Шайбу, шайбу!

Спортивный комплекс как потребитель информационных технологий.

Сетевые и телекоммуникационные технологии проникают во все сферы человеческой деятельности, в одних областях в большей, в других — в меньшей степени. Не является исключением и спорт. Во время трансляций с любых соревнований мирового или континентального значения в информационных титрах (с результатами забега, счетом матча и т. д.) практически всегда присутствуют логотипы технических спонсоров — ведущих производителей на рынке высоких технологий.

Для информационного обеспечения телетрансляций спортивные объекты должны иметь необходимую инфраструктуру. Поэтому, чтобы иметь право претендовать на проведение соревнований международного уровня, современный спортивный комплекс обязательно должен решить эту техническую задачу. Однако каждое сооружение такого рода по-своему уникально, и единой схемы реализации подобных проектов не существует, поэтому любой опыт в данной области особенно ценен.

ПРАЗДНИК НА ЛЬДУ

Самым новым (из введенных в эксплуатацию после реконструкции или строительства) из спортивных сооружений мирового класса в России является новый спортивно-концертный комплекс в Санкт-Петербурге, также известный под поэтичным названием «Ледовый дворец». СКК был построен специально к проходившему в этом году чемпионату мира по хоккею, но, разумеется, не является зданием «одноразового использования». Комплекс стоимостью в 84 млн долларов на пятнадцать с половиной тысяч зрителей должен стать новым культурным и деловым центром северной столицы. Несмотря на то что само название «Ледовый дворец» ассоциируется в первую очередь с хоккеем, его арена может использоваться для организации соревнований под крышей по практически любым видам спорта.

Дворец также является отличной площадкой для проведения концертно-зрелищных мероприятий, в том числе для выступления звезд мирового уровня. В частности, на момент написания статьи в новом СКК уже прошел концерт легенды шок-рока Элиса Купера, шоу которого отличаются театрализованностью и насыщенностью эффектами и, соответственно, весьма требовательны к возможностям концертной площадки. Концерт был организован менее чем через месяц после завершения чемпионата, и арену Дворца планируется так же активно эксплуатировать и в дальнейшем. В среднем комплекс предполагается задействовать с КПД на уровне около 50% — 160 дней в году. Учитывая, что крупные культурные и спортивные события происходят не каждый день, это очень хороший показатель.

Не стоит, правда, думать, что оставшиеся двести дней комплекс будет простаивать без дела, поскольку немалые площади СКК позволяют сдавать часть помещений в аренду. (Примером привлекательности подобных объектов для арендаторов может служить московский СК «Олимпийский», впрочем, и в СКК процесс продажи VIP-лож и офисов уже идет полным ходом.) Арена Дворца пригодна также для проведения различного рода крупных выставок и аналогичных мероприятий. Дирекция комплекса рассчитывает, что затраты на его построение окупятся в течение пяти лет (также весьма хорошие сроки).

Такая многогранность комплекса и ориентация на коммерческую эксплуатацию выдвигают достаточно жесткие требования к его телекоммуникационной инфраструктуре. Если в качестве примера взять только спортивные мероприятия, то используемые приложения (в первую очередь, для сбора статистики) могут разительно отличаться, так как каждый вид спорта имеет свои уникальные особенности. Например, во время матчей чемпионата по хоккею сидевшие по всему периметру арены ассистенты фиксировали в своих ноутбуках все передачи, голы, нарушения и т. д. А если бы соревнования проводились по пинг-понгу, то информацию пришлось бы собирать с двух десятков столов и совершенно по другой методике. Не следует забывать также, что все используемые на соревнованиях мирового уровня информационные системы являются «привозными», т. е. организаторы (федерации соответствующего вида спорта) привозят с собой все серверы, клиентские места и т. д., и, как можно догадаться, не за месяц до начала. Таким образом, СКК должен обеспечивать возможность быстрого развертывания специализированных систем и адаптации сети в соответствии с их требованиями. А поскольку соревнования нередко проводятся параллельно (на одной половине перегороженной арены проходят состязания по боксу, например, а на другой — по гимнастике), то сеть должна иметь возможность адаптироваться под различные приложения, и при этом ей приходится одновременно обслуживать потребности собственно СКК и компаний-арендаторов.

