Полигон IPv6 в сети RUNNet

ПОЛИГОН IPv6 В СЕТИ RUNNET

В.Н. Васильев, Ю.В. Гугель

Федеральной телекоммуникационной компьютерной научно-образовательной сети RUNNet (Russian University Network) в 2004 г. исполняется 10 лет. За прошедшие годы она прошла большой путь развития - от общей идеи создания до действующей опорной сети национального масштаба, имеющей собственные цифровые каналы связи и высокоскоростной магистральный выход в Интернет через зарубежные академические сети. В состав инфраструктуры RUNNet входят федеральные узлы в Москве и Санкт-Петербурге, региональные узлы в 50 субъектах Российской Федерации. Администрирование и поддержку функционирования сети RUNNet на федеральном уровне осуществляют ГНИИ ИТТ «Информика» (наземная инфраструктура) и Вузтелеком-центр (спутниковая инфраструктура). Только за последний год пользователями сети стали Новосибирский технический ГУ, Сибирский ГУ телекоммуникаций и информатики, Тульский ГУ, Тверской ГУ и Тверской технический ГУ, Оренбургский ГУ, Томский политехнический ГУ, Кемеровский ГУ, Омский ГУ, Курский ГУ и многие другие.

Внутрироссийская магистральная связность сети RUNNet в настоящее время обеспечивается по следующим направлениям: Москва-Санкт-Петербург (622 Мб/с), Москва-Новосибирск (20 Мб/с), Москва-Екатеринбург (14 Мб/с), Москва-Нижний Новгород (28 Мб/с), Москва-Самара (34 Мб/с), Москва-Ростов-на-Дону (41 Мб/с), Новосибирск-Хабаровск (2 Мб/с). Задачи обеспечения магистральной связности по ряду направлений решаются в кооперации с сетью RBNet на базе каналов компании «ТрансТелеКом» с использованием VPN/MPLS.

RUNNet в настоящее время имеет прямой пиринг (связность на уровне прямых физических соединений) с научно-образовательными сетями RBNet, Relarn-IP, FREENet, MSUnet, RadioMSU, UMOS и др. Уровень связности 1 Гб/с. Сети Relarn-IP, FREENet, MSUnet, RadioMSU используют международный канал сети RUNNet для обеспечения собственной международной связности. Кроме того, RUNNet в настоящее время имеет прямую связность на физическом уровне с более чем 100 телекоммуникационными сетями общего пользования с использованием точек обмена трафиком MSK-IX, SPB-IX, NSK-IX на уровне от 100 Мб/с до 1 Гб/с.

Связность отраслевой компьютерной сети RUNNet с мировым информационным телекоммуникационным пространством образования и науки в настоящее время обеспечивается каналом в международную научно-образовательную сеть NORDUnet емкостью 622 Мб/с. Через сеть NORDUnet сеть RUNNet получает также качественный доступ к Европейской научно-образовательной сети GEANT и научно-образовательным сетям США, а также в международный public-сегмент сети Интернет. Канал RUNNet-NORDUnet имеет следующую топологию: Москва (ММТС-9)-Санкт-Петербург (ул. Боровая, 57) -Хельсинки (Espoo, Университет Хельсинки).

Для осуществления выбора телекоммуникационного оператора международного канала ежегодно проводятся открытые конкурсы. В 2002 г. победителем конкурса была компания «Сонера-Рус», в 2003 г. - ЗАО «Метроком». К моменту проведения конференции уже, видимо, будут известны итоги нового конкурса на обеспечение связности RUNNet c международными научно-образовательными сетями по каналу STM16 Москва-Санкт-Петербург-Стокгольм. Предполагается, что этот канал совместно с RBNet будет использован для реализации прямого соединения с GEANT, а также в проекте GLORIAD. Сеть RUNNet обеспечивает связность 35 центров высокопроизводительных вычислений, суммарная мощность которых составляет 830 млрд. операций в секунду. Вводимый в эксплуатацию международный канал поможет российским ученым актив-

но участвовать в международных проектах в области GRID и распределенных высокопроизводительных вычислений.

