[i-logo]
[hlavní]

TECHNOLOGIE ATM V PRAŽSKÉM AKADEMICKÉM INTERNETU

ATM - Asynchronous Transfer Mode - je jedním z nejaktuálnějších a nejčastěji užívaných slovních spojení dneška v oblasti komunikačních technologií, o Internetu ani nemluvě. Projevuje se to ostatně i v zájmu našich čtenářů o článek Sítě ATM - Inovace technologie přenosu dat pro nové tisíciletí od L. Motyčkové a J. Staudka v CE 3/95 a očekávání jeho pokračování (Jaké chování lze od ATM sítí očekávat) v tomto čísle CE. Někteří z čtenářů pravděpodobně vědí, že i v Praze je provozována technologie ATM již od konce loňského roku. Vědí také, co je schováno za zkratkou PASNet a jak vypadá pražský akademický Internet. Ostatním by měl situaci vysvětlit tento článek.

Cílem článku je popsat konkrétní projekt používající u nás technologii ATM, a to již od konce loňského roku. Nebudeme popisovat a rozebírat podrobněji samu technologii ATM, její podrobné fungování je popsáno např. v pracích [1],[2], nejnovější informace pak přicházejí přímo z ATM Fora: http://www.atmforum.com/.

Zmíníme zde jen v krátkosti pro připomenutí, že Asynchronous Transfer Mode je navržená implementace komunikačního modelu B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network) pro budoucí sítě slučující přenos telefonního i datového provozu. ATM je řešení představující technologii přepínání buněk (nikoli přepínání paketů jako v datových sítích, např. sítích používajících IP jako siťový protokol). Buňkou se v této souvislosti myslí vhodně malý paket s pevnou délkou.

Technologie přepínání buněk vznikla z požadavků telefonních společností, které vidí její potenciál v těchto hlavních bodech:

Technologie ATM je dnes tou síťovou technologií, o níž se předpokládá, že bude hrát klíčovou roli ve vývoji současných (nejen datových) komunikačních sítí.


PASNet

PASNet, tj. Pražská akademická síť, je budována od roku 1992. Tato počítačová síť primárně slouží akademickým institucím, kterými jsou vysoké školy (Univerzita Karlova, České vysoké učení technické, Vysoká škola ekonomická) Akademie věd ČR, některé střední školy a instituce svázané se školstvím, tj. Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy a školské úřady.

PASNet jako metropolitní síť je připojena na páteř sítě CESNET. Za rozvoj a provoz potom zodpovídá ÚVT UK (Ústav výpočetní techniky Univerzity Karlovy), jehož pracovníci jsou také nositeli grantů na rozvoj PASNetu. Samozřejmě se na rozvoji a provozu podílí i odborníci z ostatních zúčastněných institucí, vývoj akademického Internetu v Praze je však veden a reprezentován ÚVT UK.

V tomto příspěvku nebudeme rozebírat podrobně připojování neakademických organizací, neboť je to téma na samostatnou diskuzi či článek. Popíšeme zejména realizaci projektu implementace ATM.

Díky pochopení významu projektu se podařilo vyřešit i jeden z podstatných praktických problémů, financování projektu, a bylo možno přistoupit k jeho realizaci.


HISTORICKÝ VÝVOJ SÍTĚ PASNET

Jednotlivé lokality byly od roku 1992 osazovány směrovači firmy Cisco (různé modely od nejmenšího IGS po AGS+), lokality byly propojeny pevnými okruhy o rychlostech typicky 64 Kb/s. Již od roku 1993 bylo zřejmé, že pro další rozvoj sítě nevystačíme s metalickými okruhy a rychlostmi, které přes ně byly realizovatelné; také spolehlivost nebyla z nejvyšších. Od zhruba poloviny roku 1993 probíhaly diskuze nad výběrem lokalit, které (a v jakém pořadí) je třeba převést na připojení s řádově vyšší rychlostí (obtížně provozovatelné okruhy 128 Kb/s by situaci dlouhodobě neřešily).

V té době byla již v provozu síť Metronet a prvních šest lokalit na připojení vyššími rychlostmi bylo relativně blízko od stanic pražského metra, a proto byla vybrána celkem přirozeně optická vlákna.

Rok 1994 potom probíhal ve znamení budování optických přípojek z jednotlivých lokalit do nejbližších stanic metra. Upřesněme, že těmi prvními lokalitami byly areál Karolina, areál ČVUT v Dejvicích, FEL ČVUT na Karlově náměstí, budovy Matematicko-fyzikální fakulty v Karlíně a na Malé Straně a také budova Vysoké školy ekonomické na Žižkově. Přípojky budovala firma Dattel.


