Redundancja to jedno z kluczowych pojęć pojawiających się przy projektowaniu sieci. Zdublowanie sieci nie zawsze jednak jest wystarczającym zabezpieczeniem. Szczególnie wtedy, gdy ruch w czasie nieprzewidzianego, nagłego wzrostu jest dwukrotnie większy od standardowego.
Awarie i nagłe wzrosty ruchu
Redundancja, co do zasady, służy podniesieniu poziomu niezawodności sieci i ma kluczowe znaczenie m.in. w przypadku awarii. Gdy dojdzie do usterki, zdublowanie elementów sieci – szczególnie tych krytycznych – pozwala na przejęcie niedziałających funkcji przez analogiczny komponent nadmiarowy. Mówiąc obrazowo, jeśli ruch z powodu uszkodzenia nie jest w stanie przepływać kanałem podstawowym, przenosi się do bliźniaczego kanału zapasowego. Dzięki temu działanie sieci pozostaje niezakłócone, awaria nie jest widoczna dla użytkownika końcowego, a operator ma czas na naprawienie usterki.
Awarie to jednak niejedyne zdarzenia, które zagrażają działaniu sieci. W przypadku nagłego i nieprzewidzianego wzrostu ruchu działające wymiennie elementy nie pomogą. Każdy z nich ma bowiem podobną lub taką samą przepływność. Rozwiązaniem w takim przypadku będzie sieć zaprojektowana nadmiarowo, która w większości przypadków pozwoli utrzymać poziom jakości usług. Sieć posiadająca większą przepustowość – najczęściej dwukrotnie w stosunku do standardowego zapotrzebowania – pozwala na płynne przenoszenie pojawiającego się nagle nadmiarowego ruchu, ponieważ dzieje się to zwykle w sytuacjach, w których nie ma jednocześnie trwającej awarii.
Limitowana odporność
Zaprojektowana w ten sposób infrastruktura charakteryzuje się dużą odpornością na niespodziewane przerwy w pracy i niewielkie eventy ruchowe. W praktyce takie rozwiązanie ma jednak swoje ograniczenia i wady.
Ruch w sieci rośnie dynamicznie i proporcjonalnie do wzrostu potrzeb telekomunikacyjnych, w tym szczególnie usług wideo, które generują znaczną część aktywności mierzonej gigabajtami. Większość ruchu w dzisiejszym internecie generowana jest z serwerów CDN (Content Delivery Network). W ten sposób swoje treści dostarczają Google (YouTube), Netflix, Telewizja Polska, TVN oraz wielu innych nadawców z Polski i ze świata.
W efekcie, nawet zaprojektowana nadmiarowo sieć systematycznie będzie tracić swój „zapas mocy”. Jak pokazuje praktyka standardowa nadmiarowość może nie wystarczyć, szczególnie gdy nagle ruch wzrasta ponad dwukrotnie i dzieje się to w niespodziewanym momencie.
Jak bardzo nadmiarowo należałoby zatem zaprojektować sieć? To istotne pytanie także w kontekście kosztów, które w tym przypadku nie zwrócą się szybko. Inwestycja przypomina bowiem składkę, jaką ponosimy w przypadku zakupu ubezpieczeń. A wiele z naszych wydatków ubezpieczeniowych – na całe szczęście – nie zwraca się nigdy.
YouTube i Netflix dostępne lokalnie. Facebook niekoniecznie
Dlatego w Orange proponujemy alternatywne podejście do podatnego na wzrosty w ruchu multimedialnego contentu i oddzielenie jego źródeł od pozostałej części światowego internetu. Przeniesienie do oddzielnej infrastruktury treści wideo skutecznie ogranicza skutki nieprzewidywalnych wzrostów transmisji materiałów multimedialnych, podczas gdy pozostałe źródła ruchu zupełnie tego wzrostu nie odczuwają. Warto takie nieprzewidywalne źródła ruchu odseparować, aby ich nagłe wzrosty nie przekładały się na inne, bardziej stabilne źródła ruchu.
Takie rozwiązanie niesie ze sobą także korzyści ekonomiczne. Źródła contentu dają się bowiem w łatwy sposób rozproszyć i znajdują się bliżej odbiorców końcowych, co z kolei oznacza niższe koszty rozbudowy infrastruktury szkieletowej przez operatora.
Praktycznym zastosowaniem takiego rozwiązania jest Orange Content PoP, czyli sieć Data Center pozwalających hostować główne źródła ruchu treści multimedialnych. Serwery znajdują się nie tylko w Warszawie, ale też w 13 miastach wojewódzkich. Takie rozproszenie pozwala obniżyć koszty dodatkowej, nadmiarowej pojemności sieci. Należy ją zapewnić jedynie w lokalnej – wojewódzkiej – warstwie dostępowej, a nie aż do samego scentralizowanego źródła. Treści audio-wideo kluczowych dostawców, które hostowane są w cPoP-ach, dostarczane są kanałami rozłącznymi od połączeń ze światowym internetem.
Znaczenie takiej sieci data center będzie systematycznie rosnąć, pomimo tego, że nie wszyscy nadawcy treści multimedialnych chętnie instalują większą liczbę serwerów i udostępniają ich łatwe rozproszenie. Orange, oferując cPoP, robi to w dużej mierze za nich i dzieli się tym rozwiązaniem z innymi operatorami. Dzięki temu najbardziej podatna na nagłe wzrosty w ruchu „multimedialna” część internetu – z dominującymi treściami telewizyjnym i VOD – dostępna jest lokalnie. A więc bliżej odbiorcy i taniej dla operatora.
Z drugiej strony należy zwrócić uwagę, że nie wszystko w sieci łatwo poddaje się rozproszeniu. W przypadku np. klasycznych portali internetowych i platform social media dystrybucja może być tylko częściowym rozwiązaniem problemu, bowiem tego typu źródła nie są gotowe na rozproszenie do wielu małych lokalizacji.
Świadomie zabezpieczeni
Obecnie jesteśmy w stanie z coraz większą dokładnością przewidywać eventy ruchowe, które często są skorelowane z ważnymi wydarzeniami społecznymi. W 2022 roku zgodnie z przypuszczeniami były to m.in. mistrzostwa świata w piłce nożnej, w tym przede wszystkim mecze Polaków.
Podczas meczu Polska – Argentyna pobiliśmy kolejne rekordy w ruchu w naszej sieci:
- cPoP wygenerował ponad 5,25 Tbps ruchu, z czego ponad 3 Tbps to ruch meczowy,
- ruch w TPIX w szczytowym momencie osiągnął 2,97 Tbps.
Łączny ruch w sieci Orange wyniósł 10,41 Tbps (razem dla abonentów detalicznych Orange i dla innych ISP w naszych sieciach hurtowych).
Pomimo piku cały ruch przebiegał płynnie i dotarł do innych operatorów oraz abonentów bez zakłóceń.
Rozwiązania takie jak cPoP Orange i usługa dostępu do niego o nazwie VLAN Premium Content już dziś są doskonałym dopełnieniem dla nadmiarowo zaprojektowanych sieci i pełnią rolę ich technologicznego ubezpieczenia – choć nie są w stanie zapobiec wypadkom, to potrafią skutecznie zminimalizować lub całkowicie zniwelować ich skutki. A jak pokazuje powyższy przykład, współpracując z Orange każdy kontentodawca może bez problemu – niezależnie od długości eventu i bez nadmiernych kosztów – obsłużyć cały polski internet ruchem 3 Tbps.
Więcej informacji o usługach dla operatorów znajdziesz na hurt-orange.pl
Autor: Konrad Plich