Все об Интернете

Архитектура локальной сети

Нюансы Интернет трафика мы рассмотрели в предыдущем посте, это только первый набросок. Далее я планирую его пополнять свежими «знаниями», полученными от Интернет провайдеров. Надеюсь, они активно подключатся к дискуссии.

Например, я дал почитать первую часть (на предмет технической корректности) своему знакомому администратору из одного альтернативного провайдера. Он почитал, улыбнулся, мол, тема бесконечная, а тут всего 3 странички. Все сведения он нашёл очень актуальными, но сделал одно замечание, которое подвигло меня на новый пост.

По статистике доля Интернет трафика (веб трафика) — всего лишь 3-5% от общего объёма потребляемого абонентом трафика. Всё остальное — это p2p трафик. Тогда получается, что, чем больше сеть, тем она должна лучше и быстрее работать. Отсюда простой вывод — выгодно быть абонентом крупного провайдера. Но здесь есть несколько существенных нюансов.

Главный нюанс — это наличие локальной сети. Если у провайдера нет локальной сети, то весь трафик идёт через Интернет соединение, то есть сосед у соседа скачивает фотографии или его home video через Москву. Отсюда и перегрузки в часы пик, и низкое качество работы Интернета (именно по этой причине существует множество жалоб от абонентов в вечернее время или же просто жалобы на скорость скачивания).

Ещё один нюанс заключается в том, что пропускная способность локальной сети должна быть в сотни раз больше, чем пропускная способность сети доступа в Интернет. Действительно, мой знакомый администратор мне подтвердил, что пропускная способность локальной сети его провайдера примерно в 40 раз больше пропускной способности сети доступа в Интернет.

Как именно это делается у них? На один узел агрегации у них приходится 1 Гигабит для «слива» Интернет трафика и 40 Гигабит для агрегации «локального» трафика. Такой узел рассчитан на 20 домов, примерно 2000 квартир, с учётом проникновения Internet от 40 до 60% (количество подключенных квартир). Учитывая теорию телетрафика и наличия конкурентов, получается, что каждому абоненту предоставляется выделенная полоса в 100 Мбит/с для работы в локальной сети по отдельным волокнам и скорость доступа в Интернет, гарантированная каждому, тоже по отдельным волокнам, чтобы потребление локальных сервисов не мешало основной услуге — доступу в Интернет (хотя проектировщики утверждают, что данная архитектура сети позволит предоставить примерно 20% абонентов подключение на скорости до 1000 Мбит/с, хотя, по экономическим соображениям (отсутствие спроса), провайдеры пока не вводят такие тарифы). 

Естественно, это влияет на количество волокон, подводимых к дому, к узлу агрегации. Это на порядок больше волокон, чем у наших магистрально-домовых провайдеров (проще говоря, гигантов сотовой и Интернет связи), строящих сети по топологии «кольцо на уровне доступа», когда на 1 волокне «сидят» в среднем 6 домов. При этом использование топологии «кольцо на уровне доступа» приводит к увеличению задержек на порту в 10 раз, пока коммутатор определяет, по какому направлению отправить пакет. Всё это незаметно при небольших скоростях доступа в Интернет, что уже в прошлом, при современных тарифах 20-40-60 Мбит/с, которые заявляют во всеуслышание маркетологи крупных провайдеров, время скачивания большого файла увеличивается в десятки раз.

С одной стороны, для чего такая избыточность альтернативщикам? Они сами признаются, что на такое предложение нет пока спроса. Ответ простой – любая сеть связи проектируется и строится на гарантированный срок эксплуатации 12-15 лет, и, для увеличения пропускной способности, сеть, по практике, придётся построить заново, т. к. «архитектурные ошибки исправляются только перестройкой», что приводит к многократному увеличению затрат, а именно: к освоению средств, что является естественным процессом для мегателекомов. Для чего строить сеть, не отвечающую не то что сегодняшним, а, тем более, завтрашним потребностям? Ответ прост — чтобы освоить деньги и сегодня, и завтра. Все мы с вами понимаем, что большинство коммерческих проектов планируется на получение прибыли в короткие сроки, зачастую путем пропаганды того, чего нам на самом деле и не нужно. Примерно то же самое с магазинами на диване. И остается немного компаний, которые рационально расходуют сырье с учетом долгосрочного планирования, конечно, не альтруистично, но тем не менее. 

Ещё 4-5 лет назад мегателекомы поднимали знамя ADSL, ADSL+ и т. п. Проиграв альтернативным провайдерам рынок, естественно, не окупив затрат и повесив все убытки на акционеров, они сейчас поднимают новое знамя GePON. Логика простая — освоение средств. Принцип работы ничем не отличается от пирамиды Мавроди, но при этом никто не садится даже на год в тюрьму. Мне теперь становится более понятно возмущение Сергея Пантелеевича, мол, все строят, а сидел только я.  Похоже, действует старый принцип: сажают не за то, что воруешь, а за то, что поймали.

