Wie Die Internetinfrastruktur Funktioniert. Teil Zwei - Alternative Ansicht

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Wie Die Internetinfrastruktur Funktioniert. Teil Zwei - Alternative Ansicht
Wie Die Internetinfrastruktur Funktioniert. Teil Zwei - Alternative Ansicht
Anonim

- Teil eins -

Änderung des Datenflusses

Ein typischer Tag für Paul und seine Remote-Kollegen besteht darin, Hardware für neue Kunden und Aufgaben wie das Entladen von Festplatten und Solid-State-Laufwerken (SSDs) anzuschließen. Dies bedeutet keine sehr gründliche Fehlerbehebung. Wenn ein Kunde beispielsweise die Kommunikation mit einem seiner Geräte verliert, überprüft sein Support-Team, ob die Kommunikation auf der physischen Ebene funktioniert, und ändert gegebenenfalls die Netzwerkkarte usw., um den Zugriff auf sicherzustellen Gerät oder Plattform wiederhergestellt.

In den letzten Jahren hat er einige Veränderungen bemerkt. Server-Racks in 1U- oder 2U-Größen werden durch 8U- oder 9U-Einheiten ersetzt, die viele verschiedene Karten unterstützen, einschließlich ultrakompakter Server. Infolgedessen gibt es weitaus weniger Anforderungen zur Installation einzelner Servernetzwerke. In den letzten 4 oder 5 Jahren gab es weitere Änderungen.

„Bei Tata stammen die meisten Geräte von HP oder Dell, und wir verwenden ihre Geräte jetzt für dedizierte Server und Cloud-Protokolle. Früher haben sie Sun benutzt, aber jetzt ist es sehr selten. Wir haben NetApp standardmäßig für Speicher und Backups verwendet, aber jetzt ist auch EMC aufgetreten, und in letzter Zeit sind mir viele Hitachi-Speichergeräte aufgefallen. Darüber hinaus entscheiden sich viele Kunden für dedizierten Backup-Speicher gegenüber verwaltetem oder gemeinsam genutztem Speicher. “

Kontrollzentren des Network Operations Center

Das Layout im NCC-Bereich (Network Operations Center) der Räumlichkeiten ähnelt einem normalen Büro, obwohl der große Bildschirm und die Kamera, über die das britische Büro mit den NCC-Mitarbeitern in Chennai, Indien, kommuniziert, eine Überraschung sein können. Sie dienen jedoch als eine Art Test des Netzwerks: Wenn der Bildschirm leer wird, wissen beide Büros, dass ein Problem vorliegt. Hier gibt es tatsächlich einen Support-Service der ersten Ebene. Das Netzwerk wird von New York aus überwacht und das Hosting wird in Chennai überwacht. Wenn also wirklich etwas Ernstes passiert, werden sie an diesen weit voneinander entfernten Orten als erste davon erfahren.

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George beschreibt die Organisationsstruktur des Zentrums wie folgt: „Da wir ein Netzwerkkontrollzentrum sind, erhalten wir Anrufe von Menschen, die Probleme haben. Wir unterstützen die 50 Kunden mit Priorität (alle zahlen am meisten für Dienstleistungen) und jedes Mal, wenn sie auf ein Problem stoßen, hat dies wirklich Priorität. Unser Netzwerk bietet eine gemeinsame Infrastruktur, und ein großes Problem kann viele Verbraucher betreffen. In diesem Fall ist es notwendig, dass wir die Möglichkeit haben, sie rechtzeitig zu informieren. Wir haben mit einigen Kunden vereinbart, dass wir ihnen stündlich und für einige alle 30 Minuten die neuesten Informationen zur Verfügung stellen. Im Notfall halten wir sie ständig auf dem Laufenden, während wir das Problem lösen. Rund um die Uhr.

So funktioniert ein Infrastrukturanbieter

Als internationales Kabelsystem stehen Dienstleister auf der ganzen Welt vor den gleichen Herausforderungen: Schäden an Erdkabeln, die am häufigsten auf Baustellen in weniger genau überwachten Gebieten auftreten. Dies sind natürlich die Anker am Meeresgrund, die ihre Flugbahn verloren haben. Vergessen Sie außerdem nicht die DDoS-Angriffe, bei denen Systeme angegriffen werden und die gesamte verfügbare Bandbreite mit Datenverkehr gefüllt ist. Natürlich ist das Team für diese Bedrohungen gut gerüstet.

