Выбирая дорогу к дому

Выражение «оптимизация маршрутов» знакомо многим, но в данном случае речь идет не о привычном способе поддержки качества обслуживания. Способна ли рассматриваемая технология оживить рынок маршрутизации IP?

Качество обслуживания в Internet часто воспринимается как оксюморон, особенно если речь идет о поддержке такового между сетями. Но сочетание старого доброго множественного доступа (multihoming) и новой оптимизации маршрутов (Route Optimization, RO) может привести к кардинальным изменениям функциональных возможностей общедоступных сетей в применении к бизнесу.

Оптимизация маршрутов опирается на множественный доступ, где компании используют два и более различных маршрутов для связи с несколькими провайдерами Internet, аналогично тому, как на автомагистралях возводятся пандусы для объезда мест большого скопления людей (наподобие аэропорта или стадиона). Когда одна дорога забита машинами, водители выбирают иной маршрут, чтобы доехать до места назначения. То же самое происходит и в случае множественного доступа. Для своих пользователей компании создают несколько маршрутов к пунктам назначения в Internet.

Из данной статьи вы узнаете о множественном доступе, оптимизации маршрутов и о том, как они работают вместе. Вы сможете определиться, нужно ли вам такое объединенное решение, и познакомитесь с главными игроками этого развивающегося сектора рынка. Наконец, вы получите советы по выбору наиболее подходящего решения для вашей компании и определите, должно ли оно строиться на основе оборудования в помещении заказчика (Customer Premises Equipment, CPE) или на приобретении сервиса.

Во множественном доступе нет ничего нового. Большинство организаций использует эту технологию, чтобы обеспечить избыточность и восстановление после сбоев. К ним относятся компании, работающие в финансовой сфере, в области электронной коммерции, индустрии развлечений, технологические компании, провайдеры приложений (ASP) или управляемых служб (Managed Service Provider, MSP), а также центры обработки данных. Все они должны поддерживать постоянную связь со своими партнерами, поставщиками и пользователями, т. е. им крайне необходим постоянный, круглосуточный доступ в Internet.

Множественный доступ поддерживает работу с несколькими маршрутами, более интенсивный трафик пользователей в связи с расширением присутствия в Internet, а также более стабильное соединение. Но главное — данная технология обеспечивает избыточность. Такие провайдеры, как CoreExpress, Savvis Communications и Focal Communications, а также многие провайдеры Internet с помощью множественного доступа предлагают более высокий уровень сервиса, часто за дополнительную плату.

Поскольку при маршрутизации для определения и выбора кратчайшего пути используется протокол пограничной маршрутизации (Border Gateway Protocol, BGP), множественный доступ только предлагает дополнительные каналы до провайдеров Internet. Он не гарантирует поддержку качества обслуживания, например, для виртуальных частных сетей IP или для приложений цепочки поставок, Extranet, электронной коммерции и даже для передачи голоса по сетям IP (VoIP). Протокол BGP не имеет информации о производительности магистрали, перегрузке или балансировке нагрузки. Поскольку провайдеры стремятся поскорее избавиться от чужого трафика в точках обмена трафиком, в сетях очень часто возникают узкие места и заторы.

Кроме того, у BGP4 довольно низкая скорость восстановления после сбоя при обновлении таблиц межсетевой маршрутизации, и трафик в такие периоды может теряться. Поэтому в случае множественного доступа, несмотря на всю имеющуюся емкость каналов, пользователь получает лишь малую дополнительную производительность, что порождает нехватку пропускной способности и недовольство пользователей (см. Рисунок 1).

