Z těchto důvodů se zajištění redundance na úrovni optických tras intenzivně věnujeme jak na vlastní fyzické úrovni, tak i z hlediska návrhu a realizace osazení vhodnou přenosovou technologií. Dosavadní praktické zkušenosti ukazují, že nejvíce problémů a výpadků je způsobováno fyzickým přerušením optických přenosových tras. Oproti tomu jsou poruchy a problémy (zejména typu "Service Affected") optických přenosových technologií spíše výjimečné. Proto při zřizování a změnách průběhů tras klademe velký důraz i na jejich skutečné geografické průběhy.

V současné době se převážně věnujeme osazování optických tras pokročilejšími technologiemi, které umožňují přenos více nezávislých kanálů o přenosových rychlostech 1-10 Gb/s. Technické návrhy osazení tras se zaměřují na komplexnější řešení, nikoliv pouze na osazení jednotlivých optických úseků. Rovněž stále více využíváme přenosů cizích optických signálů (např. ze statických CLA DWDM okruhů) hlavním jádrem optické sítě DWDM.

Současná optická transportní síť DWDM využívá dva základní typy DWDM technologie (viz obrázek). Hlavní jádro sítě je postaveno na technologii Cisco ONS 15454 MSTP a umožňuje flexibilní vytváření optických přenosových kanálů mezi jednotlivými ROADM uzly. Koncepčně je hlavní jádro DWDM sítě navrhováno a budováno jako ucelený optický transportní systém s jednotným systémem správy, a to bez nutnosti OEO konverze optických přenosových kanálů a s možností vytvářet optické přenosové dvoubodové kanály bez nutnosti jakéhokoliv propojení či rekonfigurace mezilehlých ROADM uzlů.

Pro osazení optických tras, kde není vyžadován větší počet optických přenosových kanálů a jejich flexibilní konfigurace, využíváme pasivní DWDM systémy (Static CL DWDM) založené na programovatelných optických zesilovačích rodiny CzechLight (CLA PB01, PB02, PB01F, PB02F), které vyvíjíme v rámci výzkumné aktivity Optické sítě. Toto řešení je výhodné zejména z pohledu ekonomické náročnosti, neboť plnohodnotný komerčně dostupný DWDM systém je drahý a jeho možnosti by v těchto případech nebyly příliš využity.

V prostředí optické přenosové sítě CESNET využíváme výhradně technologii DWDM. Ta umožňuje na úrovni páteřní sítě protokolově nezávislý přenos více datových signálů při nízkých hodnotách zpoždění (delay) oproti tradičnímu řešení přenosových tras. Tyto vlastnosti jsou potřebné pro řadu podporovaných aplikací a projektů, jako je METACentrum, propojování datových center nemocnic (FCIP protokoly), atd.

Dosavadní model osazování pronajatých optických tras (dark fiber) předpokládal nasazení vlastní technologie, což je sice flexibilní a umožňuje použít námi preferovaný způsob osazení a volbu technologie, nicméně je z pohledu investic velmi náročný. V letošním roce jsme proto v rámci pilotních projektů ověřovali možnosti pronájmu služby nasvícených vláken (lighted fiber). Tato služba zahrnuje poskytování optických přenosových kanálů dle našich požadavku po optických vláknech dodavatele. Dodavatel v tomto případě instaluje a provozuje nezbytnou optickou přenosovou technologii na svých vláknech. Na poskytované služby a dodavatelem použitou technologii jsme měli následující požadavky:

• použitá DWDM technologie musí být kompatibilní s technologií sítě CESNET2,
• propojení se stávající sítí CESNET2 bude provedeno na optické úrovni, čili bez nutnosti OEO konverze,
• provedení simulace z pohledu přenosu poskytovaných kanálů v rámci sítě CESNET2 (ukončení v libovolném ROADM uzlu sítě),
• možnost integrace se stávajícím systémem řízení a dohledu DWDM sítě CESNET2, podpora SNMP,
• možnost SW konfigurace optických přenosových kanálů,
• podpora přenosu cizích signálů,
• DWDM systém dodavatele bude vyhrazen pro potřeby sítě CESNET2 a nebudou na něm poskytovány služby dalším subjektům.

Služby optických přenosových kanálů nebudou poskytovány jen v rámci úseku optické trasy, na které dodavatel službu "lighted fiber" poskytuje, nýbrž jejich ukončení předpokládáme v libovolném DWDM uzlu sítě CESNET2. Z našeho pohledu je poskytovaná služba specifická, neboť dochází k začlenění technologie dodavatele pod správu sítě CESNET2 (dodavatel má samozřejmě také možnost řízení a dohledu) a rovněž není pevně dané rozhraní mezi službou a sítí CESNET2 (optický přenosový kanál může končit na ROADM či transponderu libovolného DWDM uzlu sítě CESNET2, který dodavatel nemá pod dohledem).

V letošním roce jsme realizovali poptávky služeb nasvícených vláken pro optické trasy Hradec Králové-Olomouc a Plzeň-České Budějovice. Dodavatelé služeb nakonec použili technologii shodnou se sítí CESNET2, t.j. Cisco ONS 15454 MSTP. Použití shodné technologie umožnilo bezproblémové začlenění do stávající DWDM sítě a výrazně zjednodušilo simulaci takto rozšířené DWDM sítě pro zajištění kvality optických přenosových kanálů procházejících novými úseky (zejména dodržení hodnoty BER lepší než 10^-15). Výsledkem provedené simulace DWDM sítě jsou i nezbytné úpravy stávající DWDM infrastruktury CESNET2 (zejména náhrada optických zesilovačů OPT-BST výkonnějšími OPT-BST-E v některých uzlech sítě) pro zajištění řádné funkčnosti celého optického přenosového systému.

2.2   Optická přenosová síť DWDM

V roce 2007 proběhla již pátá etapa rozšíření DWDM sítě CESNET2. Nové úseky Hradec Králové-Liberec a Plzeň-České Budějovice využívají službu nasvícených vláken. Aktuální topologii sítě najdete na obrázku. Používaná technologie ROADM podporuje SW vkládání/odbočení nebo průchod 32 optických přenosových kanálů v pásmu C (C-band) s rozestupem 100 GHz dle ITU-T. V mezilehlých uzlech DWDM sítě jsou umístěny zesilovače a kompenzátory disperze, které jsou potřebné pro zajištění správné funkce DWDM systému, požadovaného počtu kanálů a zajištění kvality přenášeného signálu (hodnota BER rovna nebo lepší než 10^-15). Zesilovače jsou rovněž založeny na platformě ONS 15454. Důležitou podmínkou při implementaci DWDM sítě je důsledná kompenzace chromatické disperze ve všech optických úsecích (span) na hodnoty blízké nule, která nám dovoluje bezproblémové rozšiřování nebo úpravy topologie DWDM sítě bez nutnosti zásadních změn celého DWDM systému.

