Особенности провайдерских сетей

«Релком» является первой российской сетью по передаче данных. Ее создали сотрудники кооператива «Демос» в 1990 г. В то время никто не предполагал, во что выльется их эксперимент. Они соединили электронно-вычислительные машины в двух городах – Ленинграде и Новосибирске, причем для этого был использован обычный телефонный модем. Именно с этих событий начинается история развития интернет-технологий в России [2].

За всю историю существования интернета в Российской Федерации провайдеры испробовали разные технологии передачи данных жителям страны, однако технология обмена информацией xDSL в разных формах считается самой распространенной.

Топологии

Вместе с тем после подключения новых абонентов встал вопрос о виде топологии сети. Нужно было понять, какую топологию лучше использовать. Также необходимо было выяснить, как надежно и быстро расширять провайдерские сети.

Сейчас провайдеры уже определились с типологией – они применяют смешанный вариант. Это связано с тем, что сети постоянно расширяются и им необходимо вовремя улучшать показатели отказоустойчивости.

Образец сети, к которой следует стремиться всем без исключения провайдерам, должен иметь резервированную древовидную структуру [1, 5, 6]. В нем обязательно должен быть баланс между свойством сохранять работоспособность и ценой.

На рисунке 1 представлена подобная топология.

Компании в сфере предоставления широкополосного доступа в интернет бывают двух типов – работающие с физическими лицами и те, кто ориентирован на юридических лиц. Есть еще третий тип – крупные компании, работающие с двумя типами клиентов, например «ВымпелКом». Юридически они вправе работать и с организациями, и с населением. В реальности с каждой группой работает отдельное подразделение компании. Они не имеют связи между собой.

Рис. 1. Топология идеальной сети

Новиков К.Д., Раскатова М.В. Особенности провайдерских сетей    109

Эталонной модели, в которой резервируется только оконечное коммуникационное оборудование, в реальности не достичь. Это объясняется тем, что любой руководитель стремится сэкономить деньги и что главное желание клиентов – получить доступ к интернету в максимально короткое время.

В России практикуется скупка крупными конкурентами маленьких фирм. Иногда возникает такая ситуация, что сеть, которую выкупил крупный бизнес, продолжает автономно работать, организация-собственник не вмешивается в их деятельность.

Есть и обратные случаи, когда городская сеть, имеющая небольшие размеры, покупается крупной компанией для эксплуатации ее узлов в своих целях для подключения новых объектов. Новый маршрут прокладывать не нужно, поскольку есть готовые линии коммуникации.

Крупная компания, конечно, может просто арендовать нужный канал передачи, однако это не всегда целесообразно, особенно если планируется развитие сети в выбранном направлении.

Если большая фирма покупает маленькую городскую сеть, чтобы ее эксплуатировать в дальнейшем, то возникают разные трудности, например, когда для полноценной работы нужно организовывать коммутационные BGP-стыки и необходимо переносить биллинг сети на новое оборудование, которое находится по другую сторону стыка [8; 9]. При таком подходе перемещаются и серверы авторизаций, и базы с информацией о клиентах. Конечно, есть все инструменты для того, чтобы надежно перенести данные, однако зачастую возникают финансовые проблемы.

В реальной жизни крупные компании имеют сети, которые соединяют в себе разные топологии, модели оборудования и протоколы передачи данных.

Основной причиной, по которой возникают подобные трудности при расширении компании, пожалуй, является время. Если сеть проектируется и создается по конкретному плану, то расширять ее будут через неизвестный промежуток времени. Ее строительство должно происходить в строгом соответствии с утвержденным проектом.

При создании сети желательно учитывать следующие факторы:

• •    часть моделей оборудования может быть снята с производства, их нужно будет заменять моделями других производителей, однако они, скорее всего, будут более качественные и дорогие;

• •    возможно, что возникнет необходимость присоединения к действующей другой сети с отличной конфигурацией и топологией;

• •    появятся новые технологии и протоколы, у которых, вероятно, будет много достоинств по сравнению с прежними;

• •    финансовое положение компании может не дать возможность полностью зарезервировать новые узлы сети, которые будут подключены;

• •    может возникнуть такая ситуация, что организация потеряет права на использование узлового оборудования на какой-либо части сети.

Однако точно предвидеть данные ситуации при планировании сети в реальности невозможно [9].

Последний пункт следует рассмотреть подробней.

Часто на практике провайдеры сталкиваются с проблемой, где установить необходимое оборудование. Пример можно привести из опыта компаний, которые сотрудничают

110 в ыпуск 4/2020

с юридическими лицами. Подобные фирмы зачастую устанавливают узел связи на территории клиента. Заключается соответствующий договор. Затем от этого узла подключаются дочерние объекты.

Через некоторое время такой клиент может закрыть фирму или переехать в другое место, а новый арендатор помещения, где ранее было установлено узловое оборудование, возможно, не пожелает работать с данной организацией-провайдером. На это у него могут быть свои причины.

В итоге компания-провайдер вынуждена будет переносить оборудование на иной адрес. Это приводит к снижению надежности данной части сети. Кроме того, какое-то время она не сможет функционировать.