„Die Ausrüstung ist so eingerichtet, dass sie die typischen Verkehrsmuster verfolgt, die zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages erwartet werden. Sie können den Verkehr zwischen 16 Uhr am letzten Donnerstag und jetzt regelmäßig überprüfen. Wenn bei der Inspektion etwas Ungewöhnliches festgestellt wird, kann das Gerät das Eindringen proaktiv verhindern und den Datenverkehr mit einer anderen Firewall umleiten, wodurch jedes Eindringen beseitigt werden kann. Dies wird als produktive DDoS-Minderung bezeichnet. Sein anderer Typ ist wechselseitig. In diesem Fall kann der Verbraucher uns sagen: „Oh, ich habe an diesem Tag eine Bedrohung im System. Sie sollten besser auf der Hut sein. “Trotzdem können wir als proaktive Maßnahme herausfiltern. Es gibt auch legitime Aktivitäten, über die wir informiert werden, wie beispielsweise Glastonbury (UK Music Festival). Wenn also Tickets in den Verkauf gehen, wird die erhöhte Aktivität nicht blockiert."

Die Systemlatenz muss auch proaktiv von Clients wie Citrix überwacht werden, die Virtualisierungsdienste und Cloud-Anwendungen ausführen, die empfindlich auf erhebliche Netzwerklatenz reagieren. Das Bedürfnis nach Geschwindigkeit wird von einem Kunden wie der Formel 1 geschätzt. Tata Communications verwaltet die vernetzte Renninfrastruktur für alle Teams und verschiedene Sender.

„Wir sind für das gesamte Formel-1-Ökosystem verantwortlich, einschließlich der Renningenieure, die vor Ort sind und auch Teil des Teams sind. Wir schaffen an jedem Rennort einen Einstiegspunkt - richten Sie ihn ein, verlegen Sie alle Kabel und stellen Sie alle Benutzer zur Verfügung. Wir haben verschiedene Wi-Fi-Zugangspunkte für den Gästebereich und andere Orte eingerichtet. Ein Ingenieur vor Ort erledigt alle Arbeiten und kann nachweisen, dass die gesamte Kommunikation am Renntag betriebsbereit ist. Wir überwachen es mit PRTG (Paessler Router Traffic Grapher - ein Programm zur Überwachung der Netzwerknutzung - ca. Neues Warum), damit wir den Status der KPIs überprüfen können. Wir unterstützen Sie von hier aus rund um die Uhr und sieben Tage die Woche.

Dieser aktive Kunde, der das ganze Jahr über regelmäßig Veranstaltungen durchführt, bedeutet, dass das Asset Management-Team Termine für das Testen von Sicherungssystemen festlegen muss. Wenn es um die F1-Woche geht, müssen diese Jungs von Dienstag bis Montag der nächsten Woche ihre Hände für sich behalten und dürfen nicht damit beginnen, Linien im Rechenzentrum zu testen. Selbst während meiner Exkursion, die Paul führte, war er vorsichtig und öffnete die Klappe nicht, um auf die Ausrüstung für die F1 zu zeigen, damit ich sie mir genauer ansehen konnte.

Übrigens, wenn Sie neugierig sind, wie Backup-Systeme funktionieren, haben sie 360 Batterien pro USV und 8 unterbrechungsfreie Stromversorgungen. Dies summiert sich auf über 2.800 Batterien, und da sie jeweils 32 kg wiegen, beträgt ihr Gesamtgewicht etwa 96 Tonnen. Die Lebensdauer der Batterien beträgt 10 Jahre. Jede Batterie wird einzeln auf Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Widerstand und andere Indikatoren überwacht und rund um die Uhr überprüft. Wenn sie vollständig geladen sind, können sie das Rechenzentrum etwa 8 Minuten lang laufen lassen, was den Generatoren viel Zeit zum Einschalten lässt. Am Tag meines Besuchs war die Arbeitsbelastung so hoch, dass die Batterien, wenn sie eingeschaltet waren, für einige Stunden den Betrieb aller Systeme des Zentrums gewährleisten konnten.

