Қалалық аудандық компьютер желісі

Кіріспе

Халыққа қызмет ететін компьютер желісі

Метрополитендік аймақ желісі (МАН) – метрополитендік аймақ көлеміндегі географиялық аймақтағы пайдаланушыларды компьютерлік ресурстармен байланыстыратын компьютерлік желі. МАН термині қаладағы жергілікті желілердің (ЖЖ) бір үлкен желіге біріктірілуіне қолданылады, бұл желі кең аймақтық желіге тиімді қосылу мүмкіндігін де ұсына алады. Бұл термин сондай-ақ метрополитендік аймақтағы бірнеше ЖЖ-дің бір-бірімен байланысын сипаттау үшін де қолданылады.

Тарих

1999 жылға қарай жергілікті желілер (LAN) толыққанды құрылып, ғимараттар мен кеңселерде деректерді байланыстыруды қамтамасыз етті. Қала ішіндегі LAN желілерін өзара байланыстыру үшін кәсіпорындар негізінен қоғамдық телефон желісіне (PSTN) сүйенді. Телефон желісі әртүрлі LAN протоколдары іске асырған деректерді пакеттік алмасуды қолдай білсе де, телефон желісінің өткізу қабілеті дауыстық байланыс үшін үлкен сұранысқа тап болды, ал телефон стансалары LAN желілерінің трафигінің өсуіне төтеп беруге лайықты емес еді. Жергілікті желілерді тиімдірек байланыстыру үшін кеңсе ғимараттарын бір режимді оптикалық талшық желілерімен байланыстыру ұсынылды, бұл технология сол кезде алысқа тарату телефон желілерінде кеңінен қолданылып келді. Мұндай қара талшықты желілер кейде клиенттердің үй-жайларына орнатылған, ал телефон компаниялары абоненттік пакеттерінің ішінде қара талшықты желілерін ұсына бастады. Оптикалық талшықты қалалық желілерді телефон компаниялары өз клиенттері үшін жеке желілер ретінде пайдаланды және олар шлюздер арқылы жалпыға ортақ кең аймақтық желімен (WAN) толық интеграцияланбаған. DWDM технологиясы компанияларға провайдердің қаладағы қара талшықты желісін пайдаланып, арнайы MAN желілерін құруға мүмкіндік берді. Осылайша MAN желілерін құру және күтіп ұстау арзандады. АҚШ-та Sprint компаниясы MAN желісінде IP пакеттерін бағыттайтын оптикалық талшықты сақиналарды алғашқылардың бірі болып енгізді. 2002 және 2003 жылдар аралығында Sprint Сан-Франциско, Окленд және Сан-Хосе қалаларын қамтитын үш MAN сақинасын салды, содан кейін осы үш метро сақинасын тағы екі сақинамен байланыстырды. Sprint метро сақиналары дауыс және деректерді бағыттап, бірнеше жергілікті телекоммуникациялық байланыс нүктелеріне қосылды және жалпы ұзындығы 189 миль оптикалық талшықты кабельді құрады. Метро сақиналары сонымен қатар Фримонт, Милпитас, Маунтин-Вью, Пало-Альто, Редвуд-Сити, Сан-Бруно, Сан-Карлос, Санта-Клара және Саннивейл сияқты Силикон алқабының технологиялық орталығына айналған көптеген қалаларды байланыстырды. IP трафигін бағыттайтын Metro Ethernet сақиналары әртүрлі меншікке жататын ағаш тәрізді протоколдардың бірін қолданды, әр MAN сақинасында түбірлік көпір болды. Желіде цикл болса, 2-деңгейлі коммутация жұмыс істемейді, сондықтан L2 MAN сақиналарын қолдау үшін барлық протоколдар артық байланыстарды бұғаттап, сақинаның бір бөлігін тоқтату керек. IEEE Ethernet негізіндегі жаңадан пайда болатын меншік протоколдарды стандарттауға тырысқан кезде, MEF сияқты салалық форумдар бұл олқылықты жойды және 2013 жылдың қаңтарында Carrier Ethernet 2.0 ерекшеліктеріне сәйкес конфигурацияланатын желілік жабдықтарға сертификаттауды бастады.

By 1999, local area networks (LANs) were well established and providing data communication in buildings and offices. For the interconnection of LANs within a city, businesses relied primarily on the public switched telephone network. But while the telephone network was able to support the packet based exchange of data that the various LAN protocols implemented, the bandwidth of the telephone network was already under heavy demand from circuit switched voice, and the telephone exchanges were ill designed to cope with the traffic spikes that LANs tended to produce. To interconnect local area networks more effectively, it was suggested that office buildings are connected using the single mode optical fiber lines, which were by that time widely used in long haul telephone trunks. Such dark fibre links were in some cases already installed on customer premises and telephone companies started to offer their dark fibre within their subscriber packages. Fibre optic metropolitan area networks were operated by telephone companies as private networks for their customers and did not necessarily have full integration with the public wide area network (WAN) through gateways. With DWDM companies could build dedicated MANs using the existing dark fibre network of a provider in a city. MANs thus became cheaper to build and maintain. In the US the Sprint was an early adopter of fibre optic rings that routed IP packets on the MAN backbone. Between 2002 and 2003 Sprint built three MAN rings to cover San Francisco, Oakland and San Jose, and in turn connected these three metro rings with a further two rings. The Sprint metro rings routed voice and data, were connected to several local telecom exchange points and totalled 189 miles of fibre optic cable. The metro rings also connected many cities that went on to become part of the Silicon Valley tech hub, such as Fremont, Milpitas, Mountain View, Palo Alto, Redwood City, San Bruno, San Carlos, Santa Clara and Sunnyvale. The metro Ethernet rings that did not route IP traffic instead used one of the various proprietary spanning tree protocol implementations; each MAN ring had a root bridge. Because layer 2 switching can not operate if there is a loop in the network, the protocols to support L2 MAN rings all need to block redundant links and thus block part of the ring. While the IEEE tried to standardise the emerging Ethernet based proprietary protocols, industry forums such as the MEF filled the gap and in January 2013 launched a certification for network equipment that can be configured to meet Carrier Ethernet 2.0 specifications.