Softwarově rekonfigurovatelné ROADM uzly jsou umístěny v GigaPoP Praha, Brno, Olomouc, Hradec Králové, Ostrava, Liberec, Plzeň, České Budějovice, Letohrad a Cieszyn.

V každém z těchto uzlů sítě CESNET2 je umístěn ROADM uzel v jedné základní jednotce (ETSI šasi 15454E s redundantními řídícími procesory TCC2P, napájecími jednotkami a ostatními nezbytnými komponentami). Druhá jednotka je vyhrazena pro umístění transponderů, které převádějí "šedý" optický signál klientského rozhraní na "barevný "signál DWDM sítě. DWDM rozhraní transponderů (trunk) se připojují přes propojovací optické panely na příslušné optické kanály ROADM uzlu.

Pro připojení koncových klientů (směrovače, přepínače) využíváme 10 Gb/s multirate transpondery přeladitelné v celém pásmu C, s podporou FEC (Forward Error Correction dle ITU G.975 Reed-Salomon algoritmu) a E-FEC (G.975.1 two orthogonally concatenated BCH super FEC). Přeladitelnost transponderů v rámci celého pásma umožňuje flexibilní využití kterékoliv vlnové délky přenášené DWDM systémem. S využitím E-FEC algoritmů lze konfigurovat optické přenosové kanály na delší vzdálenosti bez snížení jejich kvality (zejména hodnot BER).

Celková délka všech osazených úseků DWDM sítě CESNET2 je 1465,5 km. V tabulce je uveden souhrnný přehled délek úseků mezi ROADM uzly.

Současný DWDM systém podporuje 32 optických přenosových kanálů v každém úseku s projektovanou přenosovou rychlostí 10 Gb/s. Chromatická disperze je ve všech mezilehlých úsecích důsledně kompenzována na hodnoty blízké nule, zejména pro podporu bezproblémového přenosu cizích optických signálů DWDM systémem.

V rámci rozvoje DWDM systému jsme se rovněž zabývali novými kvalitativními vlastnostmi a jejich využitím. Jde zejména o možnosti řešení vícecestného ROADM, ověřování principů L2 over DWDM a technické možnosti pro přenos optických signálů z úseků osazených statickým DWDM řešením CzechLight hlavním přenosovým DWDM systémem jako cizí optické signály.

V roce 2006 (fáze 4) jsme rozšiřovali základní DWDM okruh Praha-Brno-Olomouc-Hradec Králové-Praha o nové úseky (směr Plzeň a Ostrava). Stávající ROADM řešení podporovalo vkládání/odbočení/průchod optického signálu DWDM uzlem pouze ve dvou směrech (tzv. 2-way ROADM) a neumožňovalo propojit nové úseky s DWDM kruhem stejným způsobem. V době realizace rovněž nebyla dostupná vhodná technologie (např. optický vlnový přepínač). Z těchto důvodů jsme požadovali propojení jednoduchým a relativně levným způsobem, který umožní vkládání/odbočování optických přenosových cest mezi novým úsekem a základním DWDM okruhem, a to výhradně na optické úrovni (případná OEO konverze v uzlu by výrazně zvyšovala náklady na vložení/odbočení každého optického signálu). Důležitým požadavkem byla i připravenost technického řešení na budoucí doplnění aktivního přepínacího prvku. Výsledným technickým řešením byla změna topologie dotčených propojovacích DWDM uzlů z typické ROADM na topologii typu HUB (viz obrázek). Horní obdélník reprezentuje ROADM uzel v HUB topologii začleněný do hlavního DWDM okruhu a spodní obdélník koncový DWDM uzel propojovaného nového úseku. Vlastní řešení spočívá v tom, že všechny vstupy/výstupy ROADM (karty rozhraní 32-DMX a 32-WSS) jsou vyvedeny na propojovací patch panely. Každý optický přenosový kanál procházející tímto uzlem musí být manuálně propojen optickými propojovacími kabely mezi příslušnými porty panelů. Toto řešení je sice funkční, ale znemožňuje hlavní funkci ROADM, tj. flexibilní softwarovou konfiguraci optických přenosových kanálů. Ta je sice možná v ostatních uzlech DWDM sítě, nicméně v uzlu typu HUB je nutný manuální zásah (propojeni optického kanálu).

Celková topologie DWDM uzlu je funkčně rozdělena na optickou část, která obsahuje ROADM karty pro oba směry (EAST a WEST) v rámci kruhu (horní obdélník na obrázku). Z obrázku je zcela zřejmé symetrické osazení obou částí. Pro přehlednost na obrázku není uvedeno transponderové šasi, které slouží pouze pro umístění koncových transponderových karet (zajišťují konverzi z "barevného" DWDM signálu příslušné vlnové délky na "šedý") v rámci DWDM kruhu.

V roce 2007 jsme úspěšně dokončili veřejnou soutěž na technické řešení s aktivním vlnovým optickým přepínačem, které umožní SW konfiguraci optických přenosových kanálů v rámci celého DWDM systému.

Výsledné řešení je založeno na nejnovější technologii Cisco Systems, tzv. Wavelength Cross Connect Switches (40-WXC) a propojovacích Mesh-4 Patch Panel. Cílová topologie DWDM uzlu je uvedena na obrázku. Pro každý směr je schematicky znázorněno šasi DWDM ONS 15454 MSTP s ROADM kartami 32-WSS a 32-DMX, kde funkci vlnového multiplexeru (MUX) vykonává karta 32-WSS (Wavelength Selective Switch) a demultiplexeru (DMX) karta 32-DMX. Klíčovou součástí řešení je Wavelength Cross Connect Switch (40-WXC), který bude nainstalován v každém ROADM šasi a umožní vkládání/odbočování vlnových délek z konkrétního směru, ke kterému je systém připojen. Vstupy a výstupy 40-WXC rozhraní ze všech směrů jsou pak vzájemně propojeny pasivním propojovacím optickým patch panelem (PP-MESH-4).

Vlastní instalaci vícecestných DWDM uzlů předpokládáme koncem roku 2007, neboť výrobce má zpoždění s dodávkami zcela nových komponent 40-WXC. DWDM síť CESNET2 bude jedna z prvních na světě, která tuto pokročilou technologii implementuje a ověří v reálném provozu. Výsledné řešení nám opět umožní flexibilní vzdálenou softwarovou konfiguraci optických přenosových kanálů s centrální správou bez nutnosti jakýchkoliv manuálních zásahů.

