Суть Internet — доставка информации вне зависимости от того, где находится ее источник и где — потребитель. Между собой Internet-провайдеры «обмениваются» потоками данных на специальных узлах, которые называют точками обмена трафиком (Internet eXchange — IX) или узлами межсетевого обмена информацией.

Для чего нужны IX

Конечно, наиболее эффективно Сеть заработает, если будет обеспечен взаимный обмен информацией между всеми провайдерами. Впрочем, так называемой полной связности добиться невозможно, но каждый провайдер стремится установить как можно больше каналов с коллегами. При этом желательно оптимизировать расходы на прокладку кабельной инфраструктуры. Для этого можно выделить одну общую точку, с которой будет связано большинство провайдеров, а в ней уже организовать взаимодействие между их сетями. Собственно, большинство узлов межсетевого обмена во всем мире построено именно для оптимизации взаимодействия национальных или локальных провайдеров. Впрочем, появляются и узлы межнационального обмена информацией — точка STAR TAP в США и проект EuroTAP в Европе.

Кроме того, узлы межсетевого обмена позволяют оптимизировать передачу информации по международным и междугородным каналам. Для иллюстрации рассмотрим такой пример: два провайдера располагаются, например, в Москве и Санкт-Петербурге. Они имеют общую точку взаимодействия в Москве. В результате информация, передаваемая с питерского сервера клиенту, находящемуся в том же городе, но подключенному к другому провайдеру, будет проходить междугородными каналами через московскую точку взаимодействия. Для снижения междугородного потока информации, который значительно дороже локального городского, провайдеры могли бы использовать локальный узел межсетевого обмена. Таким образом, подключение провайдера к локальному узлу обмена информацией позволяет снизить расходы на междугородную и международную инфраструктуру.

Узлы обмена облюбовали поставщики информации, которым достаточно поставить свои информационные серверы недалеко от такого узла и таким образом подключить их сразу к множеству провайдеров одним высокоскоростным каналом. Кроме того, с помощью узлов межсетевого обмена обеспечивается максимальная связность национальных сетей; именно эти узлы, как правило, и являются ядром национальных сегментов Internet. В ряде случаев между участниками IX может быть заключено соглашение о так называемом пиринге, то есть о бесплатном обмене информацией, который, кроме уже перечисленных достоинств, позволяет упростить финансовые взаимоотношения между провайдерами.

Процесс создания узлов межсетевого обмена информацией активно разворачивается во всем мире. Из европейских узлов самым крупным является лондонский; он объединяет около 100 провайдеров и через него каждую секунду передается до 4 Гбит информации. Кроме провайдеров, к нему подключены и крупные поставщики информации, в частности BBC. Лондонский узел имеет распределенную структуру — три основных точки доступа и несколько вспомогательных. Еще один крупный европейский узел обмена располагается в Амстердаме. Он имеет две точки доступа, объединенные между собой каналом емкостью 1 Гбит/с. Есть еще несколько узлов IX в Германии, Франции и других европейских странах. Аналогичная система точек обмена изначально существовала и в США, где еще на заре Internet были организованы так называемые точки доступа к сети (NAP — network access point).

Уже появились и межнациональные узлы обмена информацией. Первый из них создан при поддержке Национального научного фонда США и носит название STAR TAP; он располагается в Чикаго. Начата реализация аналогичного пилотного проекта EuroTAP, который позволит связать европейские точки обмена информацией в единую систему. Итак, идея организации точек обмена информацией очень популярна во всем мире.

Российские точки обмена

В России самым крупным узлом межсетевого обмена является столичный — MSK-IX. Он был создан в 1995 году, после того как московские провайдеры «Демос», МГУ, НИИЯФ МГУ, FREEnet, Ассоциация RELARN, «Роспринт» и «Релком» пришли к соглашению об организации узла взаимного обмена информацией. Вначале его построили в здании Московской междугородной телефонной станции (ММТС 9, или просто M9), а через некоторое время в рамках Межведомственной программы создания Национальной сети науки и высшей школы он был передан на техническое сопровождение РосНИИРОС.

За последний год РосНИИРОС открыл еще несколько точек доступа к MSK-IX. Они расположены в местах, где есть перспектива подключения большого числа телекоммуникационных каналов. Планируется оборудовать еще одну точку доступа на MМТС 10. Между собой все они объединены посредством сети Gigabit Ethernet, но в случае необходимости скорость обмена между точками может быть увеличена. Впрочем, по мнению Елены Ворониной, руководителя проекта IX в РосНИИРОС, потребности в этом пока нет. Наибольшая загрузка сейчас — в точке доступа, расположенной на ММТС 9, где в пике передается около 800 Мбит информации в секунду. Между тем к этой точке доступа уже есть подключения внешних сетей каналами со скоростью 1 Гбит/с. Сейчас ко всем точкам доступа подключено около 80 сетей участников обмена. К системе подсоединяются только те сети, которые удовлетворяют соответствующим техническим требованиям.

Основной причиной, по которой РосНИИРОС открыл дополнительные точки доступа к MSK-IX, является расширение возможности подключения. Провайдер теперь может подключиться не только к M9, но и к любой удобной для него точке доступа. Кроме того, распределенная система обмена информацией более надежна, поскольку, даже если сгорит здание M9, все остальные точки доступа будут функционировать. Впрочем, система застрахована и от более реальной угрозы — разрыва каналов, соединяющих точки доступа. Все каналы дублируются, и в случае прекращения работы одного из них поток информации пойдет по альтернативному маршруту. Собственно, на самой M9 все оборудование также дублировано; более того, РосНИИРОС специально дает скидки провайдерам для установления двух подключений к M9 — к основному сегменту и к резервному.