Продолжается развитие спутникового сегмента сети RUNNet. Обеспечение функционирования спутникового сегмента в настоящее время осуществляется телепортом, расположенным на технологических площадках Вузтелекомцентра (Санкт-Петербург, ул. Саблинская, 14). Спутниковый сегмент RUNNet в настоящее время использует спутник ЯМАЛ-200, а суммарная пропускная способность университетских спутниковых каналов связи, замкнутых на Санкт-Петербург, составляет 10 Мб/с.

При реализации проектов Федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)» в 2002-2004 гг. к сети RUNNet подключен сегмент, включающий в себя систему удаленного доступа сельских школ к информационным образовательным ресурсам. В этот сегмент входят: распределенный центр спутникового доступа и 7649 абонентских приемных станций спутниковой связи. Региональные научно-образовательные узлы RUNNet, кроме того, активно участвуют в региональных проектах ФЦП «РЕОИС» и проектах, финансируемых из средств займа Мирового банка по подключению к Интернет школ и межшкольных центров.

Среди сервисов, предоставляемых сетью RUNNet, можно выделить классические (характерные для любых телекоммуникационных операторов) и сервисы, специфические для научно-образовательных сетей:

- собственно Интернет-доступ;

- поддержка серверов доменных имен (DNS) для образовательных учреждений;

- поддержка доменов edu.ru, ed.gov.ru, run.net;

- выдача IP-адресов образовательным учреждениям;

- поддержка сервера групп новостей;

- поддержка прокси-серверов для оптимизации потребляемого трафика;

- хостинг Web-серверов (в частности, хостинг системы образовательных порталов, создаваемых в рамках ФЦП РЕОИС и др.);

- поддержка технологии многоадресного вещания MBone;

- поддержка протокола IPv6 (Internet Protocol version 6);

- IP-телефония;

- видеоконференцсвязь:

- обеспечение связности с научно-образовательными сетями Internet2, GRID;

- организация независимого транспорта с использованием технологий VPN, VLAN, MPLS.

В настоящее время основные работы по внедрению протокола IPv6 в России осуществляются только научно-образовательными сетями. RUNNet, RBNet, FreeNet в настоящее время уже поддерживают IPv6 протоколы. Для этих сетей RIPE выделено соответствующее адресное пространство, удовлетворяющее потребности всего российского научно-образовательного сообщества.

Заключены пиринговые соглашения с сетями GEANT, Abilene и ASNET (через Starlight - Чикаго), а также соглашение о сотрудничестве с NORDUNet, что обеспечивает взаимодействие российских и международных научно-образовательных сетей с использованием протокола IPv6. При переходе к новой версии протокола IP на магистральных участках научно-образовательных сетей реализована архитектура с двойным стеком IPv4/IPv6 для обеспечения обратной совместимости с доминирующим сейчас в Интернете протоколом IPv4.

Для подключения пользователей используется метод туннелирования IPv6 трафика в IPv4. Такие решения позволят удовлетворять спрос и сегодня, и в будущем, когда резко возрастет количество пользователей и устройств, подключенных к Интернет. Создан IPv6 сегмент Москва-Санкт-Петербург, который позволит связать ресурсы су-

перкомпьютерных центров в Санкт-Петербургском государственном университете, ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Межведомственном суперкомпьютерном центре.

В рамках работ по этапам по проекту Интеграция в сети RUNNet создана инфраструктура высокоскоростной телекоммуникационной сети для высокопроизводительных вычислений, а также создан полигон на базе протокола IPv6, который является в основном полигоном для отработки современных сетевых технологий. Полигон был организован на основе существующей IPv4 сетевой инфраструктуры. На нескольких компьютерах сети, работающих под управлением ОС FreeBSD и Microsoft Windows 2GGG, в параллель существующему IPv4 TCP/IP стеку было установлено и сконфигурировано программное обеспечение для работы с IPv6.

