Дайте мне точку опоры...

Во всем мире образовательные учреждения традиционно были и остаются источником и полигоном обкатки новых сетевых технологий. В нашей стране подобные традиции довольно долго не имели под собой базы, но, похоже, ситуация наконец начинает меняться.

МНЕНИЕ
Не пора ли подавать ATM на стол?

До недавнего времени английский термин "ATM campus backbone" не находил адекватного отражения в российской реальности. Во-первых, сама технология ATM по причине своей "сырости" не пользовалась популярностью на рынке системной интеграции, на котором "правили" проверенные технологии вроде FDDI. Во-вторых, финансовое положение отечественных образовательных учреждений зачастую не позволяет им обеспечить хотя бы минимальный уровень компьютеризации, не говоря уже о масштабном внедрении прогрессивных сетевых технологий. Образовательные учреждения попросту оказываются "за бортом" процесса развития сетевых технологий, причем я имею в виду и активное участие в этом процессе. Сегодня положение дел начинает меняться - в МГУ вступает в действие первая очередь проекта, имеющего рабочее название "Опорная точка доступа (ОТ) МГУ".

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПРОЕКТА

Начавшийся в 1991-1992 гг. процесс развертывания сетевых технологий в России, естественно, не обошел стороной и Московский Университет. На различных факультетах (в первую очередь, разумеется, на технических) компьютеры постепенно объединялись в локальные сети. Сотрудничество факультетов друг с другом в различных областях повлекло за собой необходимость объединения их информационных ресурсов, и несколько локальных сетей были связаны между собой. Технически связь осуществлялась по оптическому каналу, а магистральным протоколом оставался все тот же Ethernet. Как и следовало ожидать, ресурс в 10 Мбит/с (номинально 10, а реально, естественно, 2-4) был быстро исчерпан, и к 1995 году встал вопрос о переходе на другую технологию, а заодно на другой организационный уровень (взаимодействия не отдельных факультетов, а всего Университета в целом). Вопрос о финансировании начальных этапов проекта был, в общем-то, решен положительно, оставалось только выбрать технологию, причем помимо чисто технических деталей следовало учесть еще одно: от того, насколько удачным будет выбор, зависит решение вопроса о финансировании в будущем.

Выбор магистральной технологии предстояло сделать, по сути, из трех возможных вариантов: Ethernet на 100 Мбит/с, FDDI и ATM. От Ethernet отказались практически сразу (все-таки, по большому счету, это протокол не для магистрали), и рабочая группа проекта встала перед дилеммой: FDDI или ATM? На начало 1995 года чаша весов склонялась, казалось бы, в сторону FDDI - "проверенной в боях" и куда менее дорогостоящей, по сравнению с АТМ, технологии, - и большинство участников проекта поначалу остановились на ней. Однако окончательный выбор был сделан все-таки в пользу АТМ. Почему же?

Во-первых, в случае наращивания пропускной способности магистрали FDDI до сравнимой с АТМ пропорционально возросла бы и стоимость проекта. Во-вторых, пользователи, составляющие единые рабочие группы, в МГУ на практике часто оказываются в различных зданиях. Например, в одном только Лабораторном корпусе размещены сотрудники различных факультетов, и все они хотят работать в своих "родных" сетях. Возможности АТМ по организации виртуальных сетей (VLAN) оказываются здесь как нельзя кстати. В-третьих, АТМ обеспечивает хорошее поле для экспериментов - проект помимо чисто практической приобретает также исследовательскую ценность. Из последнего следует, что имеется и чисто психологическая причина: построение основанной на АТМ сети "с нуля" было настоящим вызовом (в том числе и в плане опыта) и, следовательно, представляло собой все более и более соблазнительный вариант. К тому же это вполне "серьезный, перспективный проект", что позволяет поддерживать устойчивый к нему интерес у всех его участников, и не в последнюю очередь у представителей финансирующих организаций.

Следующим после выбора технологии шагом был, естественно, выбор производителя оборудования. Опять-таки предпочтение было отдано не самому очевидному кандидату: сеть решено было строить на оборудовании Cisco. Почему не самому очевидному? Компания в то время, разумеется, уже поддерживала ATM, но до приобретения ею StrataCom оставался еще целый год, и в общественном мнении Cisco не принадлежала к числу "АТМ-компаний". Основным аргументом в пользу Cisco послужил тот факт, что "неизведанность" технологии как бы уравновешивалась верой в производителя. Кроме того, Cisco имела "университетскую программу", по которой оборудование можно было приобрести со значительной скидкой. Поставщиком и консультантом стала московская компания IBS, которая решила вопросы логистики, участвовала в составлении спецификации проекта, а также помогла рабочей группе проекта добиться распространения специальных скидок на некоторые продукты, формально не попавшие или не успевшие попасть под действие "университетской программы".