Technické řešení předpokládá celkovou změnu topologie propojovacího DWDM uzlu, kdy se stávající rozdělení na optickou a transponderovou část změní tak, aby každý směr obsahoval jednu kartu 32-WSS a jednu 32-DMX (současné optické šasi obsahuje dvě 32-WSS a dvě 32-DMX pro každý směr). Karta 40-WXC podporuje všech 40 kanálů používaného pásma C, zatímco stávající ROADM (karty 32-WSS a 32-DMX) pouze 32 kanálů. Navrhované řešení umožní využít všech stávajících 32 kanálů a dovolí i budoucí rozšíření na plných 40 kanálů. Rovněž optický patch panel PP-MESH-4 má rezervu, neboť umožňuje připojit celkem čtyři směry.

Pro zajištění řádné funkčnosti celého DWDM systému byla provedena simulace nové DWDM sítě (prostřednictvím optických specialistů Cisco Advanced Services v Monze). Výsledek simulace ukázal, že pro zajištění kvality optických přenosových kanálů a jejich bezchybnou funkci budou potřeba úpravy zesílení v některých uzlech (nasazení výkonnějších optických zesilovačů OPT-BST-E) a rovněž i přesnější kompenzace chromatické disperze v některých již provozovaných úsecích. Tyto úpravy jsou nedílnou součástí implementace aktivních propojovacích uzlů. V rámci instalace bude rovněž změněn způsob správy DWDM uzlu. Současné řešení správy jednotlivých DWDM šasi v uzlu bude nahrazeno tzv. multishelf managementem, kdy se všechna šasi řídí a dohledují jako jeden funkční celek.

V rámci rozvoje páteřní sítě IP/MPLS jsme v letošním roce řešili otázku připojení detašovaného uzlu v České Třebové a možnost zálohování uzlu Opava (tento uzel je připojen optickou trasou, na níž v letošním roce došlo k několika dlouhodobým výpadkům). Při posouzení technicko-ekonomického řešení a možností poskytovatelů optických vláken (v rámci nabídek) se ukázalo jako nejlepší řešení ukončit plánované trasy v DWDM uzlu Letohrad. V perspektivě 3-4 let se investice do přestavby zesilovacího uzlu v Letohradě (doplnění o ROADM a případné další úpravy DWDM sítě) ukázala jako finančně výhodnější oproti původnímu předpokladu ukončit tyto trasy až v uzlu Hradec Králové (v souběhu s již provozovanou DWDM trasou).

Zároveň jsme řešili otázku L2 E2E služby pro připojení detašovaného pracoviště Univerzity Pardubice v České Třebové do univerzitní sítě v Pardubicích. Celkové technické řešení je uvedeno na obrázku. Optický DWDM signál z koncového přepínače v České Třebové je přiveden na ROADM uzel Letohrad jako kanál 35 (1550,92 nm) a je jako cizí optický signál transportován do ROADM uzlu Hradec Králové. Vzhledem k tomu, že mezi Hradcem Králové a Pardubicemi není dosud DWDM, které by umožnilo transparentní přenos až do Pardubic, pokračuje služba jako EoMPLS kanál (s mapováním VLAN). Ostatní účastnící sítě CESNET2, kteří jsou připojeni v uzlu Česká Třebová, jsou další VLAN ukončeni na nejbližším směrovači R94 v Hradci Králové.

Optickou trasu Opava-Letohrad se v letošním roce nepodařilo realizovat (omezený výběr dodavatele). Vzhledem k očekávané délce okolo 200 km ji plánujeme osadit vlastní technologií CzechLight DWDM. Transport optického signálu DWDM systémem bude již technicky náročnější a zajímavější i z výzkumného hlediska.

Poslední oblastí, kterou jsme se při rozvoji DWDM systému zabývali, je výzkum a uplatnění principů přenosu L2 po DWDM. Vzhledem k tomu, že jde zejména o řešení vícebodové E2E služby, je celkové řešení popsáno dále v části.

2.3   Optické pasivní DWDM systémy

Optické pasivní DWDM systémy rodiny CLA (CzechLight Amplifier) byly původně navrženy jako levné řešení pro osazování gigabitových optických okruhů bez zesilování v průběhu tras (metoda nothing-in-line). V roce 2006 jsme úspěšně uvedli do reálného provozu tyto první statické DWDM systémy s přenosovou kapacitou 10 Gb/s na trasách Brno-Bratislava, Brno-Vídeň a Praha-Ústí nad Labem. Na základě zkušeností s provozováním těchto systémů a nových požadavků výzkumných aktivit se objevuje potřeba jejich větší flexibility, rozšíření softwarových vlastností a implementace nově dostupných perspektivních komponent. Systémy rodiny CLA jsme rozšířili o další programovatelná zařízení (řada se nyní nazývá CL):

• CLA - nový typ optických zesilovačů (Gain Flattened Low Noise),
• CLR - Ramanovské zesilovače,
• CLC - laditelné kompenzátory disperze,
• CLS a CLM - optické přepínače a multicast optické přepínače.

V rámci sítě CESNET2 úzce spolupracujeme s aktivitou Optické sítě, která rodinu zařízení CL vyvíjí, na praktickém ověřování a na předávání provozních zkušeností a dalších požadavků na vlastnosti a funkce zařízení. Současné optické trasy jsou osazovány až 32kanálovými multiplexery/demultiplexery (umožňujícími větší flexibilitu ve volbě vlnové délky výměnného optického rozhraní v koncových zařízeních). Plánujeme rovněž využít výkonnější optické zesilovače vhodné pro dlouhé trasy (např. CLA PB02F). Od osazování jednoduchých dvoubodových okruhů přecházíme k osazování několika zřetězených tras, a vzniká tak potřeba nasadit místo jednoduchých Mux/Demux OADM řešení složitější konfigurovatelná zařízení a řešit otázky přepínání vlnových délek. Novým prvkem, který usnadní zejména osazování dalších tras, je laditelný kompenzátor disperze (pevné kompenzátory musí být objednány na přesné hodnoty a mají velmi dlouhé dodací lhůty).

Současná CL zařízení nabízejí rovněž rozšířené možnosti správy, zejména v oblasti podpory SNMP.