Қалалық Интернет-блокадалық пункттері

Интернет-алмасу пунктілері (IX) тарихи тұрғыдан МАН-ды ұлттық немесе жаһандық Интернетке қосу үшін маңызды болды. Бостон қалалық алмасу пункті (Boston MXP) HarvardNet сияқты метрополитендік Ethernet провайдерлеріне Sprint Corporation және AT&T сияқты ұлттық операторлармен дерек алмасуға мүмкіндік берді. Алмасу пункттері кампус желілері арасындағы төмен кешігулі байланыс ретінде де қызмет етеді, сондықтан Массачусетс технология институты мен Бостон университеті Бостон MXP арқылы дерек, дауыс және бейне ақпаратын алмаса алды. 2002 жылы жұмыс істеп тұрған АҚШ-тағы қалалық Интернет-алмасулардың басқа мысалдары: Анкоридж қалалық қолжетімділік пункті (AMAP), Сиэтл Интернет-алмасуы (SIX), Даллас-Форт-Уорт қалалық қолжетімділік пункті (DFMAP) және Денвер Интернет-алмасуы (IX Denver). Verizon үш аймақтық қалалық алмасуды іске қосып, МАН-ды өзара байланыстырып, оларға Интернетке қол жеткізуді қамтамасыз етті. MAE West Сан-Хосе, Лос-Анджелес және Калифорния штаттарының МАН-дарына қызмет көрсетеді. MAE East Нью-Йорк, Вашингтон және Майами қалаларының МАН-дарын өзара байланыстырады. Ал MAE Central Даллас (Техас штаты) және Иллинойс штаттарының МАН-дарын байланыстырады. Ірі қалаларда бірнеше жергілікті провайдерлер қара талшықты МАН магистральдық желісін салған болуы мүмкін. Лондонда бірнеше провайдерлердің метро Ethernet сақиналары Лондон МАН инфрақұрылымын құрайды. Басқа МАН-дар сияқты, Лондон МАН негізінен қала тұрғындарының қажеттіліктерін қанағаттандырады, олар әдетте көптеген төмен өткізу қабілеті бар қосылыстарға, басқа МАН провайдерлеріне жылдам транзитке, сондай-ақ ұлттық және халықаралық магистральдық провайдерлерге жоғары өткізу қабілетімен қол жеткізуге мұқтаж. Ірі қалалардың МАН-дарында қалалық алмасу пунктілері маңызды рөл атқарады. 2005 жылға қарай Лондон Интернет-алмасуы (LINX) Ұлы Лондон аймағында бірнеше алмасу пунктін құрды. Халықаралық Интернет-алмасулардың біріне ие қалалар компаниялар мен деректер орталықтары үшін басым таңдау орнына айналды. Амстердам Интернет-алмасуы (AMS IX) әлемдегі екінші ірі Интернет-алмасуы болып табылады және жоғары жылдамдықты Интернетке қол жеткізуге тәуелді компанияларды Амстердамға тартты. Амстердам қалалық желісі де жоғары жылдамдықты Интернетке қол жеткізудің артықшылықтарын сезінді. Ұқсас түрде Франкфурт халықаралық компаниялардың деректер орталықтары үшін тартымды орынға айналды, себебі онда коммерциялық емес DE CIX орналасқан, ол әлемдегі ең ірі Интернет-алмасуы болып табылады.

Internet exchange points (IXs) have historically been important for the connection of MANs to the national or global Internet. The Boston Metropolitan Exchange Point (Boston MXP) enabled metro Ethernet providers, such as the HarvardNet to exchange data with national carriers, such as the Sprint Corporation and AT&T. Exchange points also serve as low latency links between campus area networks, thus the Massachusetts Institute of Technology and the Boston University could exchange data, voice and video using the Boston MXP. Further examples of metropolitan Internet exchanges in the USA that were operational as of 2002 include the Anchorage Metropolitan Access Point (AMAP), the Seattle Internet Exchange (SIX), the Dallas Fort Worth Metropolitan Access Point (DFMAP) and the Denver Internet Exchange (IX Denver). Verizon put into operation three regional metropolitan exchanges to interconnect MANs and give them access to the Internet. The MAE West serves the MANs of San Jose, Los Angeles and California. The MAE East interconnects the MANs of New York City, Washington, D. C., and Miami. While the MAE Central interconnects the MANs of Dallas, Texas, and Illinois. In larger cities several local providers may have built a dark fibre MAN backbone. In London, the metro Ethernet rings of several providers make up the London MAN infrastructure. Like other MANs, the London MAN primarily serves the needs of its urban customers, who typically need a high number of connections with low bandwidth, a fast transit to other MAN providers, as well as high bandwidth access to national and international long haul providers. Within the MAN of larger cities, metropolitan exchange points now play a vital role. The London Internet Exchange (LINX) had by 2005 built up several exchange points across the Greater London region. Cities that host one of the international Internet exchanges have become a preferred location for companies and data centres. The Amsterdam Internet Exchange (AMS IX) is the world's second largest Internet exchange and has attracted companies to Amsterdam that are dependent on high speed internet access. The Amsterdam metropolitan area network has benefited too from high speed Internet access. Similarly Frankfurt has become a magnet for data centres of international companies because it hosts the non profit DE CIX, the largest Internet exchange in the world.