ЧТО, ГДЕ, КОГДА...

Прежде чем перейти к техническим деталям проекта, остановлюсь поподробнее на его целях. Кроме задачи создания магистрали, ОТ МГУ должна была предоставлять интегрированные услуги (Internet, видеоконференции, кабельное телевидение, телефонная магистраль) пользователям МГУ. На первом этапе реализации проекта такие услуги будут предоставляться ограниченному числу пользователей в Главном здании МГУ (Ректорат, Центр электронных коммуникаций), однако позже подобного рода возможности будут доступны всем пользователям АТМ-сети МГУ.

ОТ МГУ должна стать также мощным проводником видео-, мультимедиа- и текстовой информации с видео-, мультимедиа-серверов ОТ МГУ, сервера баз данных ОТ МГУ и других серверов распределенного стенда. Общая направленность видео- и аудиоматериалов, представляемых на серверах, будет соответствовать направлениям деятельности МГУ, научным, научно-коммерческим проектам и работам, выполняемым в МГУ. К таким направлениям в первую очередь относятся: телемедицина, биотехнологии, картография, обучающие системы по различным предметным областям, лингвистические системы (словари, переводчики) и т. д. К мультимедиа-приложениям, как перспективной части проекта, мы еще вернемся, а пока обратимся к тому, чего уже удалось достичь за год работы.

На январь-февраль 1997 года сделано главное - сеть построена и пригодна для эксплуатации. Первая очередь волоконнооптической сети (6,5 км кабеля из планируемых 10) соединяет отдельно стоящие здания с Центром электронных коммуникаций МГУ, расположенным в Главном здании. Кабельная инфраструктура построена по топологии "звезда" с двойным ресурсом по каждому направлению. На основных направлениях проложен 48-волоконный одномодовый кабель производства фирмы Nokia. Такое решение в построении кабельной инфраструктуры обусловлено использованием АТМ в качестве магистрального протокола.

В Центре электронных коммуникаций установлен коммутатор ATM Cisco LightStream 1010 c 8 портами АТМ (одномодовое оптоволокно на 155 Мбит/с). Один из портов применяется для подключения к опорной точке Научного Парка МГУ, второй - для выхода в глобальную сеть Internet через маршрутизатор, остальные 6 - для связи между зданиями факультетов и институтов МГУ. В качестве коммутатора между сегментом АТМ и локальными сетями Ethernet отдельно стоящих зданий используются устройства Cisco Catalyst 5000 с интерфейсом АТМ и 12 портами Ethernet 10/100 Мбит/с. Для стыковки сети АТМ с Internet применяется маршрутизатор Cisco 7010 с интерфейсом АТМ, подключенным к одному из портов Cisco Light Stream 1010.

В ближайшем будущем предполагается нарастить коммутатор LightStream, добавив к нему модули с дополнительными портами UTP и FO. Дополнительные оптические порты необходимы для полного завершения первой очереди проекта создания сети АТМ Университета, предусматривающего инсталляцию 10 точек доступа в различных зданиях. Один дополнительный порт UTP планируется использовать для связи с коммутатором ATM для рабочих групп. Этот коммутатор должен будет обеспечить подключение на скорости 25 Мбит/с двух видеостудий (по 2 порта), трех-пяти рабочих мест персонала, пульта дежурной смены, аппаратуры контроля и мониторинга, а также восьми-десяти клиентских рабочих мест для сотрудников МГУ. Для решения указанной задачи решено применять следующее устройство компании Madge: Collage 280 Workgroup Switch c двумя портами ATM на 155 Мбит/с и 12 портами ATM на 25 Мбит/с. Второй порт UTP необходим для соединения с видеосервером, которому потребуется высокоскоростной прямой доступ к основному оборудованию ОТ МГУ. Тут мы опять забегаем вперед, но не сильно, поскольку к разговору о видеосервере я предполагаю скоро вернуться.