2.3.1   Optická trasa Praha-Ústí n. L.-Liberec

První část této trasy v úseku Praha-Ústí nad Labem o délce cca 130 km byla uvedena do provozu koncem roku 2006. Statický DWDM systém umožnil nezávislé kanály 10 Gb/s pro povýšení GigaPoP Ústí nad Labem a 1 Gb/s pro potřeby pilotního projektu propojení nemocnic (POSN). Návrh prodloužení této trasy do Liberce znamenal prodloužení o cca 123 km (celková délka cca 253 km). Vzhledem k tomu, že bylo potřeba osadit průchozí 10 Gb/s kanál Praha-Liberec, museli jsme navrhnout nový způsob osazení celé trasy Praha-Ústí nad Labem-Liberec. Na celé trase jsou použity nové typy CLA zesilovačů PB01F (Gain Flattened Low Noise), širokopásmové kompenzátory disperze (založené na principu Braggovských mřížek) a osmikanálové DWDM Mux/Demux s možností dalšího rozšíření. Celý systém jsme rovněž doplnili o monitorovací splittery pro snazší nastavení systému a diagnostiku problémů. Průchozí (express) kanál Praha-Liberec je v Ústí nad Labem fyzicky propojen mezi příslušnými porty Mux/Demux obou částí trasy. Úrovně vstupních signálů klientských rozhraní (DWDM Xenpak, SFP) jsou vyrovnávány útlumovými patch kabely na hodnoty cca -6 dBm. Návrh průchozího optického kanálu 10 Gb/s Praha-Liberec je uveden na obrázku.

Obě trasy Praha-Ústí nad Labem a Ústí nad Labem-Liberec jsou navrženy s ohledem na tranzitní kanály Praha-Liberec, osazení je však provedeno nezávisle. Osmikanálové Mux/Demux používají kanály 26-34 dle ITU-T, 100GHz rozestup. Mají poměrně malý vložný útlum cca 2,5 dB. Současné využití kanálů uvádí tabulka.

Koncem roku 2007 jsme na této trase ověřovali funkčnost laditelného kompenzátoru disperze CLC a sledovali funkčnost 10 Gb/s kanálu Praha-Liberec (při rychlostech 1 Gb/s se vliv disperze prakticky neuplatňuje). Cisco DWDM Xenpak použité v koncových směrovačích mají typické hodnoty citlivosti disperze -500 až 1600 ps/nm. Experiment prokázal, že kanál byl funkční v poměrně širokém spektru hodnot, nicméně lze konstatovat, že použité DWDM Xenpak mají poměrně vysoké hodnoty tolerance. Z provozního hlediska laditelné kompenzátory nemají velký přínos, nicméně se jeví jako vhodné pro osazování nových tras (možnost flexibilního a přesného nastavení kompenzace disperze).

Technický návrh osazení trasy byl proveden optickými specialisty CESNETu, nicméně pro pracné osazení a nastavení tras jsme nově využili službu nasvícených vláken, kdy poskytovatel služby provede osazení trasy dle našich požadavků. CESNET může monitorovat aktivní prvky na trase i měnit jejich nastavení (ve spolupráci s dodavatelem).

2.3.2   Optická trasa České Budějovice-Jihlava-Brno

Návrh osazení této optické trasy je poměrně komplikovaný vzhledem k její délce (cca 298 km). Navíc jsme plánovali odbočování/vkládání optických signálů v několika bodech trasy (Jindřichův Hradec, Tábor, Jihlava). Celkový návrh je koncipován jako dvě optické trasy (České Budějovice-Jihlava a Jihlava-Brno) osazené optickými zesilovači CLA PB01F a širokopásmovými kompenzátory disperze (založenými na principu Braggovských mřížek). Detailní návrh osazení je uveden na obrázku.

Koncové uzly tras budou osazeny 32kanálovými multiplexery/demultiplexery pro větší flexibilitu optických přenosových kanálů. Mezilehlé body sítě Jindřichův Hradec a Horní Cerekev plánujeme osadit fixními OADM s malým počtem vkládaných/odbočovaných kanálů a zejména s malým vložným útlumem. Osazení trasy tak bude připraveno na připojení nových úseků v budoucnosti.

Uvedení trasy do provozu je opožděno a očekáváme je začátkem roku 2008. Důvodem tohoto zpožděni je, že dosud nejsou k dispozici optické zesilovače CLA, jejichž klíčové komponenty nemá výrobce k dispozici (typická dodací lhůta je cca 3 měsíce).

2.3.3   Optická trasa Brno-Ostrava

Návrh osazení této trasy je založen na zkušenostech s návrhem a provozováním CBF DWDM trasy Brno-Vídeň. Optická trasa Brno-Ostrava je dlouhá cca 224 km a vykazuje útlum cca 50 dB (typ vlákna je G.652).

Na trase budou využity 32kanálové DWDM Mux/Demux a širokopásmové 40 Gb/s kompenzátory disperze (založené na Braggovských mřížkách). Technické řešení umožní provoz většího počtu kanálů i případný upgrade na vyšší přenosové rychlosti (40 Gb/s). Detailní návrh osazení je uveden na obrázku.

Vlastní osazení trasy očekáváme začátkem roku 2008. Zpoždění je opět způsobeno dlouhými dodacími lhůtami zesilovačů CLA PB02F a 40 Gb/s širokopásmových kompenzátorů disperze.

2.4   IP/MPLS topologie

IP/MPLS vrstva sítě CESNET2 je postavena nad optickou přenosovou infrastrukturou a využívá část optických přenosových kanálů (viz obrázek). Páteřní směrovače jádra IP/MPLS sítě (v MPLS vrstvě zastávají funkci P směrovačů) jsou umístěny v hlavních DWDM uzlech kruhové topologie optické přenosové sítě Praha, Brno, Olomouc a Hradec Králové. Na těchto směrovačích jsou zakončeny páteřní 10 Gb/s okruhy. Připojení na DWDM systém je realizováno pomocí transponderů DWDM systému, které zajišťují konverzi z "šedého" optického rozhraní XENPAK-LR (1310 nm) směrovačů na "barevný" DWDM signál a bezchybný přenos DWDM systémem (3R regenerace, dopředná oprava chyb E-FEC). U optických přenosových kanálů kratších délek (cca 200 km) rovněž využíváme přenos optických signálů bez použití transponderů. Optické kanály jsou v tomto případě ukončeny na výměnných transceiverech XENPAK-DWM nainstalovaných přímo ve směrovačích. V ostatních uzlech sítě jsou umístěny přístupové směrovače (v MPLS vrstvě zastávají funkci PE směrovačů) pro připojování koncových účastníků, které zajišťují veškeré služby páteřní sítě (MPLS, EoMPLS, IPv4/IPv6 unicast a multicast směrování, export NetFlow informací). Aktuální topologii sítě najdete na obrázku.