Дополнительно сеть MSK-IX предоставляет транзитную передачу информации между различными точками обмена в Москве. С помощью этой услуги провайдер, подсоединившись к одной точке доступа, может установить взаимодействие со всеми провайдерами, участвующими в обмене информацией, независимо от того, к какой именно точке доступа он подключился. Кроме того, на M9 около 50 провайдеров участвуют в бесплатном обмене информацией через так называемый Route Server — информационный коллектор, где каждому участнику доступны ресурсы всех остальных участников коллектора. Подключение к нему не требует дополнительной платы и позволяет снизить количество парных взаимодействий. В рамках комплекса MSK-IX функционируют два коллектора Route Server, установленных на различных технологических площадках. Кроме того, РосНИИРОС предлагает размещение оборудования в точках доступа MSK-IX. Эта услуга рассчитана на региональных провайдеров, которые таким способом могут сделать свои информационные ресурсы более доступными.

Однако M9 пока остается особой точкой. На ее базе развертывается еще несколько перспективных проектов, которые пока не распространены на все технологические площадки MSK-IX. Одним из таких проектов является Multicast Exchange (MIX). С его помощью можно организовывать различные сервисы по технологии IP-multicast: телеконференции, вещание аудио- и видеосигналов, рассылка новостных блоков и аналогичные мультимедийные службы.

«Нельзя сказать, что наблюдается ажиотажный спрос на подключение к узлу обмена широковещательной рассылки, однако многие провайдеры изучают соответствующие технические требования», — подчеркнула Воронина.

Другим перспективным проектом является создание узла обмена информацией по протоколу IPv6 (M9-6IX). Уже с 1998 года на базе Ярославского отделения сети FREEnet развивается технология организации обмена информацией по новому протоколу Internet — IP версии 6. Уже получено адресное пространство IPv6 и в декабре создан узел обмена IPv6 на базе M9. Сейчас планируется подключить M9-6IX к аналогичному американскому узлу 6TAP через исследовательскую сеть MirNet. Таким образом, создается база для перевода российского сегмента Internet на этот новый протокол. Это один из нескольких проектов по IPv6, которые ведутся в России, но все они пока находятся на начальной стадии развития.

IX в регионах

РосНИИРОС смонтировал три узла доступа к точке обмена информацией в Санкт-Петербурге. Они тоже соединены каналами Gigabit Ethernet. Кроме того, РосНИИРОС организовал узлы обмена информацией в Новосибирске, Самаре и Екатеринбурге, которые базируются на узлах российской опорной сети для нужд науки и высшей школы RBNet (Russian Backbone Network). Все они предназначены для оптимизации обмена информацией между научными и образовательными сетями в регионах, хотя в них могут принять участие и местные коммерческие провайдеры.

Следует отметить, что технически создать узел межсетевого обмена информацией достаточно просто, поскольку в простейшем варианте это обычный маршрутизатор, установленный на границе нескольких компьютерных сетей. Поэтому небольших узлов обмена по России достаточно много. Например, все узлы сети RBNet, которая была построена в рамках уже упоминавшейся Межведомственной программы, изначально строились для обмена информацией между сетями городских научных и образовательных учреждений. Сейчас в рамках этого проекта уже построено около 40 узлов в различных городах России, и в большинстве случаев их вполне можно использовать для организации локальных точек обмена. Так что в России есть возможности для оптимизации работы национального и городских сегментов Internet, хотя возможностями этой воспользовались пока только там, где есть благоприятные условия для развития коммерческих узлов обмена.

Точки обмена

Расположение узлов доступа к Московской точке обмена

  • ММТС 9 (ул. Бутлерова, д. 7)
  • Центральный телеграф (аппаратная Global One — ул. Тверская, д. 7)
  • ИКИ РАН (ул. Профсоюзная, д. 84/32)
  • ГП «Космическая Связь» (ул. Шаболовка, д. 37)
  • РНЦ «КИ» (пл. Акад. Курчатова, д. 1)

Расположение узлов доступа к Санкт-Петербургской точке обмена

  • ИВЦ Октябрьской железной дороги (ул. Боровая, д. 57)
  • СП СДТУ АО «Ленэнерго» (Марсово поле, д. 1)
  • Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна (ул. Большая Морская, д. 18)

Выдержки из «Технических условий по подключению к IX»

  • Участник обязан иметь автономную систему (AS) и зарегистрировать политику маршрутизации этой AS в RIPE.
  • Участник обязан использовать протокол маршрутизации BGP-4.
  • Участник обязан использовать стандарты, относящиеся к данной технологии, включенные в RFC2600 (STD0001 Internet Official Protocol Standards).
  • До начала проведения работ по организации подключения Участник обязан согласовать тип стыка с техническими представителями РосНИИРОС.
  • Для использования технологии группового вещания (multicast) Участник обязан подключится к отдельному порту специально выделенного оборудования РосНИИРОС.

Полный список технических требований приведен на сервере РосНИИРОС по адресу www.ripn.net.