СЕТЬ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Как я уже говорил, создаваемая сеть помимо практической имеет еще и исследовательскую ценность и с самого начала подвергается (и будет подвергаться в дальнейшем) тестированию на различных уровнях. Во-первых, это неизбежная и не такая уж интересная проверка работоспособности опорной магистрали на физическом уровне (изменение затухания сигнала на различных участках). Во-вторых, и это уже действительно интересно, - проверка работоспособности системы на АТМ-уровне (измерение задержек/количества ошибок при взаимодействии разных АТМ-устройств). Возможные неприятности, возникающие при экспериментах с сетью, в данном случае не грозят повлечь за собой весьма и весьма значительные материальные потери, как в случае если сеть установлена, например, в крупном банке. Следовательно, появляется реальная возможность испытывать АТМ "на прочность" в условиях работающей сети с интенсивным трафиком и различными сочетаниями плохо моделируемых при тестировании "на столе" случайных факторов.

Под взаимодействием разных АТМ-устройств подразумевается прежде всего взаимодействие устройств различных производителей. Руководители проекта ясно осознают, что с развитием сети в ней будет появляться все больше продукции от самых разных компаний. Вызвано это как развитием самой технологии АТМ, так и постоянно возникающими (хотя и довольно успешно решаемыми) вопросами финансирования. Сегодня в порядке эксперимента "в одной упряжке" с LightStream 1010 работают также два коммутатора: один производства Fore - ASX200BX (предоставлен компанией "Комкор"), второй производства Madge - Collage 280 (компания "Ай-Ти"), образующие вместе с LightStream своего рода треугольник (см. Рисунок 1).

Коммутатор производства Madge "пробовался" на роль коммутатора небольшого здания (впрочем, результаты тестов на интероперабельность заинтересовали и "Ай-Ти"). Предварительные итоги тестирования показали полное соответствие реальных возможностей и характеристик оборудования с заявленными, что в сочетании с весьма удачным соотношением "цена/функциональность" укрепило рабочую группу проекта в решении остановиться именно на нем. Коммутатор производства Fore тестировался по просьбе компании "Комкор": компания в данный момент определяется с выбором оборудования ATM для волоконнооптической сети, оператором которой компания является. Коммутатор ASX200BX не удалось "с ходу" заставить динамически менять структуру соединений в случае физических обрывов линий. В ближайшее время в сети будет также тестироваться коммутатор производства General DataCom (опять по просьбе "Комкор"). Руководство проекта надеется, что компаний, заинтересованных в тестировании оборудования АТМ, новые модели которого появляются в последнее время довольно часто, станет больше. Конечно, говорить о полномасштабном тестировании "от и до" еще рано, поскольку оборудование испытывалось только с позиций его потенциального применения, но, в любом случае, результаты экспериментов представляют несомненную ценность при явной нехватке сегодня объективной информации об интероперабельности оборудования АТМ от различных производителей, тем более в работающих сетях.

Другим интересным исследованием будет проверка работоспособности мультимедиа-приложений; приспособленность к работе с ними является одним из аргументов сторонников АТМ во всем мире.

Во-первых, тестирование предоставления видеосервисов по запросу (Video on Demand - VoD). Проект предусматривает установку по завершении построения собственно сети выделенного сервера, назначение которого в предоставлении конечным пользователям сервиса VoD. Сервер должен обеспечивать высокую скорость доступа к видео- и мультимедиа-информации и высокую степень интерактивного управления потоком информации со стороны конечного пользователя. В функции сервера будет входить:

• поддержка дуплексного канала связи с магистральным коммутатором АТМ на 155 Мбит/с;
• открытие и закрытие видеопрограмм по запросу;
• выполнение при просмотре функций перемотки, ускоренного просмотра, паузы и т. п.;
• одновременная трансляция MPEG-данных на различные конечные устройства несколькими видеопотоками с различными характеристиками;
• выполнение функций записи новых программ и удаления старых;
• выполнение функций сборки и монтажа видеопрограмм.

Во-вторых, установка выделенного сервера для трансляции программ кабельного и спутникового телевидения по сети АТМ, который должен:

• преобразовывать аналоговый сигнал в MPEG-2 в режиме реального времени;
• далее преобразовывать сигнал в АТМ-поток;
• распространять трансформированный поток по всем сегментам сети;
• предоставлять выбор программ конечным пользователям.