Das Zentrum verfügt über 6 Generatoren - drei für jede Halle des Rechenzentrums. Jeder Generator kann die volle Last des Zentrums bewältigen - 1,6 MVA. Jeder von ihnen produziert 1280 Kilowatt Energie. Im Allgemeinen erhält es 6 MVA - diese Energiemenge würde vielleicht ausreichen, um die Hälfte der Stadt mit Strom zu versorgen. In der Mitte befindet sich auch ein siebter Generator, der den Energiebedarf des Gebäudes abdeckt. Der Raum enthält ungefähr 8000 Liter Kraftstoff - genug, um einen Tag unter vollen Bedingungen zu überleben. Bei voller Kraftstoffverbrennung pro Stunde werden 220 Liter Diesel verbraucht. Wenn dies ein Auto wäre, das mit 96 km / h fährt, könnten die bescheidenen 235 Liter pro 100 km auf ein neues Niveau gebracht werden - die Zahlen, die den Humvee aussehen lassen wie ein Prius.

Letzte Meile

Die letzte Phase - die letzten Kilometer vom Netzwerk-Gateway oder NOC zu Ihnen nach Hause - ist nicht allzu beeindruckend, selbst wenn Sie einen kurzen Blick auf die Endzweige Ihrer Netzwerkinfrastruktur werfen.

Es gab jedoch auch Änderungen. Virgin Media und Openreach installieren neue Telekommunikationsschränke neben alten grünen Schränken und richten DOCSIS- und VDSL2-Leitungen ein, wodurch die Anzahl der an das Netzwerk angeschlossenen Haushalte und Unternehmen steigt.

VDSL2

In den neuen Openreach-Schränken für VDSL2-Leitungen befindet sich ein DSLAM-Multiplexer (Digital Subscriber Line Access Multiplexer in BT-Terminologie). In den Tagen der ADSL- und ADSL2-Technologien wurden DSLAM-Multiplexer in der Nähe lokaler Switches installiert. Durch die Verwendung von Außenschränken kann jedoch das Signal des zum Switch führenden optischen Kabels verstärkt werden, um die Geschwindigkeit des Breitbandzugangs für den Endbenutzer zu erhöhen.

DSLAM-Schränke werden separat mit Strom versorgt und durch Verbinden von Paaren mit vorhandenen Außenschränken verbunden. Ein solches Bündel ist ein Knoten-Telekommunikationsschrank. Das Kupferpaar bleibt für den Endbenutzer intakt, während VDSL2 den Breitbandzugang mithilfe herkömmlicher Außenschränke ermöglicht.

Dies ist ein Upgrade, das nicht ohne die Anwesenheit von Technikern durchgeführt werden kann, und das NTE5-Panel (Netzwerkendgerät) im Haus muss ebenfalls geändert werden. Dennoch ist dies ein Fortschritt, der es ISPs ermöglicht, die Geschwindigkeit in Millionen von Haushalten von 38 Mbit / s auf 78 Mbit / s zu erhöhen und den für die Installation von FTTH erforderlichen Arbeitsaufwand zu umgehen.

DOCSIS

Dies ist eine völlig andere Technologie des hybriden optisch-koaxialen Netzwerks von Virgin Media, mit dem der Heimverbraucher Geschwindigkeiten von bis zu 200 Mbit / s und bis zu 300 Mbit / s für Unternehmen erreichen kann. Obwohl die Technologien zur Erreichung dieser Geschwindigkeit eher auf DOCSIS 3 (einem koaxialen Datenübertragungsstandard) als auf VDSL2 basieren, gibt es hier einige Parallelen. Virgin Media führt Glasfaserleitungen zu Straßenschränken und verwendet dann Kupferkoax für Breitband und Fernsehen (immer noch Twisted Pair für Telefonie).

Es ist erwähnenswert, dass DOCSIS 3.0 die häufigste letzte Meile in den USA ist. 55 Millionen der 90 Millionen festen Breitbandleitungen verwenden Koaxialkabel. An zweiter Stelle steht ADSL - 20 Millionen, gefolgt von FTTP - 10 Millionen. Die VDSL2-Technologie wird in den USA kaum eingesetzt, kommt jedoch gelegentlich in einigen städtischen Gebieten vor.

DOCSIS 3 verfügt weiterhin über eine Geschwindigkeitsreserve, mit der Kabelanbieter die Geschwindigkeit bei Bedarf auf 400, 500 oder 600 Mbit / s erhöhen können. Danach wird DOCSIS 3.1 angezeigt, das bereits in den Startlöchern wartet.