Для решения этих проблем и была предложена технология оптимизации маршрутов вместе с множественным доступом. Благодаря мониторингу информации о производительности в крупных сегментах сети Internet (во множестве магистралей, иногда международных, а иногда и региональных), она помогает лучше использовать пропускную способность и снизить затраты. На основе этой информации оптимизация маршрутов позволяет принимать продуманные решения о маршрутизации, т. е. о том, какой канал или «дом» работает наилучшим образом с учетом задержки, потери пакетов, неустойчивой синхронизации и т. д. для исходящего трафика. Вы можете распределить исходящий трафик между несколькими каналами, определяя, какой из них использовать, чтобы наилучшим образом удовлетворить требованиям к производительности конкретного приложения, или предоставить самый дешевый маршрут для конкретного потока. Например, вам могут понадобиться услуги провайдера Internet первого уровня для организации своей виртуальной частной сети IP, но вы можете передавать весь трафик, возникающий при работе в Web, или электронную почту по более дешевым каналам, чтобы конечные пользователи имели возможность выбрать приемлемую для них услугу.

Множественный доступ сам по себе не обеспечивает оптимизацию маршрутов. Данная технология всего лишь предоставляет каналы доступа, которыми вы должны управлять. Продукты для оптимизации маршрутов автоматизируют этот процесс, снижая влияние человеческого фактора (достаточно серьезная проблема в управлении BGP), и информируют сетевого администратора о возможных маршрутах. Менеджер может либо автоматизировать процесс таким образом, чтобы рекомендации по оптимизации маршрутов определялись автоматически, либо активно управлять им.

ЦЕЛЕВОЙ РЫНОК

Так ли уж вам это нужно? Многие аналитики убеждены в необходимости предлагаемых методов при условии, что для работы с критически важными приложениями через Web вы используете каналы от нескольких T1 до нескольких OC-3. Производители сообщают, что интерес к таким решениям, в частности, проявляют финансовые службы, производственные предприятия и порталы Internet. Оптимизация ведет к снижению затрат, особенно когда цена не фиксированная, а компании платят за фактическое использование. При увеличении спроса эти решения позволяют отложить сроки перехода на более широкие каналы, что ведет к дальнейшему снижению затрат.

Однако Burton Group в своем отчете подчеркивает, что, возможно, организациям потребуется сегментировать свои службы множественного доступа, если он не нужен всем сотрудникам. «Решение о том, какие методы и какое оборудование использовать, следует принимать продуманно на основе тщательной оценки следующих параметров. Во-первых, каким сегментом в корпоративной сети необходима обеспечиваемая множественным доступом высокая готовность? — вопрошает Уильям Террилл, аналитик компании Burton Group. — Во-вторых, какие у компании есть внутренние возможности для конфигурации и управления каналами с множественным доступом? И в-третьих, какие финансовые преимущества это дает и какой экономии можно добиться?»

Другие кандидаты для оптимизации маршрутов — провайдеры Internet. С помощью данной технологии они могут добиться более высокой надежности сети и качества обслуживания, а также взимать дополнительную плату за ранжированные соответствующим образом услуги. Появляется возможность оптимизировать прямой трафик до других провайдеров Internet, тем самым расширяются гарантии обслуживания для конечных пользователей.

В итоге, согласно прогнозам аналитической группы NetsEdge Research Group, занимающейся исследованиями RO, оборот этого рынка с 410 млн долларов к 2005 г. увеличится до 2,6 млрд долларов. Прогнозы самих производителей значительно оптимистичнее.

УЧАСТНИКИ РЫНКА

Сейчас появилось несколько новых компаний, предлагающих различные сервисы, которые вызывают огромный интерес. Эти компании специализируются на разработке программного обеспечения для оптимизации маршрутов на базе BGP (netVmg), проектировании аппаратного обеспечения (Route Science) и сервисов (Sockeye Networks). Среди других игроков — Opnix, Proficient Networks, а также Radware, чей продукт, LinkProof, использует преобразование сетевых адресов (Network Address Translation, NAT) в качестве альтернативы BGP. Как и Redware, компанию NSP InterNAP к новичкам не отнесешь, она работает в данной области уже пять лет.

Все предложения можно разделить на две основные категории: CPE, т. е. оборудование для установки в офисе заказчика (netVmg, RouteScience) и сетевые службы (Sockeye, InterNAP). Сначала мы поговорим о реализациях на базе CPE, обратившись в качестве примера к платформе Flow Control Platform компании netVmg. Хотя программные реализации, очевидно, будут отличаться от аппаратных, они имеют несколько общих моментов.