Ve funkci P a PE směrovačů používáme Cisco OSR 7609 s procesory SUP720-3BXL a RSP720-3CXL a 4portovými rozhraními 10GE LAN PHY (modulární směrovače obsahují karty 1GE rozhraní a další nezbytné komponenty). V rámci celé páteřní sítě podporujeme přenos velkých rámců dat (Jumbo frames) 9216 B.

Jádro sítě CESNET2 v hlavním páteřním uzlu Praha je zdvojeno jak na úrovni internet peering směrovačů R84 a R85, tak i na úrovni P směrovačů R105 a R107. Všechna externí připojení jsou zálohována (upstream připojení na TeliaSonera, GÉANT2 a peering v NIX.CZ).

V menších uzlech, které nejsou přímou součástí MPLS části sítě a nepodporují MPLS, používáme L2/L3 přístupové přepínače Catalyst 3750 zastávající funkci CE zařízení. Mezi těmito přepínači a nadřazenými PE směrovači používáme standard 802.1Q pro značkování virtuálních sítí (VLAN). Ty využíváme pro point-to-point propojení a rovněž i pro distribuci ethernetových služeb koncovým účastníkům těchto menších uzlů (propojení páteřních EoMPLS tunelů do příslušných VLAN).

Jako interní směrovací protokol (IGP) používáme v rámci MPLS sítě vyhrazený protokol OSPFv2, který je nakonfigurován na všech P a PE směrovačích. Vlastní směrování adresových bloků sítí účastníků zajišťuje interní protokol BGP (iBGP), který je aktivován mezi všemi přístupovými PE směrovači a využívá tzv. route-reflectors na peeringových směrovačích R84, R85 a R98. Stejné route-reflectors využívá iMBGP (interní Multicast BGP) a rovněž i protokol BGP pro unicast IPv6. Směrování IPv4 a IPv6 unicastu je zajišťováno MPLS (pakety obsahují MPLS značky) a směrovače jsou využívány v dual-stack režimu PE/6PE (současná podpora IPv4 a IPv6). Šíření IPv4/IPv6 multicastu (skupinově orientované vysílání) je zajišťováno bez MPLS značek.

V rámci rozvoje topologie IP/MPLS sítě jsme se v období roku 2007 zaměřili zejména na následující oblasti:

• pokračování migrace na 10GE (v závislosti na rozvoji DWDM),
• průběžné povyšování IOS páteřních směrovačů na nejnovější verze a implementace nových funkcí a vlastností,
• ověřování multipoint E2E Ethernet služeb v prostředí VPLS (Virtual Private LAN Service),
• implementace IPv6 multicastu, včetně nativního připojení na síť GÉANT2,
• návrh rozdělení centrálního uzlu Praha do dvou geograficky odlišných lokalit pro zvýšení redundance a spolehlivosti tohoto klíčového uzlu,
• návrh nové topologie jádra sítě,
• bezpečnost páteřní sítě, sledování provozu a detekce jeho anomálií,
• podpora projektů, výzkumných aktivit a připojených účastníků.

Nedílnou součástí rozvoje sítě CESNET2 je také průběžná náhrada již zastaralé techniky v uzlech a nezbytné vybavení uzlů pro zajištění spolehlivého provozu sítě. Nevyhovující směrovače 7206-VXR v uzlech Ústí nad Labem a Zlín jsme se rozhodli nahradit výkonnějšími OSR 7609. V Ústí n. L. je proces náhrady dokončen a umožnil povýšit připojení tohoto uzlu na 10GE. Ve Zlíně bude náhrada provedena začátkem roku 2008 vzhledem ke stěhování uzlu do nového sálu.

V oblasti připojování účastníků bylo povýšeno připojení Masarykovy nemocnice v Ústí nad Labem na 10GE (tato nemocnice nyní zajišťuje propojení všech nemocnic v regionu optickými vlákny), a to včetně IPv6 unicast protokolu.

V rámci průběžného povyšování IOS proběhly v roce 2007 dvě základní etapy. V první polovině roku jsme nasadili verzi 12.2(33)SRA3, která již měla implementovánu podporu IPv6 multicastu a umožnila jeho ověřování a nasazení v prostředí MPLS sítě. Ve druhé polovině roku proběhlo další povýšení na verzi 12.2(33)SRB2. Tato verze umožnila instalaci nových karet ES20 a ověřování VPLS služeb. Nejnovější verze IOS nejsou příliš ověřené v provozu a obsahují řadu nejrůznějších chyb. Z tohoto důvodu je velmi důležitá důsledná příprava upgrade. V rámci podpory výrobce (Cisco Advanced Services for NREN) je specialisty výrobce provedena analýza rizik pro posouzení potenciálních problémů při implementaci v konkrétním prostředí naší sítě. Pokud analýza neodhalí závažné problémy, pokračujeme ověřováním a testováním dané verze v laboratorním prostředí (sestava směrovače, která simuluje typický GigaPoP a je připojena do páteřní sítě). Po úspěšném testování probíhá postupně implementace v páteřní síti. Přestože se tímto postupem daří odhalovat ty nejzávažnější problémy, u nejnovějších verzí beztak obvykle řešíme celou řadu méně závažných problémů (které neovlivňují stabilitu sítě) přímo v páteřní síti.

Ověřování a implementace VPLS a multipoint Ethernet služeb byly podmíněny použitím novějšího typu 10GE rozhraní, neboť stávající karty WS-X6704 nemají potřebné funkce. V rámci společného pilotního projektu s aktivitou METACentrum jsme nasadili nové karty typu ES20 v uzlech Praha, Brno a Plzeň (v pozici core facing rozhraní). Detailní popis řešení je uveden v následující části. Obecně lze říci, že karty ES20 jsou technicky pokročilé, ale zároveň velmi nákladné. Proto nepředpokládáme jejich nasazení ve větším měřítku.

Implementace IPv6 multicastu v prostředí IP/MPLS sítě je z pohledu topologie analogická s řešením pro IPv4. IPv6 unicast je přenášen s MPLS značkami, zatímco IPv6 multicast se přenáší nativně, t.j. bez využití MPLS. IPv6 unicast v prostředí sítě CESNET2 (6PE) využívá dvě MPLS značky (podobně jako u MPLS VPN). První značka identifikuje výstupní PE směrovač (BGP next-hop) a druhá značka určuje cílovou IPv6 adresu. Pro správnou funkci IPv6 multicastu v nativním prostředí musí směrovače znát rovněž IPv6 směrování, což konfigurace 6PE se dvěma značkami neumožňuje. Ověřovali jsme několik možných řešení a jako optimální jsme zvolili variantu sestavení další MBGP relace využívající IPv6 adresu rozhraní loopback 0. Tato varianta je z našeho pohledu nejjednodušší a minimalizuje možnost chyb v konfiguraci. Na druhou stranu další MBGP relace může zvyšovat zatížení procesoru směrovačů.