ВСЕ ВИРТУАЛЬНО

В роли системного интегратора выступила компания Global One. В соответствии с предъявляемыми требованиями сеть СКК должна была обеспечивать высокую степень гибкости и в то же время обладать высоким уровнем надежности. Поскольку архитектура Ледового дворца заметно отличается от типичной «бизнес-башни», построение кабельной системы (эта часть проекта выполнялась петербургской компанией «Эврика») по канонам стандартов представляло собой непростую задачу.

Выход был найден в разделении каждого из пяти этажей комплекса на четыре зоны, в каждой из которых имеется собственное кроссовое помещение. Таким образом, комплекс был разделен по вертикали на своего рода «виртуальные здания», а сами «здания» были объединены как бы в территориальную сеть. Такой подход позволил построить СКС с соблюдением требований стандартов и обеспечить при необходимости возможность коммутации между любыми двумя точками Дворца.

Все магистральные соединения между этажами и зонами организуются при помощи многомодовых волоконно-оптических кабелей, к рабочим местам проложен кабель Категории 5. Следует отметить, что абонентские розетки установлены не только в офисах, пресс-центре и других помещениях, но и на трибунах — на судейских местах, в комментаторских кабинах, в ложе прессы. Это дает возможность пользоваться всеми преимуществами СКС и во время соревнований. В свою очередь, отсутствие необходимости во временной прокладке кабелей повышает надежность работы специализированных приложений.

Виртуальный подход реализован и в архитектуре самой сети. Магистраль сети состоит из четырех АТМ-коммутаторов Cisco LightStream 1010 с каналами на 622 Мбит/с между ними (см. Рисунок 1). Этажными коммутаторами являются устройства Cisco Catalyst 5509 и 2924M XL, в большинстве своем они подключены к магистрали также по каналам на 622 Мбит/с (некоторые — на 155 Мбит/с). Через канал на 155 Мбит/с магистраль подключается к сети Global One, по нему СКК получает различные телекоммуникационные услуги, в частности выход в Internet. В обычные дни емкость канала задействуется далеко не полностью, но он дает возможность при необходимости получить дополнительные телекоммуникационные ресурсы в полном объеме. В частности, во время проведения чемпионата Дворец имел канал Internet на 20 Мбит/с. От проникновения злоумышленников через Internet сеть защищена брандмауэром Cisco PIX Firewall.

Как уже было отмечено выше, основным требованием к сети является возможность быстрого развертывания и параллельной работы самых различных приложений. Это достигается за счет организации виртуальных локальных сетей. Всего в сети существует более десятка VLAN — для технического персонала, различных групп пользователей, мест в VIP-ложах и офисах, серверов Web и внутренних серверов СКК и т. п. Входящие в VLAN рабочие места обслуживаются в общем случае различными этажными коммутаторами, поэтому их необходимо было объединить через магистраль АТМ. Из возможных способов решения этой задачи был выбран подход на базе постоянных виртуальных каналов (Permanent Virtual Circuit, PVC). Каждому PVC может быть назначен собственный класс обслуживания QoS, поэтому трафику каждой VLAN можно предоставить свой приоритет, указать его критичность и т. п.

Организация VLAN посредством PVC не лишена недостатков. PVC в АТМ пока что не поддерживают транкинга VLAN — т. е. все относящиеся к одной VLAN PVC нельзя объединить на магистрали в один. Это означает, что для связи с другими частями каждая часть VLAN должна иметь отдельные PVC (принцип полной связности). Это заметно увеличивает количество PVC в сети, например каждая VLAN, чьи пользователи обслуживаются всеми одиннадцатью этажными коммутаторами (а таких в сети три), порождает в магистрали 55 PVC. Наличие большого числа PVC несколько осложняет задачу управления сетью; вместе с тем, как говорилось выше, использование PVC дает и значительные преимущества в управлении, причем они более весомы, чем возникающие неудобства.