Компания netVmg обычно оценивает существующую сетевую конфигурацию заказчика, формирует политику оптимизации производительности и расходов в соответствии с его внутренними бизнес-правилами и процессами и устанавливает собственное программное обеспечение на имеющихся серверах, помогая заказчику должным образом конфигурировать их. Затем netVmg устанавливает серверы в офисе заказчика и выполняет тесты на производительность, позволяющие гарантировать, что потоки передаются в соответствии с определенной политикой и что маршрутизация выполняется корректно с заданным качеством обслуживания и ограничением затрат.

«Наше программное обеспечение необходимо установить только в одном месте — там, где размещается приложение, к которому будут обращаться удаленные пользователи или партнеры, — отмечает Эд Инглиш, вице-президент по корпоративным разработкам компании netVmg. — Наше решение не предъявляет никаких дополнительных требований к оборудованию и программному обеспечению и не предусматривает изменений в сетевом оборудовании или у провайдеров на удаленном конце соединения».

Хотя некоторые продукты рекламируются производителями как полностью конфигурируемые заказчиком, при подготовке к работе большинства из них необходима, как минимум, определенная настройка, в которой участвуют и заказчик, и производитель. Один из спорных моментов заключается в том, в какой мере заказчику придется изменять контент и приложения либо модифицировать сетевую архитектуру, чтобы аппаратное обеспечение оптимизации маршрутов могло обращаться к существующему маршрутизатору CPE и использовать пути передачи данных.

Что касается обслуживания, то здесь самой популярной компанией стала Sockeye, предлагающая услугу GlobalRoute. Заключив первый договор с Focal Communications, компания предлагает те же функции мониторинга маршрутов, что и netVmg, но поддерживает партнерское соглашение с Akamai Technologies для доступа к своим 13 тыс. серверам в более чем 1000 сетей. Это дает Sockeye общее представление о производительности Internet в дополнение к измерениям характеристик линии связи и данных зондирования CPE и позволяет получить более развернутый отчет о параметрах магистрали IP. Менеджеры могут использовать эти данные для принятия собственных решений о маршрутизации или реализовать их автоматически (см. Рисунок 2). Следует помнить о том, что очень многие предлагают дополнительные возможности, так что имеет смысл рассмотреть и другие решения. Однако, чтобы не сравнивать между собой производителей, ниже в данной статье перечислены основные характеристики, на которые следует обратить внимание.

Главный конкурент Sockeye — компания InterNAP — организует канал доступа от офиса заказчика к собственной точке присутствия (POP), связанной с провайдерами Internet первого уровня. Трафик направляется по самому оптимальному пути. В отличие от Sockeye, InterNAP не требует использования множественного доступа в офисе заказчика.

Заказчики пока весьма сдержанно относятся к оптимизации маршрутов, хотя производители заявили о заключении нескольких контрактов (Opnix, к примеру, сообщает о нескольких весьма крупных договорах). У компания InterNAP, существующей более пяти лет, самые общительные заказчики. Майк Эпгар, президент и генеральный директор Speakeasy Network, провайдера Internet, применяет InterNAP для всего трафика Speakeasy, включая электронную почту, VoIP и видео. «Последние четыре года InterNAP предлагает нам стопроцентную готовность, — подчеркнул Эпгар. — Качество их пропускной способности и высочайший уровень обслуживания и поддержки потребителей сполна оправдывают разницу в цене с более традиционными провайдерами. Мы смогли освободить собственный персонал от нагрузки по управлению. Было бы очень сложно добиться уровня обслуживания, предлагаемого InterNAP, собственными силами».