Konfigurace MBGP je analogická konfiguraci IPv4 se třemi route-reflektory. IPv6 MBGP je nakonfigurováno na všech PE a P směrovačích sítě. Loopback rozhraní mají nakonfigurované adresy IPv4 (slouží pro MPLS VPN, EoMPLS, VPLS a 6PE BGP relace) a IPv6 (pro IPv6 multicast BGP). Tato varianta umožňuje spravovat rozdílnou topologii pro IPv6 multicast a umožňuje konfiguraci IPv6 multicastu na P směrovačích bez jakéhokoliv dopadu na existující směrování. Základní popis topologie pro IPv6 multicast je zřejmý z obrázku.

Pro inter-domain IPv6 mutlicast neexistuje obdoba pro oznamování zdrojů, jako je MSDP u IPv4 multicastu (MSDP umožňuje sdílení multicastových informací, zdrojů či skupin mezi jednotlivými RP v rozdílných autonomních systémech). Použili jsme proto embedded RP (dle RFC 3956) pro mapování multicastových skupin k jednotlivým RP. Z historických důvodů a po omezenou dobu jsme také ponechali nakonfigurován statický RP v síti Renater, jenž byl používán pro projekt M6Bone, a který dosud slouží pro šíření několika skupin.

Konkrétnější popis konfigurace jsme vydali jako samostatnou technickou zprávu [AdV07].

Poslední zkušenosti se zajištěním bezproblémového provozu sítě CESNET2 ukazují, že centrální redundantní jádro sítě v Praze je negativně ovlivňováno stávajícími podmínkami uzlu. Současné počítačové sály jsou již na hranici svých možností (prostory, napájení, klimatizace) a jejich další rozšiřování není možné. Za této situace jakékoliv problémy s napájením či klimatizací mohou vyřadit z provozu klíčový uzel sítě. Z tohoto důvodu jsme přistoupili k přípravám na rozdělení pražského uzlu do dvou vzájemně nezávislých lokalit.

Připravovaná varianta nové redundantní topologie pražského uzlu je uvedena na obrázku. Migrace uzlu bude rozdělena do několika fází a měla by proběhnout bez výpadků poskytovaných služeb. Do nové lokality použijeme nové směrovače (zbylé stávající se využijí pro upgrade uzlů sítě), optická trasa mezi uzly Praha I a Praha II bude osazena statickým CL DWDM systémem (40kanálové Mux/Demux). S využitím výměnné optiky XENPAK DWDM osadíme páteřní MPLS spoje a 802.1Q propojení přístupových směrovačů (pro snadnou migraci L2 segmentů serverů). Pak již bude možné postupně přesouvat ostatní vybranou techniku (servery, atd). V dalších fázích předpokládáme začlenění nové lokality do hlavního DWDM okruhu (s případnými odpovídajícími úpravami DWDM sítě) a přesunutí části zvolených páteřních okruhů. Hlavní DWDM okruh a statické DWDM systémy by měly mít geograficky odlišné průběhy optických vláken. V současné době probíhá výběr vhodné lokality, zahájení prací očekáváme ve druhé polovině roku 2008.

Páteřní směrovače Cisco OSR 7609 provozované v síti CESNET2 používáme jako hlavní platformu od roku 2002. Pro dosažení stávajících HW a SW vlastností byly prakticky všechny komponenty postupně nahrazeny novějšími a výkonnějšími (šasi, procesory, karty rozhraní). V současné konfiguraci jsou typicky osazeny kartami s 10GE rozhraními a jejich propustnost je až 40 Gb/s na slot. S nároky na vlastnosti a funkce sítě a zvyšujícím se objemem přenášených dat se objevuje řada problémů, zejména s hlavními peeringovými směrovači. Jde především o vysokou zátěž procesorů, přetékající TCAM tabulky při exportu NetFlow v9 dat, chybějící TCP příznaky v NetFlow záznamech (což je HW omezení procesoru) a řadu dalších, které mohou síti CESNET2 přinášet v budoucnosti řadu problémů. Proto připravujeme výběr nových výkonnějších a perspektivnějších směrovačů pro hlavní jádro sítě, které umožní její další bezproblémový rozvoj. Tyto nové směrovače musí splňovat následující požadavky:

• podpora pro všechny používané služby a protokoly sítě IP/MPLS CESNET2,
• kompatibilita se stávající sítí na úrovni všech používaných protokolů,
• modulární "carrier class" směrovač s předpokládanou životností min. 5-7 let,
• snadnost a dostupnost rozšíření HW a schopností,
• podpora 40 Gb/s, rozšiřitelnost na 100 Gb/s s minimálními požadavky na upgrade klíčových komponent,
• dostupnost rozhraní 40 Gb/s,
• modulární operační systém, možnost upgrade SW komponent (procesů) bez nutnosti restartu,
• redundance klíčových komponent,
• podpora virtuálních a logických směrovačů,
• podpora nových principů a funkcí (IPoDWDM, GMPLS, aj.),
• důležité jsou i rozměry, hustota osazení, spotřeba, nároky na chlazení.

Nové směrovače budou zřejmě velmi finančně náročné. Z tohoto důvodu chystáme poptávku na očekávané finální řešení, kterého bychom chtěli dosáhnout v roce 2010 (viz obrázek), celkové řešení však chceme rozdělit na tři etapy formou vhodných opcí. Začlenění nových směrovačů do páteřní sítě bude možné dořešit až po výběru konkrétní technologie. Obecně nepředpokládáme výraznou redukci počtu směrovačů a přechod IP/MPLS sítě na princip "collapsed backbone", t.j. zajišťovat veškeré směrování sítě na centrálním směrovači a ostatní uzly CESNET2 připojovat po 1. či 2. vrstvě. Toto řešení přináší i některé nevýhody - např. vyšší hodnoty zpoždění oproti klasické směrované IP/MPLS síti, veškerý provoz mezi účastníky se směruje přes centrální uzel, aj. Všechny aspekty je vhodné posoudit se znalostí vlastností a funkcí vybrané technologie.

2.5   E2E služby

End-to-End (E2E) služby jsou vyvíjeny a ověřovány v rámci výzkumných aktivit celoevropského projektu GN2 jako nový typ multidoménových služeb se zaručenou kvalitou pro potřeby výzkumných projektů a pokročilých uživatelů sítě.

