Aktualności
2010-05-18
DFN X-WiN
8Sieć na sposób niemiecki.
X-WiN jest najnowszą generacją infrastruktury sieci DFN, która w 2006 r. zastąpiła, działającą od czterech lat, dotychczasową sieć Gigabit-Wissen- schaftsnetz (G-WIN).

Od 25 lat sieć DFN rozwija swoją infrastrukturę sieciową dostosowując ją do najbardziej zaawansowanych technologii dostępnych na rynku. W przeciwieństwie do wszystkich wcześniejszych rozwiązań, których działanie finansowane było przez rząd federalny Niemiec, X-WiN jest pierwszą generacją infrastruktury, która została sfinansowana w ramach własnych środków DFN.

Usługi X-WiN
Użytkownicy sieci X-WiN (uniwersytety, szkoły wyższe oraz instytucje badawcze w Niemczech) mają dostęp do technicznej platformy X-WiN za pośrednictwem dwóch usług:  DFN Internet oraz DFN VPN. Usługi te są realizowane na dwóch platformach: optycznej i internetowej.

Platforma optyczna
Liberalizacja przepisów niemieckiego rynku telekomunikacyjnego umożliwiła dzierżawę ciemnych włókien (dark-fibre). Korzyści ekonomiczne płynące z posiadania „własnej” infrastruktury świat- łowodowej, ale przede wszystkim dużo większa elastyczność w technicznym świadczeniu usług sieciowych, zachęciły DFN do zaoferowania tych możliwości swoim użytkownikom.  Pierwsze plany rozwoju G-WiN w tym kierunku powstały latem 2003 roku. Nowa infrastruktura sieciowa miała być oparta na technologii łączy światłowodowych oraz sprzęcie zdolnym do obsługi kilku multipleksowanych połączeń bezpośrednio na światłowodach. Ponadto przyjęto, że wregionach, w których nie będzie takiej możliwości ze względów finansowych, projekt powinien zostać uzupełniony o łącza transmisyjne od operatorów.  W2004 r. ogłoszono przetarg, w skali europejskiej, na cztery różne pozycje (światłowody, sprzęt (DWDM), monitoring sieciowy i dodatkowe łącza transmisyjne).

Łącza światłowodowe, prawie we wszystkich przypadkach, są prowadzone bezpośrednio między lokalizacjami użytkowników i zakończone w odpowiednich lokalnych centrach IT, głównie w centrach obliczeniowych uniwersytetów i instytucji badawczych. W centrach tych włókna są podłączone do urządzeń DWDM węzła DFN POP (Point of Presence) w tej lokalizacji. Wysokie normy techniczne zasilania i klimatyzacji wwiększości zapewniane są przez lokalne centrum hostujące. Takich węzłów wsieci DFN jest około 70.

Od początku 2009 roku dostępnych  jest ok. 9500 km łączy światło-wodowych. Istniejące połączenia tworzą wzajemnie powiązane pierścienie. Struk-turę tę uzupełnia kilka dzierżawionych łącz transmisyjnych. Światłowody są dostarczane przez trzech głównych dostawców (Gasline, KPN i Global Connect) oraz kilku mniejszych operatorów lokalnych. Zasadniczo podstawą dostaw łączy światłowodowych są długoterminowe umowy na dzierżawę uzupełnione o odpowiednie umowy SLA (ustalające np. MTTR – średni czas naprawy światłowodu), co ma gwarantować oczekiwaną jakość obsługi. Kolejna ważna kwestia również podlega ustaleniom umownym pomiędzy dostawcą światłowodu i DFN – taki dostawca musi wyrazić zgodę na podporządkowanie się podstawowym zasadom obsługi i rozwiązywania problemów, co umożliwia DFN stworzenie spójnego i zautomatyzowanego systemu obsługi. 

Szeroki zasięg platformy optycznej X-WIN jest nie tylko opłacalny dla DFN ijej użytkowników, ale również stabilizuje procesy planowania finansowego. Ponadto, gęsta sieć połączeń światło- wodowych zwiększa odporność sieci na awarie. Sprzęt DWDM (obecnie dostarczany przez HuaWei), umożliwia uruchomienie do 160 kanałów („lambd”) zmożliwością protekcji optycznej. Wtym celu zestawia się tzw. ścieżkę roboczą i ścieżkę zapasową. W przypadku zakłóceń transmisji, ścieżka robocza zostanie automatycznie zastąpiona przez ścieżkę zapasową. Ścieżki te są zazwyczaj dłuższe, powodując zwiększenie opóźnień w transmisji sygnałów. Nie ma to znaczenia dla zastosowań takich jak e-mail, ale może stanowić problem dla bardziej wrażliwych, jak Voice Over IP lub usług wideokonferencji, nawet jeśli użytkownik końcowy takich opóźnień nie zauważa. Dzięki dużej gęstości połączeń światłowodowych w sieci DFN, problem ten może być zredukowany.