Точно так же Дуг Кевит, вице-президент по сетевой инфраструктуре McAfee.com (сайт этой компании, по утверждению ее руководства, занимает 44-е место в списке крупнейших сайтов Web), уже два года пользуется услугами InterNAP для поддержки соединений Internet и загрузки информации, добиваясь в пиковые периоды пропускной способности более 200 Мбит/с. На вопрос об экономии средств и управлении обслуживанием Кевит ответил: «Все замечательно, нам удалось избежать перебоев в работе магистрали, и мы смогли консолидировать наши расходы, поскольку существенно сократили число производителей, с которыми работали. InterNAP имеет прекрасные центры управления сетью NOC, где работают талантливые инженеры, но при этом нам предоставляются определенные возможности управления; мы отслеживаем и контролируем всех наших производителей, и в то же время нам удалось несколько замедлить расширение штата сотрудников, так что данную технологию можно рассматривать как средство управления персоналом».

НАБОР ХАРАКТЕРИСТИК

Перечисленные далее факторы следует учитывать при выборе решения по оптимизации маршрутов как на основе CPE, так и на основе сервиса.

Первоочередное внимание необходимо обратить на методику измерения производительности в магистрали. Продукт должен проводить измерения во всех каналах с множественным доступом, а не только в активном канале. При переходе со ставшего неэффективным активного маршрута на другой важен оптимальный, а не случайный выбор магистрали для потока трафика.

Иногда выгодно работать как с активными, так и с пассивными методами. Если не нравится активное тестирование по методу «запрос/ответ», ищите решение, где применяются и те, и другие, когда трафик измерения Internet от серверов и маршрутизаторов посылается на зонды производителя, взаимодействующие с платформой оптимизации маршрутов. Продукт должен учитывать предпочтения заказчика при определении того, каким образом собирать данные.

Реализуемая некоторыми компаниями возможность опережающего мониторинга позволяет прогнозировать, где вероятнее всего возникнет перегрузка в каналах, и сопоставить прогноз с потоками данных заказчика. Прежде чем производительность начнет падать, трафик соответствующим образом перенаправляется, помогая компенсировать медленно протекающие реактивные измерения.

Время отклика, или насколько быстро решение определяет факт перегрузки на активном пути и перемещает трафик на оптимальный маршрут, зависит от производителя. Коэффициент селекции зависит от локального устройства CPE и провайдера NOC и, таким образом, сдерживает изменение маршрутизации. При анализе следует учитывать подтвержденные результаты, базирующиеся на оценках качества обслуживания, сделанных конечным пользователем для каждого потока и каждого приложения.

Заказчики должны иметь полный контроль над политикой оптимизации маршрутов. Если самый дешевый неактивный путь не соответствует требованиям соглашения об уровне обслуживания (Service Level Agreement, SLA), то трафик направляется в самую недорогую магистраль, которая этим требованиям удовлетворяет. Политика должна включать бизнес-правила, связывающие пользователей, группы пользователей и их IP-адреса с конкретными затратами и параметрами качества обслуживания. Централизованное администрирование следует передать в руки сетевого инженера, но этому человеку может потребоваться предоставить определенным конечным пользователям привилегии изменения политики.

Наряду с интерфейсом командной строки (Command Line Interface, CLI) администратору необходим графический пользовательский интерфейс Web для управления сетью или эквивалентная программа для определения политики и коэффициентов значимости канала в соответствии с затратами. Не менее важные факторы — мониторинг посредством SNMP, мощность, диск, память и уровень загруженности центрального процессора.

Платформа оптимизации маршрутов должна поддерживать все виды трафика, которые вы планируете использовать. Поддержка Web, виртуальной частной сети и VoIP также весьма существенна. Если у вас есть детальные требования к трафику или вы намерены добавить более эзотерические протоколы, это необходимо оговорить отдельно.

Убедитесь, что ваша платформа оптимизации маршрутов предоставляет гибкие возможности настройки балансировки нагрузки, которую можно выполнять с учетом реальной загруженности канала. Простая политика предпочтения каналов не всегда достаточно подробна или выгодна по цене.