Nové technologie implementované v NREN (zejména v oblasti optických přenosových sítí) přinášejí rozšířené možnosti E2E služeb i v nižších vrstvách síťového modelu. Na úrovni Ethernetu (2. vrstva) nebo optické přenosové vrstvy (1. vrstva) lze dosáhnout výrazně vyšší kvality E2E služeb a poskytnout uživatelům skutečný End-to-End kanál oddělený od běžného IP provozu. Výzkumem této oblasti E2E služeb, vývojem a ověřováním nezbytných nástrojů a postupů se zabývají výzkumné aktivity GN2. Vývoj je rozdělen do tří hlavních oblastí:

• technické a administrativní nástroje pro zřizování služeb (provisioning) v multidoménovém prostředí (zejména vývoj a implementace SW prostředků),
• monitoring a měření E2E služeb v multidoménovém prostředí,
• řešení problémů s kvalitou služby a podpora koncových uživatelů (systém PERT - Performance Enhancement and Response Team).

Síť GÉANTN2+ používá pro E2E služby Ethernet/SDH přepínač Alcatel 1678 MCC, který obsahuje 10GE rozhraní s podporou EVPL (Ethernet Virtual Private Lines). Funkce EVPL umožňuje mapování ethernetových VLAN do VCG (Virtual Concatenation Group), které jsou SONET/SDH vrstvou sítě GÉANT2+ přenášeny jako samostatné virtuální kontejnery (VCAT - Virtual Concatenation).

Síť CESNET2 používá pro návaznost E2E služeb na síť GÉANT2+ modulární L2/L3 přepínač s podporou výměnné optiky na portech 10GE a 1GE. Tento přepínač zajišťuje agregaci VLAN pro jednotlivé E2E služby a je připojen na Ethernet/SDH přepínač sítě GÉANT2+ 10GE rozhraním s podporou 802.1Q.

V letošním roce jsme rozšířili konfiguraci a propojení agregačního přepínače E2E. Současná topologie propojení je uvedena na obrázku. S využitím 802.1Q VLAN lze nyní E2E služby flexibilně přesměrovat do požadovaného cíle (síť GÉANT2+, StarLight, koncový účastník CESNET2). Na obrázku je pro názornost uvedeno propojení do sítě PASNET (802.1Q trunk).

Současné E2E služby jsou spíše chápány jako dvoubodové ethernetové služby mezi dvěma účastníky v různých doménách, tj. na mezinárodní úrovni. V rámci sítě CESNET2 se však stále častěji objevují požadavky na vícebodové ethernetové služby. Stávající řešení s externími přepínači, které ve 2. vrstvě vytvářejí požadovanou službu, ve většině případů postačuje. S ohledem na potřeby aktivity METACentrum jsme se v letošním roce věnovali možnostem vícebodových (multipoint) služeb na obou hlavních vrstvách sítě - optické DWDM a IP/MPLS.

V rámci rozvoje DWDM sítě jsme ve spolupráci s aktivitou METACentrum ověřovali nový typ DWDM transponderů, tzv. XPondery, které podporují vícebodové L2 VPN emulované přímo nad DWDM infrastrukturou (L2/DWDM). Dostupné jsou dva základní typy - GE XPonder (20 GE portů pro připojení koncových klientů) a 10GE XPonder (dva 10GE porty pro připojení koncových klientů).

V DWDM síti CESNET2 jsme použili 10GE XPondery v uzlech sítě Praha, Brno a Plzeň propojené do kruhové topologie (viz obrázek). 10GE XPonder disponuje dvěma 10GE porty pro připojení koncových klientů a dvěma 10GE porty trunkového DWDM rozhraní. Umožňuje několik základních funkčních režimů (2×10GE transponder, L2 přepínač nebo regenerátor), takže je flexibilnější než běžné transpondery. Největším omezením je, že DWDM rozhraní využívá DWDM XFP, a není proto laditelné.

V rámci testování jsme použili L2 režim s podporou QinQ na klientské straně. Nastavení podporovalo datové rámce 9212 B a rovněž byl aktivován mechanismus ochrany okruhů (protection).

Během doladění nastavení parametrů jsme museli zvýšit hodnoty "Committed Burst Size" and "Excess Burst Size" z implicitních 4 k na 4 M, resp. 8 M pro dosažení větší propustnosti. Při ověření programem iperf na připojených stanicích s Linuxem dosahovala přenosová rychlost 9,8 Gb/s bez ztrát paketů. Ověřovali jsme rovněž průměrnou hodnotu zpoždění (RTT), které na nejdelším optickém kanálu Praha-Brno přes Hradec Králové bylo cca 5,43 ms. Při délce kanálu cca 462 km a uvažované rychlosti v optickém vlákně cca 5 mikrosekund/km je výsledná teoretická hodnota cca 4,62 msec, což s dalším zpožděním v Xponderech odpovídá.

Xpondery jsou velmi dobře využitelné pro emulaci vícebodových ethernetových služeb a umožňují rychlé přesměrování provozu záložní cestou (protection) do 50 ms. Je nutné si však uvědomit, že ochranný mechanismus je založen zejména na standardu G.709, takže veškerý provoz prochází vždy celým 10 Gb/s DWDM okruhem.

VPLS (Virtual Private LAN Service) reprezentuje technologii virtuálních privátních sítí na úrovni linkové vrstvy (L2 VPN), která dovoluje emulaci vícebodových ethernetových služeb (EMS, Ethernet Multipoint Service) nad sítěmi realizovanými technikou přepínání paketů, např. typu IP/MPLS. Uživatelé takové VPN dostanou k dispozici emulovaný segment LAN nabízející chování jedné L2 broadcastové domény. Koncoví uživatelé tedy vnímají službu VPLS jako virtuální privátní ethernetový L2 přepínač, který převádí jejich rámce k odpovídajícím cílům v rámci dané L2 VPN.

Výhodou VPLS je, že se jedná o vícebodovou technologii, která umožňuje uživatelům dosáhnout více cílů pomocí jediného fyzického či logického síťového propojení. To vyžaduje, aby síť prováděla převáděcí rozhodování v závislosti na umístění cíle. V kontextu VPLS to znamená, že síť provádí převáděcí rozhodování v závislosti na cílové MAC adrese ethernetového rámce. Jistou atraktivitou vícebodové služby je, že typicky potřebuje méně spojení, aby dosáhla úplného vzájemného propojení několika bodů. Alternativní úroveň takového úplného propojení využívající pouze dvoubodové konektivity typicky vyžaduje mnohem více spojení či suboptimálního směrování paketů. VPLS implementace firmy Cisco je založena na návrhu [Las03], který je podporován poměrně širokým spektrem výrobců (dosud neexistuje RFC standard, neboť specifikace VPLS je stále ještě ve vývoji v rámci IETF).