Platforma internetowa
Platformą dla usługi DFN Internet jest sieć wzajemnych połączeń między routerami. Wymaganiami, jakie musiał spełniać router dla platformy DFN/X-WiN, było:

- zapewnienie obsługi połączeń sieci szkieletowej do 10 Gbit/s (w perspektywie 40 Gbit/s) i dostępu dla użytkowników 2 -10 Gbit/s (GE);
-  stała dostępność najważniejszych elementów zastosowanych do budowy sprzętu, a tym samym zachowanie jak najkrótszego czasu naprawy (Time To Repair, TTR) oraz niskie koszty utrzymania.

Mając na uwadze tę specyfikację, szkielet platformy internetowej zbudowany został z routerów Cisco CRS-1 oraz Cisco 7609. Routery CRS-1 były sponsorowane przez Cisco i są skonfigurowane jako ośmioportowe systemy z redundantnymi procesorami, blokami funkcjonalnymi przełącznika oraz zasilaczami. Cisco 7609 zapewnia niedrogie i wydajne interfejsy 10GE, i został już przetestowany iwykorzystany w poprzedniej generacji sieci G-WIN. Dlatego też w sieci X-WIN wszystkie połączenia 10 Gbit/s są realizowane za pomocą interfejsów dziesięciogigabitowego Ethernetu.
Dzięki zminimalizowaniu liczby routerów, koszty utrzymania - w porównaniu zG-WIN - mogą być znacznie mniejsze, aśredni czas naprawy (MTTR) wyposażenia routera może być obniżony do trzech godzin dla każdego DFN-POP. Części zapasowe są przechowywane w dziewięciu depozytach w całym kraju.

Przy projektowaniu podstawowej topologii sieci szkieletowej dostawca włókien światłowodowych pomiędzy punktami DFN-POP został wyłoniony w ramach przetargów; większość użytkowanych łącz w lokalizacjach DFN-POP to połączenia dwukierunkowe. Tam, gdzie nie było to osiągalne, użyto dodatkowych łącz dzierżawionych. W czterech miejscach, amianowicie we Frankfurcie nad Menem (FRA), Erlangen (ERL), Hannowerze (HAN) i Poczdamie (POT) krzyżuje się wiele włókien światłowodowych i„lambd”. Węzły DFN-POP w tych lokalizacjach spełniają funkcję wewnętrznego rdzenia sieci, tzw. super rdzenia.

Pozostała część logicznej topologii platformy DFN Internet była projektowana zgodnie z zasadą "follow-the-fibre". Najbardziej naturalnym sposobem połączeń DFN-POP było spinanie ich włańcuch od jednego z czterech super DFN-POP do kolejnego z nich; dzięki temu lokalny ruch nie odbywa się po całej sieci. W tej metodologii każdy DFN-POP ma dwa łącza i uszkodzenie jednego znich nie spowoduje izolacji tego węzła zsieci. Jeżeli możliwości takiego łańcucha nie są wystarczające, można go łatwo rozbudować i dostosować do rzeczywistych potrzeb. Topologia ta została sprawdzona poprzez pomiary natężenia ruchu, co umożliwiło jej zoptymalizowanie. W wyniku tych prac powstał rdzeń sieci ze wzajemnymi połączeniami 2*10GE, który łatwo można zmodernizować do technologii 40 Gbit/s, a wszystkie połączenia do tego rdzenia realizowane są w technologii 10 GE.

Od stycznia 2009, każda transmisja jest realizowana poprzez dwie, redundantne drogi dostępu. Użytkownicy mogą więc korzystać z infrastruktury zapewniającej dostęp do Internetu, rzadko oferowany w środowiskach komercyjnych. Jest to możliwe bez zwiększenia opłat za usługi, ponieważ ceny łącz optycznych wyłonionych w ramach przetargu znacznie obniżyły koszty utrzymania sieci.

Dzięki platformie internetowej X-WIN użytkownicy usługi DFN Internet mają dostęp do nowoczesnej infrastruktury, przygotowanej do świad- czenia innowacyjnych usług, szybko reagującej na rosnące potrzeby odbiorców. Dostęp o przepustowości do 10 Gbit/s oraz bardzo pojemne, skalowalne zasoby szkieletu sieci sprawiają, że X-WIN jest obecnie jedną z najszybciej rozwijających się i wydajnych sieci badawczych na całym świecie.

H.-M. Adler, P. Eitner, K. Ullmann, H. Waibel, M. Wilhelm
DFN-Verein