Также была проведена замена внутреннего программного обеспечения для маршрутизаторов Cisco47GGM, Cisco 72G6VXR на новое, экспериментальное - с поддержкой протокола IPv6. При создании полигона использовалось исключительно имевшееся в наличии и функционирующее на сети оборудование. В качестве маршрутизатора использовались Cisco47GGM, Cisco 72G6VXR, хорошо зарекомендовавшие себя в работе в ATM-сетях. Была также установлена бесплатно предоставляемая экспериментальная версия IOS 12. Тестовые рабочие станции имели следующую конфигурацию: PIV-1G, 256 MB памяти, 1GG Mbit Ethernet. Сопряжение с ATM-сетью происходило через switches Cisco CATALYST 2924M-XL. В ходе экспериментов также использовался ATM switch Cisco LS1G1G.

В качестве транспортной среды низкого уровня использовалась существующая высокоскоростная инфраструктура сети АТМ/SDH. Эта сеть, построенная в рамках программы создания НСКТ НВШ, получила название высокоскоростной интегрированной сети для науки и высшей школы (ВИС НВШ). Сейчас ВИС НВШ успешно функционирует, объединяя высокопроизводительные вычислительные и информационные ресурсы Москвы и Санкт-Петербурга и являясь телекоммуникационной базой для многих российских сетей. Было проведено тестирование IOS и работы IPv6 через ATM PVC. Два компьютера под управлением FreeBSD соединялись через коммутатор Сatalyst к маршрутизатору Cisco 72G6 посредством ATM, PVC-соединения. Проверялась работоспособность протокола «Neighbor Discovery for IP Version 6» и протокола назначения адресов IPv6 «IPv6 Stateless Address Autoconfiguration» через локальное соединение.

Работа системы имен в Интернет «DNS lookups over an IPv6 transport», создание туннелей «Manual IPv6 tunnels using GRE», удаленный мониторинг сети с использованием SNMP «IPv6 MIB support for SNMP», работа роутинговых протоколов «Static routes IPv6» - это перечень вопросов, решение которых было рассмотрено на сети RUNNet. Несколько российских организаций участвуют в работе экспериментальной сети 6BONE. В России организован Интернет-форум по IPv6, находящийся в непосредственной связи с международным IPv6-форумом. В октябре 2GG3 года в Ярославском государственном университете состоялась II Международная конференция по IPv6, в которой приняли участие представители международного IPv6-форума, производители телекоммуникационного оборудования CISCO, Sun Microsystems и др. Создан и функционирует IPv6 eXchange в Москве, позволяющий осуществлять обмен IPv6-трафиком любым телекоммуникационным операторам.

Создание корпоративных научно-образовательных телекоммуникационных сетей является важным шагом в продвижении новых информационных технологий в сфере образования России. Тем не менее, существует ряд факторов, ограничивающих эффективность использования научно-образовательных сетей: отставание темпов роста пропускной способности названных сетей от потребностей вузов и других организаций сферы образования, недостаточная пропускная способность зарубежных линков рассматриваемых сетей, недостаточная связность различных телекоммуникационных се-

тей науки и образования между собой и с сетями других провайдеров, применение недостаточно эффективных и современных сетевых протоколов и протоколов маршрутизации в используемых сетях, методов сетевого мониторинга и распределения нагрузки. Другой важной проблемой является недостаточно энергичное внедрение и использование новых видов сетевого сервиса, позволяющих качественно повысить эффективность использования существующих телекоммуникационных сетей. Это может стать особенно заметным в процессе превращения вузов, ресурсных и межшкольных центров в основных производителей научно-образовательных Интернет-ресурсов и услуг.

Работа выполнена при поддержке ряда Государственных программ, включая программу «Электронная Россия», а также Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы»: Направление 3.2. «Создание центров коллективного пользования для нужд вузовской и академической науки, оснащение их современной научной аппаратурой» - Проект «Разработка экспериментальных типовых сегментов высокоскоростных участков телекоммуникационной сети для высокопроизводительных вычислений и технического задания на создание инфраструктуры высокопроизводительных ресурсов науки и образования».