Возникает вопрос, зачем же всем этим немногим компаниям заниматься планированием, учетом прогресса и т.п.? Ответ банальный — они строят на свои деньги, у них нет возможности осваивать средства акционеров или государственные ресурсы. В данном случае рыночные механизмы заставляют их думать не только о сегодняшнем, но и о завтрашнем дне. Можно подумать, что, зато у них нет таких доходов, они не столь широко размещаются на рынке услуг. А теперь подумайте об этом со своей точки зрения, с точки зрения потребителя: за услуги какого провайдера Вы с радостью отдадите деньги: крупного, не заостряющегося на качестве подачи, беря количеством, или местного, который ценит и свое, и наше время, деньги, усилия?

Чтобы предоставлять услуги доступа в Интернет на уровне альтернативных (местных) провайдеров, нашим горе магистрально-домовым провайдерам при размещении ресурсов в Москве необходимо увеличить пропускную способность магистральных каналов в сотни раз. При размещении ресурсов на локальной сети, необходимо оборудовать серверную, и в сотни раз увеличить количество волокон на локальной сети. Это нужно для того, чтобы сравняться по качеству с уровнем альтернативных провайдеров, при существующей норме доходов с абонента. Это долго и затратно, проще нанять маркетологов и впарить один и тот же трафик под видом разных услуг несколько раз, развести теорию «о справедливом распределении полосы». Они строят дёшево и сердито: при среднем качестве обеспечивается 5-10% одновременных подключённых, при увеличении % подключённых абонентов (сейчас по статистике проникновение Internet от 40 до 60%). Сеть работает по принципу: качает сосед — я курю, я качаю — все курят.

Естественно, все эти выкладки справедливы для полностью управляемых сетей. При появлении неуправляемых «тупых» коммутаторов, всё это наступает гораздо быстрее: при 2-3 одновременных пользователях сеть умирает.

Наверное, это правильно с точки зрения экономики и маркетинга: срубить побольше бабла с минимальными затратами. Но только в краткосрочной перспективе, пока у людей не появляется выбор. С появлением выбора ситуация коренным образом меняется, мегателекомы теряют свои лидирующие позиции и абонентов.

Следующий принципиальный момент заключается в том, что для агрегации локального трафика должно быть отдельное мощное ядро, по производительности примерно в 100 раз больше, чем ядро для обработки Internet трафика. Да, без этого никуда не деться, т. к. минимальный маршрут между 2 пользователями, это маршрут через ядро. Ядро так же предназначено для размещения локальных ресурсов, для того, чтобы обеспечить максимальную доступность для всех пользователей сети. Хорошо, пусть у крупных провайдеров нет своей локальной сети, но когда я был подключен к билайну, в связи с отсутствием локальных ресурсов, пользователи сами у себя дома поднимали игровые сервера, трекеры и хабы… зачем ядро, агрегация? Мой знакомый мне это так прокомментировал: «Ну и где эти ресурсы сейчас, сколько там игроков он-лайн? Упуская юридические нюансы, связанные с вопросами правообладания на таких ресурсах, чисто с технической точки зрения, размещение локального ресурса у абонента приводит к эффекту узкого горлышка. При определённой популярности ресурса, например 1000-2000 пользователей он-лайн, он просто умирает, т. к. до абонента идёт канал 100 Мбит, даже если пользователь откажется от пользования Интернетом, то при 1000 одновременных сессиях придётся по 100 Кбит/с на 1 пользователя, что для многих сервисов недостаточно, а если 2000 или 3000 пользователей? При этом потребуется приличная производительность для обработки такого трафика, персоналка, даже супер навороченная, не справится с 1000 одновременных сессий, а ставить дома «шумный сервер», или тем более «шумный кластер  » — это уже отдельный вид удовольствия. Посчитаем экономику такого «кластера»: от 500-1000 тыс. руб. стоимость железа, система охлаждения от 500 тыс. руб., переоборудование помещения в серверную, система ИБП от 500 тыс. руб., плюс его эксплуатация 15-20 кВт электроэнергии, не считая стоимость софта и лицензий и т.п. Таким образом, вся беда таких «самопальных ресурсов» в их низкой производительности и посещаемости, а раз у ресурса нет постоянной аудитории, нет рекламы или других источников существования — он со временем умирает и никогда не перерастёт в новый facebook или google.

Ну и не забывайте: не только при появлении выбора позиции «заевшихся» компаний могут поменяться, и может быть они задумаются о том, как правильно строить долгосрочный бизнес, но еще нужно этот выбор осознать. Друзья мои, читайте, дискутируйте, высказывайтесь – все это в конечном итоге подведет нас к тому, что даже самый обычный юзер станет понимать, за что он платит деньги и что он может получить.