И, естественно, ряд мультимедиа-приложений завершают видеоконференции, которые с каждым днем становятся все более и более популярными. Здесь я еще раз отмечу, что эксперименты с видео помимо удовлетворения любознательности экспериментаторов имеют еще и практическую цель - использование мультимедиа-информации в учебном процессе. Медицинский факультет Университета, например, начинает все настойчивее интересоваться у руководителей проекта, когда они смогут предоставить видеосервис. И этот интерес не случаен: АТМ в сочетании с мультимедиа очень активно применяется именно в сетях медицинских учреждений, и зачастую клиники входят в структуру крупных университетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Очень хочется, чтобы этот интересный проект получил дальнейшее развитие, поскольку рассчитывать на скорое появление у нас в стране второго такого же (как по масштабам, так и по степени открытости) АТМ-полигона не приходится. Впрочем, успешное завершение проекта (поскольку сети имеют свойство непрерывно развиваться, речь идет о завершении в целом) может открыть дорогу построению аналогичных сетей в других крупных вузах России. Успех же проекта не в последнюю очередь зависит от того, насколько заинтересованы будут в нем (конкретно в развитии испытательного стенда) производители и поставщики оборудования АТМ. Возможно, эта публикация пробудит у них интерес к получению экспериментальных данных о работе предлагаемой ими продукции, поскольку наличие такой информации предоставляет дополнительные преимущества в конкурентной борьбе. (Не говоря уже о том, что в представительствах производителей и в российских компьютерных фирмах на руководящих постах работает немало выпускников МГУ.)

МНЕНИЕ

Не пора ли подавать ATM на стол?

Проект "Опорная точка доступа МГУ" предусматривает подключение непосредственно к ATM нескольких рабочих мест. Конкретно речь идет о станциях видеоконференц-связи, но участники рабочей группы проекта в один голос утверждают, что можно было бы построить на ATM хоть всю сеть МГУ, от магистрали до ПК. Единственное существенное препятствие, по их мнению - то, что конкретные локальные сети каждого факультета имеют сложную историю создания, получившую отражение в довольно запутанной структуре. А "новая жизнь" потребует перепланировки их кабельных систем под архитектуру коммутируемых сетей, что в масштабах МГУ сопряжено со значительными организационными трудностями.

Если окинуть беглым взглядом компьютерную прессу прошлого года, сразу бросается в глаза то, что практически все посвященные миграции к АТМ публикации последнего времени единогласно заверяют, что "настольный" АТМ остается пока слишком дорогим удовольствием и сегодня нужен только там, где он действительно нужен. Ну в крайнем случае, если компания может позволить себе долгосрочные инвестиции в информационные системы и хочет, раз построив свою сеть, долго не возвращаться к этому вопросу, -тогда полный переход к АТМ окажется оправдан.

Руководитель рабочей группы проекта Вячеслав Тарев утверждает, что, когда речь заходит о крупных сетях, если сравнивать АТМ на 25 Мбит/с со, скажем, коммутируемым Ethernet на 100 Мбит/с, последний не предоставляет сколь-либо заметной материальной выгоды. При подготовке проекта рабочая группа изучила всю доступную информацию о рынке АТМ-устройств и была приятно удивлена тем, что цены на оборудование АТМ настольного уровня "наступают на пятки" стоимости оборудования для Fast Ethernet, который по реальной скорости передачи практически не отличается от настольного АТМ, но уступает ему функционально. Автор не исследовал мировой рынок розничных цен, но изучение соответствующих разделов "Каталога сетевых продуктов" журнала LAN за 1997 год показало, что рекомендованные цены производителей на адаптеры АТМ (25 Мбит/с) и Fast Ethernet перекрываются (в районе 200-300 долл.). Учитывая оживление маркетинговой деятельности вокруг АТМ, можно предположить, что реальные цены продаж перекрываются сильнее, причем уже в диапазоне 150-250 долл. Конечно, заявлять категорично, что во всех конфигурациях сети полный переход на АТМ будет однозначно экономичным решением, нельзя, но если магистраль сети по плану будет строиться на АТМ, то довести АТМ до рабочих мест окажется вполне посильной задачей.

Рассмотрим это на нашем примере. В МГУ, как мы знаем, уже имеется магистраль АТМ, причем в качестве коммутатора для рабочих групп выбран продукт компании Madge Networks Collage 280. У этого устройства порты динамически переконфигурируются на Ethernet или ATM (коммутатор сам распознает, к какому типу сети подключен порт). Сейчас 99% ПК в сети подключены к Ethernet, но переход на АТМ в данном случае будет означать, грубо говоря, не более чем замену сетевых карт в рабочих станциях, и теоретически провести его можно довольно безболезненно и не очень дорого (цены неуклонно снижаются). В общем, если заложить в архитектуру сети перспективу постепенного перехода на "тотальный" АТМ, то защита инвестиций перекроет любые единовременные расходы.