Bei Verwendung des DOCSIS 3.1-Standards überschreitet die eingehende Geschwindigkeit 10 Gbit / s und die ausgehende Geschwindigkeit 1 Gbit / s. Diese Kapazitäten können mit der Methode der Quadraturamplitudenmodulation erreicht werden, die auch über kurze Entfernungen in Unterseekabeln verwendet wird. An Land wurde jedoch ein QAM höherer Ordnung - 4096QAM - unter Verwendung des digitalen Modulationsmultiplexing mit OFDM-Schema (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) erhalten, wobei das Signal wie bei DWDM in mehrere Unterträger aufgeteilt wird, die mit unterschiedlichen Frequenzen in einem begrenzten Spektrum übertragen werden. ODFM wird auch in ADSL / VDSL und G.fast verwendet.

Letzte 100 Meter

Während FTTC und DOCSIS in den letzten Jahren den britischen Markt für kabelgebundenen Internetzugang dominiert haben, wäre es eine große Vernachlässigung, die andere Seite des Problems der letzten Meile (oder der letzten 100 m) nicht zu erwähnen: mobile Geräte und drahtlose Geräte.

Weitere Funktionen für die Verwaltung und Bereitstellung von Mobilfunknetzen werden in Kürze erwartet. Schauen wir uns zunächst Wi-Fi an, das im Grunde eine Erweiterung von FTTC und DOCSIS darstellt. Ein typisches Beispiel: Kürzlich bereitgestellte und nahezu vollständige Abdeckung städtischer Gebiete mit Wi-Fi-Hotspots.

Zuerst waren es nur ein paar gewagte Cafés und Bars, aber dann verwandelte BT Teilnehmerrouter in offene Zugangspunkte und nannte es "BT Fon". Jetzt hat es sich zu einem Spiel großer Infrastrukturunternehmen entwickelt - Wi-Fi-Netzwerk in der Londoner U-Bahn oder Virgin's interessantes "Smart Sidewalk" -Projekt in Chesham, Buckinghamshire

Für dieses Projekt platzierte Virgin Media einfach die Zugangspunkte unter den Schachtabdeckungen, die aus einem speziellen radio-transparenten Verbundwerkstoff bestehen. Virgin hat viele Leitungen und Knoten in ganz Großbritannien. Warum also nicht mehrere Wi-Fi-Hotspots hinzufügen, um sie mit anderen zu teilen?

In einem Gespräch mit Simon Clement, leitender Technologe bei Virgin Media, schien die Implementierung eines intelligenten Pflasters zunächst schwieriger zu sein, als es sich tatsächlich herausstellte.

„Früher hatten wir Schwierigkeiten bei der Interaktion mit den lokalen Behörden, aber diesmal ist dies nicht geschehen“, sagt Clement. „Der Stadtrat von Cesham hat bei diesem Projekt aktiv mit uns zusammengearbeitet, und der allgemeine Eindruck war, dass Beamte überall offen für die Umsetzung der Kommunikation sind Dienstleistungen für die Bevölkerung und verstehen, welche Arbeit getan werden muss, um diese Dienstleistungen zu implementieren"

Die meisten Schwierigkeiten treten von selbst auf oder hängen mit Vorschriften zusammen.

„Die größte Herausforderung besteht darin, über den Tellerrand hinaus zu denken. Bei Standardprojekten für den drahtlosen Zugang müssen beispielsweise Funkpunkte so hoch installiert werden, wie es die Verwaltungsvorschriften zulassen, und diese Punkte arbeiten mit einer maximalen Leistung, die durch dieselbe Vorschrift begrenzt ist. Wir haben versucht, Zugangspunkte unter der Erde zu installieren, damit sie mit einfachem WLAN zu Hause arbeiten können."

„Wir mussten während des Projekts viele Risiken eingehen. Wie bei allen innovativen Projekten ist eine vorläufige Risikobewertung relevant, solange der Arbeitsumfang gleich bleibt. In der Praxis kommt dies sehr selten vor, und wir sind gezwungen, regelmäßig dynamische Risikobewertungen durchzuführen. Es gibt wichtige Grundsätze, die wir einhalten möchten, insbesondere bei der Arbeit mit drahtlosem Zugang. Wir halten uns immer an die EIRP-Grenzwerte (Effective Isotropic Radiated Power) und wenden bei der Anwendung auf Funk immer sichere Arbeitsmethoden an. Im Umgang mit Funkemissionen ist es besser, konservativ zu sein."

Zurück in die Zukunft des Kabel-Internets

Als nächstes steht für das POTS-Netzwerk von Openreach G.fast am Horizont, das am besten als FTTdp-Konfiguration (Fibre to Distribution Point) beschrieben werden kann. Auch dies ist ein Adapter von Glasfaser zu Kupferkabel, aber der DSLAM wird noch näher am Endbenutzer über den Telegraphenmasten und unter der Erde platziert, und das übliche verdrillte Kupferpaar befindet sich auf den letzten zehn Metern des Kabels.

