Когда финансовый директор Google Патрик Пичетт заявил, что его корпорация предоставит американцам домашний интернет на скорости 10 гигабит в секунду, многие восприняли это как научную фантастику. Ведь эта скорость в тысячу раз быстрее, чем та, с которой люди соединяются с интернетом сегодня. Но для НАСА и 10 гигабит в секунду — слишком медленно.
Мы с вами используем для передачи данных общедоступный интернет, но у НАСА для этого существует собственная «теневая» сеть — ESnet, которая способна передавать данные на скорости до 91 гигабит в секунду — самой высокой, которой удавалось достичь в сетях подобного типа.
Разумеется, НАСА не подключит каждый дом к своей сети, но использование сверхбыстрой сетевой технологии дает толчок к дальнейшему развитию возможностей, предоставляемых вычислительными системами. ESnet, построенная в рамках программы департамента энергетики США (DOE), уже зарекомендовала себя как мощный инструмент для исследователей, работающих с массивами данных, полученными в ходе работ на Большом адронном коллайдере и над проектом по секвенированию человеческого генома. Ученые обменивались информацией быстрее, чем если бы им приходилось пересылать почтой жесткие диски.
«Наше видение мира заключается в том, что научное познание не должно иметь географических преград», — говорит Грегори Белл, руководитель проекта ESnet.
Создавая сети, быстрые, насколько только это возможно, ESnet и исследовательские организации, подобные НАСА, отрабатывают технологии, которые в будущем станут доступными и в коммерческом интернете. ESnet — наше окно в будущее сетевых технологий.
Другие сети
Первая национальная компьютерная сеть, ARPAnet, начав свое существование как проект DARPA, развилась в современный всемирный интернет. Но она не была единственной сетью подобного рода. В 1976 году департамент энергетики стал заказчиком Magnetic Fusion Energy Network — сети, связавшей Центр компьютерных разработок DOE с другими научными лабораториями. В 1980 году появилась еще одна сеть — High Energy Physics Network, связавшая между собой американские физические лаборатории. Эти две сети и стали основой для создания ESnet.
Устройство сети изменялось с течением времени. Сигнал передавался и с использованием проводной наземной связи, и посредством спутниковой связи. Сейчас используется волоконно-оптическая линия передачи, связавшая 17 крупных исследовательских центров DOE и множество более мелких, такие, как научные лаборатории университетов. В 2010 году началось сотрудничество ESnet с консорциумом Internet2, предоставляющим возможность задействовать так называемое «темное волокно» — обычно неиспользуемые для передачи данных волокна оптического кабеля, проложенные в качестве резерва.
Интернет — соревнование в скорости
В ноябре, используя ESnet, группа разработчиков передовых компьютерных сетей НАСА добилась скорости передачи данных в 91 гигабит в секунду между Денвером и Центром космических полётов Годдарда, который находится в городе Гринбелт, Мэриленд. Это самая высокая скорость, которая была достигнута при использовании реально действующего оборудования.
В теории, оборудование сети ESnet рассчитано на скорость передачи данных в 100 гигабит в секунду, но на практике скорость оказывается несколько ниже, так как путь сигнала не является прямой линией, а проходит через множество узловых точек.
Специалисты НАСА добивались скорости передачи данных в 98 гигабит в секунду между Центром космических полетов Годдарда и университетом Юты в 2012, а сотрудничество Alcatel-Lucent и BT сделало возможным достижение скорости в 1,4 терабит в секунду для канала связи между Лондоном и Ипсвичем, но эти рекордные результаты достигались на прямой линии связи, в реальных условиях не используемой.
В интернете и ESnet, каждая узловая точка может стать узким местом, тормозящим работу сети в целом. Каждый элемент сетевого оборудования должен быть готов работать на полной скорости. Оборудование, предоставленное компанией Brocade, выдержало испытание и позволило добиться рекордной скорости.
Эксперименты, определяющие будущее компьютерных сетей
Сеть ESnet является одной из платформ развития проекта OSKARS — системы, позволяющей оператору сети, конечному пользователю или приложению создавать динамические виртуальные сети в режиме реального времени. Это так называемые программно-конфигурируемые сети (SDN), применение которых повышает эффективность использования каналов связи.
Опыт ESnet в создании 100-гигабитных сетей и использовании SDN дало толчок развитию телекоммуникационной отрасли. Так, компания XO Communications уже использует высокоскоростную магистраль, и ожидается, что ее примеру последуют и другие.
И хотя в ближайшее время мы не увидим дома 10-гигабитное подключение к интернету, не говоря о 100-гигабитном, но увеличение мощности магистральных сетей будет означать для домашнего пользователя увеличение скорости передачи видео высокой четкости и загрузки больших файлов.
ESnet не останавливается на достигнутом. Белл говорит, что организация уже работает над созданием 400-гигабитной сети, а долгосрочная цель — сеть со скоростью передачи данных терабайт в секунду, что примерно в сто тысяч раз быстрее, чем современные домашние подключения.