Детализированный отчет о реальных потерях пакетов, задержке и снижении производительности, как для активных путей, так и для прогнозируемой производительности, необходим для каждого канала провайдера Internet. Сравните уровень использования пропускной способности входящим и исходящим трафиком и затраты для каждого из провайдеров Internet. Кроме того, проанализируйте измерения характеристик для каждого пользователя и потока, которые отслеживают качество обслуживания в нескольких сетях, с точки зрения заказчика. В отчетах должна указываться производительность для выбранных префиксов назначения по каждому каналу. Изоляция ошибок, диагностика и операции по изменению маршрутов также важны.

Управление должно быть защищенным, при этом аутентификация и авторизация обязаны соответствовать установленному уровню безопасности.

Не меньшее значение может представлять диапазон предлагаемых решений. Если вам необходима более широкая поддержка, ищите производителя, который возьмется изучить вашу сеть и ответить на неизбежно возникающие вопросы при работе с несколькими провайдерами Internet. Вы сможете воспользоваться его опытом в вопросах маршрутизации BGP; производительности и архитектуры Web; подготовки счетов в виртуальной частной сети и системах оперативной поддержки (Operation Support System, OSS).

ПРОДУКТ ИЛИ СЛУЖБА?

Теперь вы будете оценивать продукты и услуги, основываясь на глубоком понимании требований вашей сети. Производители решений на базе CPE утверждают, что их автономные продукты лучше измеряют характеристики работы конечных пользователей, принимая в результате более взвешенные решения о маршрутизации. Другой спорный момент связан с тем, что заказчик исходит из предположения о том, что работа оборудования не замедляется, так как ему не требуется взаимодействовать с внешним центром управления провайдера, поэтому продукты оптимизации маршрутов могут реагировать быстрее, чем служба. (Это пока не проверено независимыми экспертами.)

netVmg заявляет, что ее программное обеспечение не создает помех и конфигурируется в соответствии с определенной заказчиком политикой, в то время как сервисные решения реализуются в более унифицированной манере. «Наши заказчики говорят о том, что им хотелось бы получить более «интеллектуальные» функции и иметь больший контроль на границе сети. Они не хотят в этом полностью полагаться на своих провайдеров услуг и быть привязанными к некой удаленной, чужой системе, передающей команды на их оборудование», — объяснил Инглиш.

Партнерство компаний Sockeye и Akamai позволяет первой получать данные о производительности по всему земному шару и загружать информацию об абонентской линии связи с зондов заказчиков, формируя тем самым полную картину. Sockeye и InterNAP отмечают, что эта архитектура дает им более широкое представление об Internet, чем производитель CPE. Это позволяет принимать продуманные решения и гарантирует более качественные отчеты, потенциально помогая потребителям эффективнее вести переговоры с провайдерами Internet при заключении контракта, поскольку конечным пользователям в таком случае намного проще обратиться к конкурентам и сравнить цены, качество обслуживания и условия SLA. Производители CPE утверждают обратное, доказывая, что взаимодействие с одним провайдером решений на базе служб снижает эффективность работы конечных пользователей. Ни одно из приведенных утверждений пока нельзя назвать обоснованным.

По заявлениям Sockeye и InterNAP, сервис заведомо дешевле (и это действительно так), он сокращает объем рутинной работы по технической поддержке и облегчает масштабирование (возможно, так оно и есть, но время покажет). Сервис позволяет задействовать имеющиеся сетевые устройства и способен упростить работу по управлению, что приводит к сокращению цикла внедрения. Скрытые затраты на CPE могут включать в себя накладные расходы на сеть, содержание технического персонала по поддержке BGP и специалистов по связям с операторами, а также ежемесячную абонентскую плату. Все это обычно уже включено в стоимость решений на базе сервиса. Не менее важное значение имеет и SLA. Компания InterNAP гарантирует доступность сети, причем задержка при передаче составляет не более 55 мс в месяц, а потери пакетов — не более 1%. Другие данные к моменту подготовки статьи получить не удалось.