Hlavní motivací pro zavedení služby VPLS nad IP/MPLS infrastrukturou sítě CESNET2+ byly rostoucí potřeby aktivity METACentrum. Požadovala vícebodové L2 VPN, které by mohly poskytovat tzv. transparentní LAN služby (TLS) pro vzájemné propojení tří hlavních lokalit METACentra v Praze, Brně a Plzni. Jedním z hlavních požadavků bylo zajistit tunelování protokolu IEEE 802.1Q (označované někdy jako 802.1 QinQ, či pouze QinQ) mezi těmito třemi lokalitami tak, aby byl zachován význam jednotlivých VLAN uvnitř globální 802.1Q domény METACentra a zároveň byla zajištěna možnost jejich (částečného) oddělení od ostatního světa pomocí vhodné globální L2 VPN. Tato konfigurace by měla zajistit logickou nezávislost (dynamické) alokace interních VLAN uvnitř globální národní 802.1Q domény METACentra pro potřeby výzkumu pokročilé gridové výpočetní infrastruktury, zejména na bázi vzájemné komunikace virtuálních strojů. Na druhé straně však existuje i požadavek pro zajištění přístupu z/do některých vybraných interních VLAN METACentra do/z okolního světa na úrovni řízené IPv4 a IPv6 konektivity.

První pilotní implementace VPLS v prostředí IP/MPLS sítě CESNET2+ reprezentuje tu nejjednodušší funkční formu: instance VPLS služby pro METACentrum zahrnuje pouze tři lokality METACentra v Praze, Brně a Plzni. Jsou připojeny do příslušných PE směrovačů Cisco 7609 emulujících potřebnou vícebodovou transparentní LAN službu v každém z dotčených uzlů. Tyto PE směrovače provádějí potřebná převáděcí rozhodnutí mezi jednotlivými lokalitami a zajišťují potřebné zapouzdření ethernetových rámců a jejich transport IP/MPLS sítí pomocí technologie "pseudodrátů" (pseudowire). Implementace převáděcích rozhodování služby VPLS je zajištěna každým z těchto tří PE směrovačů pomocí tzv. virtuální přepínací instance VSI (virtual switching instance). Všechny dvojice PE směrovačů jsou vzájemně logicky propojeny "pseudodráty" (full-mesh), po nichž jsou pak transportovány jednotlivé ethernetové rámce.

Pro zajištění podpory VPLS služeb nad IP/MPLS infrastrukturou CESNET2+ bylo nutno dovybavit dotčené PE směrovače Cisco 7609 v uzlech Praha, Brno a Plzeň novými moduly ES-20 Ethernet Line Card, každým se dvěma 10GE rozhraními zapojenými do jádra MPLS páteře (core facing). To umožnilo následující typy připojení lokálních L2 přepínačů METACentra do IP/MPLS infrastruktury CESNET2+:

• buď do VPLS instance METACentrum pomocí 802.1Q trunků zapojených do rozhraní běžných LAN modulů PE směrovačů Cisco 7609, které jsou konfigurovány jako QinQ tunely zajišťující transparentní LAN službu L2/VPLS,
• nebo mohou být některé interní VLAN METACentra směrovány opět pomocí 802.1Q trunků zapojených do rozhraní běžných LAN modulů PE směrovačů Cisco 7609, které jsou však tentokrát konfigurovány jako L3 zakončení těchto 802.1Q VLAN pro protokoly IPv4 a/nebo IPv6 (viz obrázek).

2.6   Plány rozvoje v dalším období

V dalším období budeme pokračovat v implementaci a ověřování pokročilých přenosových a síťových technologií a jejich vlastností v prostředí NREN CESNET2+.

DWDM systém na bázi ONS 15454 MSTP plánujeme rozvíjet jako optický přenosový systém základního jádra sítě CESNET2, a to především v oblastech:

• ověřování nativních ethernetových služeb typu point-to-point a multipoint nad DWDM infrastrukturou (bez dalších mezivrstev, jako je SONET/SDH),
• ověřování možností vytváření a chování "chráněných" optických kanálů (Optical Protection Switch, atd.),
• přenos "cizích" optických signálů DWDM infrastrukturou,
• ověřování principů "directionless" řešení topologie DWDM uzlů,
• rozšíření možností sledování kvalitativních charakteristik sítě (performance monitoring) a jejich zpřístupnění uživatelům pokročilých služeb DWDM sítě.

Ve spolupráci se skupinou zabývající se vývojem statických DWDM systémů založených na optických zesilovačích CLA budeme pokračovat v ověřování těchto systémů v rámci sítě CESNET2:

• osazení dalších optických tras technikou CL DWDM (Praha-Pardubice-Hradec Králové),
• technický návrh osazení jednovláknové trasy Plzeň-Cheb-Most-Děčín-Ústí nad Labem,
• ověřování výsledků aktivity Optické sítě v reálném prostředí sítě CESNET2+ (např. CL ROADM, CLS,atd.),
• technický návrh, příp. realizace statické CL DWDM trasy Opava-Letohrad a transport optického kanálu hlavním DWDM systémem (Cisco ONS 15454) do uzlu Hradec Králové.

Na úrovni IP/MPLS vrstvy sítě se zaměříme na následující oblasti:

• průběžné povyšování IOS směrovačů OSR 7609 na nejnovější verze, implementace nových funkcí a vlastností,
• revize/redesign IPv4 QoS (základní filozofie návrhu, implementace na nových HW modulech atd.),
• IPv6 multicast - podpora a implementace v koncových sítích účastníků,
• IPv6 bezpečnost,
• IPv6 QoS,
• správa a monitoring sítě, statistické sledování provozu, export NetFlow v9 dat pro potřeby výzkumných aktivit,
• ověřování principů architektury páteřní sítě nové generace,
• návrh nové topologie jádra sítě, výběr nových směrovačů s podporou virtuálních a logických směrovačů, 40 Gb/s a možnou rozšiřitelností na 100 Gb/s, podpora principů IPoDWDM.

Oproti předchozím obdobím, kdy jsme se věnovali budování a intenzivnímu rozvoji optické přenosové vrstvy DWDM, se zaměříme více na rozvoj IP/MPLS vrstvy sítě. Rovněž budeme pokračovat v rozvoji E2E služeb na všech vrstvách.

předchozí

obsah

následující