Поддержка VLAN на всех этажных коммутаторах позволяет объединить в одну виртуальную сеть любые рабочие места. Для достижения наибольшей гибкости в управлении назначение портов на этажных коммутаторах конкретным VLAN осуществляется при помощи сервера управления политикой VLAN (VLAN Management Policy Server, VMPS). На отдельном сервере VMPS TFTP создается таблица, где задается взаимно-однозначное соответствие МАС-адреса рабочей станции и конкретной VLAN. На основе этой таблицы VMPS-серверы этажных коммутаторов ассоциируют «свои» порты Ethernet с различными VLAN в соответствии с МАС-адресами обслуживаемых ими рабочих станций. Взаимодействие VLAN осуществляется через конфигурируемые на коммутаторах Catalyst виртуальные маршрутизаторы. Всего в сети функционирует три виртуальных маршрутизатора, обслуживающих различные VLAN (включая и те, что распределены по всем коммутаторам).

Реализованная схема организации VLAN (см. Рисунок 2) дает пользователю возможность, подключившись к любой действующей розетке, немедленно получить доступ ко всем сетевым ресурсам в соответствии с предоставленными ему правами. Особенное значение такая возможность имеет для пользователей с ноутбуками, число которых заметно возрастает во время различных соревнований. Впрочем, и обычных пользователей приходится время от времени переводить на новое место, так что организация VLAN позволяет в этом случае минимизировать изменения в конфигурации СКС. Кроме того, при необходимости (в случае ремонта, например) этажные коммутаторы можно переместить из зоны в зону совершенно прозрачным образом: все, что требуется, — это провести перекоммутацию магистральных каналов. Часть портов сети привязана к различным VLAN статически — это преимущественно серверы и техническое оборудование. Для удобства в сети организована VLAN «по умолчанию», куда включаются все временные пользователи. Если в сети появляется рабочая станция с МАС-адресом, отсутствующим в таблице VMPS, она автоматически приписывается к этой VLAN и получает доступ только к Internet (или к общедоступным ресурсам), а внутренние ресурсы сети — например серверы СКК, остаются таким пользователям недоступны.

Такой подход позволяет, в частности, не отвлекая технических специалистов, обеспечить возможность комфортной работы для многочисленных корреспондентов, которые могут появляться в СКК и покидать его довольно-таки бессистемно и которым может понадобиться доступ в Internet для связи с редакциями и обращения к различным информационным ресурсам.

Поскольку политику предоставления ресурсов каждой отдельной VLAN можно менять, а организация при необходимости специфических VLAN не является серьезной технической проблемой, сеть СКК может быть адаптирована практически для любой ситуации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Такие объекты, как Ледовый дворец, разумеется, не являются типовыми зданиями, и строятся они не так часто, как офисные здания. Однако опыт построения сети СКК вполне может быть применим и в дальнейшем. Во-первых, строительство и реконструкция подобных спортивных сооружений в нашей стране и СНГ все-таки производится. Во-вторых, некоторые построенные и строящиеся торговые и бизнес-центры имеют в чем-то похожую архитектуру. А если отвлечься от архитектуры зданий, то, как можно видеть, с точки зрения требований к сети рассмотренное решение оказывается применимо и к другим многоцелевым объектам. Последних в нашей стране достаточно много, так как в России практически любое крупное коммерческое сооружение, вне зависимости от его основного предназначения, используется по максимуму (или, по крайней мере, его владельцы к этому стремятся). Информационная и телекоммуникационная инфраструктура здания, как видим, может служить хорошим подспорьем в решении этой задачи.

В двух словах: «Ледовый дворец»