Литература

1. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Гуров И.П. Анализ методов передачи видеоинформации в компьютерных сетях // Научно-технич. вестник СПбГИТМО(ТУ). Вып.6. Информационные, вычислительные и управляющие системы. СПб: СПбГИТМО(ТУ), 2002. С.14-26.

2. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Иванников А.Д., Ижванов Ю.Л., Тихонов А.Н., Хоружников С.Э. Сеть RUNNet: Состояние и перспективы развития // Тез. докл. Х юбил. конф. представителей регион. научно-образоват. сетей RELARN-2003, М., 2003.

3. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Гуров И.П., Шалаев М.П. Анализ характеристик информационного трафика в компьютерных сетях на основе моделей марковских процессов // Тез. докл. X Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2003». СПб, 2003.

4. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Иванников А.Д., Ижванов Ю.Л., Тихонов А.Н., Хо-ружников С.Э. Состояние и перспективы развития телекоммуникационных технологий в сфере образования России // Тез. докл. X Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2003». СПб, 2003.

5. Гугель Ю.В., Кривошеев А.О., Пахомов И.С., Сычужников В.Б., Хоружников С.Э. Анализ современного состояния и перспектив развития VSAT-технологий // Тез. докл. VIII Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2001». СПб, 2001.

6. Гугель Ю.В., Кривошеев А.О., Пахомов И.С., Сычужников В.Б., Хоружни- ков С.Э. Организация взаимодействия администрации узла связи с органами государственного надзора за связью в РФ // Тез. докл. VIII Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2001». СПб, 2001.

7. Гугель Ю.В., Кривошеев А.О., Пахомов И.С., Сычужников В.Б., Хоружни- ков С.Э. Создание опытного фрагмента сети RUNNet на базе VSAT-технологий // Тез. докл. VIII Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2001». СПб, 2001.

8. Гугель Ю.В. Интернет - современная среда вещания // Тез. докл. VIII Всеросс. на-учно-методич. конфер. «Телематика'2001». СПб, 2001.

9. Гугель Ю.В., Гуров В.С., Гуров И.П., Семенов Н.В., Шалаев М.А. Оценка качества передачи динамических изображений в формате MPEG по реальным каналам связи // Тез. докл. VII Всерос. научно-методич. конфер. «Телематика'2000». СПб, 2000.

10. Гугель Ю.В., Пахомов И.С., Хоружников С.Э. Спутниковая система связи и передачи данных ЯиМЫй // Тез. докл. VII Всерос. научно-методич. конфер. «Телемати-ка'2000». СПб, 2000.

11. Гугель Ю.В., Хоружников С.Э. Анализ потоков данных и топология сети ЯиМЫй // Тез. докл. VI Всеросс. научно-методич. конфер. «Телематика'99». СПб, 1999.

12. Бабушкин М.Ю., Гугель Ю.В., Коростелев В.С. Организация цифрового абонентского доступа // Тез. докл. Межд. конфер.-выставки «Информационные технологии в непрерывном образовании». СПб, 1995.

13. Гугель Ю.В., Робачевский А.М. Локальные сети нового поколения // Компьютер-Информ. 1997. В. 19.

14. Гугель Ю.В., Робачевский А.М. Технические аспекты использования АТМ-технологии в территориально-распределенных сетях // Тез. докл. Всеросс. научно-методич. конфер. «Телематика-98». СПб, 1998.

15. Гугель Ю.В., Мещеряков М.С., Робачевский А.М. Исследование характеристик Интернет-трафика опорной линии сети КЦЫКй. Тез. докл. Всеросс. научно-методич. конфер. «Телематика-98». СПб, 1998.

16. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Робачевский А.М. Компьютерные сети: принципы построения, подсистемы, сетевые услуги // Компьютерные технологии в высшем образовании. М.: МГУ, 1994. С.61-86.