VÝBĚROVÉ ŘÍZENÍ

Při formulaci znění výběrového řízeni (v první polovinu roku 1994) byla poskytnuta relativně značná volnost dodavatelům (v té době již byl zřejmý přichod ATM, takže nebylo vhodné omezovat dodavatele striktními požadavky na technologii např. FDDI, jak to bylo zamýšleno ještě několik měsiců předtím). Byla požadována pouze dostatečná přenosová rychlost, směrování v ÚVT UK používaných protokolů IP, IPX a AppleTalk, OSPF jako směrovací protokol, použití monovidových optických vláken. Částí návrhu řešení byla také topologie propojení jednotlivých lokalit optickými vlákny. Striktním požadavkem bylo časové omezení: dodat a zprovoznit poptávanou část sítě do konce roku 1994. Vyhlášené výběrové řízeni se setkalo s poměrně vysokým zájmem. Nabídky byly založeny na různých technologiích většiny významných firem tohoto oboru.Některé jiné dodavatele, resp. výrobce, však poptávka zastihla ve chvíli, kdy ještě nemohli nabízet produkty ATM s dodáním v roce 1994.


NABÍDKA ŘEŠENÍ

Nabídnutá řešení byla vskutku technicky velmi různorodá: od standardního FDDI okruhu přes přepínané FDDI až po různé varianty řešení s ATM přepínači.

Po podrobném zkoumání všech možných variant (včetně testování zapůjčených konfigurací v ÚVT UK) bylo rozhodnuto o výběru řešení založenému na ATM přepínači Cisco Hyperswitch A100 (dnes firmou uváděném pod názvem LightStream 100) a směrovačích Cisco řady 7000/7010 a ATM rozhraními.

Topologie řešení je hvězda se středem (umístěním ATM přepínače) v Karolinu. Tento střed byl volen i v ostatních konkurenčních návrzích z prostého důvodu minimální potřebné délky pronajímaných optických vláken v tunelech metra. Navrhovatelem vybraného řešení byla firma Intercom Systems, s.r.o. (Praha).

Dodavatelé přirozeně požadovali nezveřejňování svých obchodních nabídek, a proto bohužel nelze uvést podrobnější údaje, i když byly někdy velmi zajímavé.


UVEDENÍ SÍTĚ DO PROVOZU

Byl již podzim r. 1994 a termín pro zprovoznění se blížil. Navíc v té době bylo rozhodnutí pro ATM průkopnické a všichni, ať již řešitelé nebo pozorovatelé čekali, jak projekt dopadne. Vše se v dobré obrátilo na samém konci roku, kdy byla technologie dodána a během dvou dnů instalována a zapojena do živé sítě, do PASNetu. Pro jmenovaných šest lokalit to znamenalo skok z rychlosti připojení 64 Kb/s na 155 Mb/s, vyřešení problémů s komunikací mezi sebou, rychlý přístup k páteři sítě CESNET, a tedy mezinárodním spojům, možnost provozovat nové aplikace.

Projekt dále pokračuje, v této chvíli je napojena na ATM páteř sedmá lokalita, připravuje se připojení další. Méně zatížené lokality se připojují (a budou připojovat) také optickými vlákny a technologií Ethernet. Problémy, které v současné době řešíme, jsou problémy jak technické, týkající se konkrétní instalace a konfigurace zařízení, tak problémy koncepční. Otázkou je například postavení ATM přepínačů a směrovačů v rozsáhlé síti a správa takovéto sítě. Počítá se s postupným rozšiřováním a instalací dalších ATM přepínačů. Zkušenosti nabyté v průběhu výběru vybavení a vlastního provozu sítě se využívají pro další testování zařízení, ověřování výkonnosti a interoperability.

Implementací ATM se stala část pražské akademické sítě vlastně sítí lokální, co se týče jejího chování z hlediska uživatele (propustnost, doba odezvy). Umožňuje tím sdílení zdrojů např. mezi různými lokalitami jedné instituce i sdílení zdrojů mezi institucemi opět způsobem dříve nemožným (NFS, Netware servery, vzdálený běh náročných X-Window aplikací, distribuované výpočetní systémy, aj.).

Jedním z asi nejlepších příkladů je superpočítačové středisko vysokých škol umístěné v Karolinu (vybavené multiprocesorovými systémy Silicon Graphics Power Challenge a Digital Sable). Souhrnný význam obou projektů (budování rychlé metropolitní sítě a budování superpočítačového centra vysokých škol) dohromady znamená kvalitní zpřístupnění výkonné početní kapacity akademické veřejnosti, kvalitní přístup k Internetu.


EVROPSKÉ ATM SÍTĚ

Zprovozněním ATM páteře se podle našich vědomostí stal PASNet první metropolitní sítí ve střední a východní Evropě, která tuto technologii používá provozně, nikoli pouze experimentálně.

Jinými příklady budovaných rozsáhlých ATM sítí jsou Warman ve Varšavě, síť DFN ve Spolkové republice Německo (používající stejná zařízení Cisco jako PASnet), SuperJANET a sítě BT Labs ve Velké Británii. Na celoevropské úrovni jde o pilotní síť telekomunikačních provozovatelů, propojující sítě 18 společností; na této síti potom je provozována zkušebně i překryvná síť akademických síťových organizací zemí Evropského společenství.


LITERATURA

[1] Handel,R. - Huber,M. N.: Integrated Broadband Networks (An Introduction to ATM-based Networks). Addison-Wesley, 1st ed, 1991.
[2] de Prycker, M.: Asynchronous Transfer Mode (Solution for Broadband ISDN). Ellis Horwood 1993.

Zbyněk Linhart

ÚVT UK Praha

[hlavní] [nahoru]