Die Idee ist, die Glasfaser so nah wie möglich am Kunden zu platzieren und gleichzeitig die Länge des Kupferkabels zu minimieren, was theoretisch Verbindungsgeschwindigkeiten von 500 bis 800 Mbit / s ermöglicht. G.fast arbeitet in einem viel größeren Frequenzbereich als VDSL2, sodass die Kabellänge einen größeren Einfluss auf die Netzwerkleistung hat. Einige bezweifeln jedoch, dass BT Openreach in dieser Situation die Geschwindigkeit optimieren wird, da sie aufgrund der hohen Kosten zum Telekommunikationsknotenschrank zurückkehren und die Geschwindigkeit opfern müssen, um solche Dienste bereitzustellen: Sie wird auf 300 Mbit / s sinken.

Es gibt auch FTTH. Openreach verschob FTTH zunächst - sie entwickelten eine bessere (sprich: billigere) Übertragungsmethode, kündigten jedoch kürzlich ihren "Ehrgeiz" an, mit der groß angelegten FTTH-Bereitstellung zu beginnen. FTTC- oder FTTdp-Technologien sind höchstwahrscheinlich eine kurzfristige und vorläufige Lösung für viele Benutzer, die Kabelanbieter verwenden, die wiederum die Großhandelskunden von Openreach sind.

Auf der anderen Seite gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass Virgin Media sich auf koaxialen Lorbeeren ausruhen wird: Während sein konkurrierender Telekommunikationsriese über seine Schritte nachdenkt, bietet Virgin konsistente FTTH-Dienste mit 250.000 Nutzern an und strebt an, in diesem Jahr 500.000 zu erreichen. Das Lightning-Projekt, das in den nächsten Jahren das Netzwerk von Virgin um vier Millionen weitere Wohnungen und Büros erweitern wird, umfasst eine Million neue FTTH-Verbindungen.

Virgin nutzt derzeit die RFOG-Technologie (Radio Frequency Over Fiberglass) und damit die Möglichkeit, Standard-Koaxial-Router und TiVo zu verwenden. Die bedeutende FTTH-Schlagkraft in Großbritannien bietet dem Unternehmen jedoch in Zukunft mehrere zusätzliche Optionen, da die Nachfrage nach Breitbandbenutzerzugang steigt.

Die letzten Jahre waren auch für kleine und unabhängige Unternehmen wie Hyperoptic und Gigaclear günstig, die ihre eigenen Glasfasernetzwerke auf den Markt bringen. Ihre Abdeckung ist immer noch extrem auf ein paar tausend Wohngebäude in der Innenstadt (Hyperoptic) und ländliche Siedlungen (Gigaclear) beschränkt, aber das Wachstum des Wettbewerbs und die Investitionen in die Infrastruktur werden nie schlecht.

Das ist die Geschichte

Das ist alles: Wenn Sie das nächste Mal ein YouTube-Video ansehen, wissen Sie genau, wie es vom Cloud-Server auf Ihren Computer übertragen wird. Es mag sehr einfach erscheinen - besonders von Ihrer Seite -, aber jetzt wissen Sie die Wahrheit: Alles läuft mit tödlichen 4.000-Volt-Kabeln, 96 Tonnen Batterien, Tausenden Litern Diesel, Millionen Meilen Last-Mile-Kabeln und einem Überschuss.

Das System selbst wird auch größer und verrückter. Smart Homes, tragbare Elektronik und Fernseher mit Filmen auf Abruf benötigen mehr Reichweite, mehr Zuverlässigkeit und mehr Verstand in Flaschen. Es ist gut, in unserer Zeit zu leben.

Bob Dormon begann seine technologische Odyssee als Teenager und arbeitete am GSHQ. Aufgrund seiner Leidenschaft für Musik ging er jedoch zum Master-Recording nach London. Seit über zwölf Jahren schreibt er regelmäßig für Musik- und Mac-Magazine. Fasziniert von der Beziehung zwischen Mensch und Technologie wurde er ein vollwertiger Journalist und war über sechs Jahre Mitglied der Redaktion von The Register. Bob lebt in London und hat eine obszöne Menge an Gadgets, Gitarren und Vintage-MIDI-Synthesizern.

Bob Dormon

Die Übersetzung wurde vom NewWhat-Projekt durchgeführt.

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