На рисунке 2 представлен пример реальной топологии сети.

Рис. 2. Реальный пример топологии сети

Стоит заметить, что реальные работающие сети отличаются от идеальных еще одной особенностью. Организации-провайдеры подключают и физических, и юридических лиц не только от оконечного оборудования, но и от узловых коммутаторов третьего уровня. Такое возможно, если подключение от узлового коммутатора произвести легче, и оно менее трудозатратно.

Часто возникают ситуации, что радиус-сервер расположен на другой стороне стыка. Пример был приведен ранее. В нем описывалась ситуация, в которой крупная компания-провайдер выкупила небольшую сеть.

Такое положение дел в случае обрыва магистрального кабеля может привести к тому, что интернет перестанет работать у ряда клиентов. Это будут те физические и юридические лица, которые находятся за стыком [8; 9]. Такое возможно и в ситуации, когда в этой же части сети находится резервный стык с другой фирмой-провайдером.

Конечно, проблему нехватки резервирования можно устранить, однако любой руководитель, прежде чем принять решение, анализирует возможные издержки. В этой ситуации затраты ресурсов будут значительные.

Новиков К.Д., Раскатова М.В. Особенности провайдерских сетей    111

Собственник компании опирается на приобретение проверенного временем и качественного оборудования. Также ему выгоднее оперативно решить проблемы, которые возникают в сети. Незначительные сбои в функционировании интернета он может легко компенсировать клиенту, и это гораздо дешевле, чем сооружать высокозатратные резервные маршруты.

Эксплуатация

Все коммутационное оборудование, которое установлено в идеальной модели сети, произведено одной организацией. Управление подобной сетью осуществляется набором стандартных команд, а для их выполнения можно задать определенную последовательность в виде скриптов.

На самом деле реальность далека от идеала. На практике при передаче информации редко можно увидеть применение оборудования от одной компании-производителя. Это считается непозволительной роскошью. В этих условиях требуются инженеры с опытом работы с различными коммутаторами, каждый из которых имеет индивидуальный алгоритм функционирования.

Эксплуатация крупных сетей подразумевает их контроль, конфигурацию, хранение информации, дополнительные задачи.

Рассмотрим все элементы подробно.

Контроль. При эксплуатации сети обязательно нужен контроль ее работоспособности. Проверяются отдельные узлы и сегменты. Часто для этой цели применяют данные ICMP-протокола. Если он сообщает о том, что адрес недоступен, об этом оповещается инженер. Мониторить сеть можно с помощью различных приложений. Они бывают как платные, так и Open Source. За сетью осуществляется контроль, который не зависит от компании-производителя оконечного оборудования.

Наибольшей популярность пользуется Zabbix. Данная программа отвечает основным требованиям провайдеров.

Настройка. Организовать работу крупных сетей довольно сложно. Применяется различное оборудование. Под каждую модель отдельного производителя нужно составлять свою последовательность команд. Другой вариант – делать все вручную. Даже заблокировать порт на разных коммутаторах одним набором команд не получится, хотя логика в действиях одна и та же – для этого в стартовой конфигурации задается параметр shutdown.

Хранение информации. Зачастую у специалистов, которые обслуживают сеть, возникает необходимость узнать данные о прежнем пользователе порта, например в случае подключения нового клиента. Нужно удостовериться, был ли ранее проложен в помещение кабель. Если имеется данная информация, то подключить нового абонента можно значительно быстрее, просто настроив уже имеющийся порт передачи данных. Такие сведения можно найти в специальных таблицах или программах, которые доступны только специалистам.

Дополнительные задачи. К ним относятся неосновные, но важные прикладные задачи: определение уровня пропускной способности порта, создание надежных и удобных паролей (подразумевается, что пароли будут вводиться руками). В них не должно быть символов, которые можно толковать двояко, например буква О и цифра 0. Кроме того, в рамках дополнительных задач создаются, изменяются и закрываются статусы заявок клиентов.

112 в ыпуск 4/2020

Эксплуатация сетей передачи данных является довольно трудоемкой задачей. Однако деятельность по их обслуживанию можно значительно упростить и оптимизировать. Для этого нужно создать универсальное программное обеспечение, которое сможет осуществлять независимую от производителя конфигурацию оборудования.

Для этого следует разработать специальную таблицу, в которой должна быть информация об алгоритмах работы оборудования от разных компаний-производителей, после чего данную программу необходимо соединить с сетью. Она должна стать единым модулем управления, который позволит управлять работой сетей стандартными командами в рамках одного приложения.

Заключение

Стоит отметить, что качественное обслуживание и расширение крупных сетей в современных условиях необходимо проводить, однако эти процессы довольно сложные и трудоемкие.

Для грамотного выполнения данных задач нужен огромный багаж знаний и умений, не лишними будут опыт и профессионализм.

В вопросе резервирования узлов надо уметь находить компромиссы. Существует множество общеизвестных норм и стандартов, которые, однако, редко выполняются в реальности. Это зачастую приводит к различным трудностям в выполнении должностных обязанностей как у новичков, так и у опытных, ответственных специалистов.