Хотя тщательная, независимая оценка очень важна для проверки всех заявлений производителей, компания InterNAP утверждает, что она предлагает надежное решение для 900 заказчиков, сокращая затраты на поддержку оптимизации маршрутов в сети и делает это независимо от сети. Она также обеспечивает оптимизацию в оба конца, поэтому передача двунаправленного трафика оптимизирована. Каким образом? Представители InterNAP заверяют, что компания может повлиять на входящий трафик, поскольку является крупнейшим заказчиком провайдеров Internet первого уровня, а те способны помочь в реализации локальных предпочтений и общих атрибутов протокола BGP.

Как считает Питер Кристи, один из руководителей NetsEdge Research, если заказчик имеет необходимую поддержку BGP и может положиться на опыт оператора, то выбор решения на основе CPE оправдан, поскольку провайдер услуг не может настроить и оптимизировать решение так, как того хотелось бы конечному пользователю. «В перспективе сервисы будут иметь больший смысл, но это может произойти через несколько лет, — заметил Кристи. — Сервис обладает потенциальным преимуществом, обеспечивая лучшую видимость в сети». К примеру, Sockeye, используя данные Akamai о ситуации в Internet, может предположить, что некоторый маршрут далеко не лучший, и отвергнуть его. А простой продукт без связи с остальным миром вынужден анализировать ситуацию либо с помощью зондов (что требует дополнительных затрат на пропускную способность), либо потерпит неудачу на первом же этапе передачи данных.

ДОВЕРЯЙ, НО ПРОВЕРЯЙ

Хотя множественный доступ означает более высокую плату провайдерам Internet, он должен привести к снижению общих затрат на сеть, учитывая, что оптимизация маршрутов позволяет использовать более дешевые каналы и выбирать маршруты с учетом их стоимости и качества обслуживания (см. Рисунок 3). Дополнительные расходы на установку, абонентскую линию и обслуживание дополнительных каналов компенсируются экономией за счет автоматизации задач ИТ. Множественный доступ ведет к усложнению таблицы маршрутизации и может вызвать прерывание работы протокола BGP в сети. Чтобы этого избежать, оптимизацию маршрутов следует досконально протестировать.

Если данная технология будет реализована, вы получите возможность обеспечить требуемую производительность, снизив при этом расходы. Благодаря оптимизации маршрутов, каналы и маршруты можно будет организовать до более дешевых провайдеров Internet, избавившись от необходимости приобретать широкие каналы у провайдеров первого уровня, которые обычно стоят намного дороже, чем у скромных провайдеров Internet второго уровня. С помощью оптимизации маршрутов и балансировки нагрузки вам потребуется меньшая пропускная способность до двух или более провайдеров. По существу, вы можете выбрать услуги недорогих провайдеров для менее ценных приложений и оставить дорогостоящие ресурсы для критически важных задач с высокими требованиями к пропускной способности, таких, как видеоконференции по виртуальной частной сети IP.

Все большее число производителей заявляет о себе, так что следите за отзывами заказчиков о результатах бета-тестирований. Этому рынку, безусловно, предстоит еще пройти этап «доказательства своей состоятельности» и определенной консолидации, но оптимизация маршрутов станет одной из немногих технологий, которых ожидает подъем в 2002-2003 гг.

Ресурсы Internet

Оптимизация маршрутов (Route Optimization, RO) — популярная тема многих статей, однако трудно найти детальный анализ этой технологии. Единственное исключение — статья «Множественный доступ — реальные и необоснованные опасения» (Multihoming-Real and Growing Concerns), опубликованная по адресу: http:/www.bcr.com/bcrmag/2001/10/p20.asp. В ней рассматриваются некоторые из проблем маршрутизации, возникающие при использовании множественного доступа.

Обзор Product Spotlight on RouteScience, предлагаемый Робом Кирби по адресу: http:/www.networkmagazine.com/ article/NMG20011102S0007, также будет весьма полезен.

На сайте http://www.burtongroup.com помещена интересная статья Уильяма Террилла из компании Burton Group по данной тематике — «Провайдеры сетей IP с множественным доступом».

Полезные информационные статьи и ссылки на материалы с описанием решений конкретных производителей и технологии в целом можно найти по адресу: http://www.netvmg.com и http://www.sockeye.com.