Závěrečná zpráva o realizaci projektu

[Obsah] [Zpět na stránku projektu] [PASNET]


predchozi  obsah dalsi

6. Využití ATM pro aplikace

6.1. VLAN s možností specifikace QoS (spojení bez směrovačů)

6.1.1. VLAN pro news

Velké množství přenášených dat tvoří distribuce news. Objem příspěvků do všech diskusních skupin, který se přenáší ze serveru news.cesnet.cz (hlavní tuzemský news server pro akademickou komunitu) na news servery jednotlivých škol, kolísá v současné době v rozmezí 3 - 5 GB za 24 hodin. Jelikož jde o stálý tok dat mezi dvěma servery, jejichž IP adresy se nemění, přímo se nabízí vytvořit zvláštní VLAN pro vzájemnou komunikaci těchto serverů.

Pro vyzkoušení jsme zapojili do společné VLAN dva servery - news.cesnet.cz (připojený na páteřní síť TEN-155CZ) a news.cuni.cz (news server Univerzity Karlovy v Praze, připojený k síti Pasnet). Oba servery mají 155Mb ATM rozhraní, použili jsme proto ELAN.

Při propojení dvou serverů pomocí ELAN jde o spojení bez směrovačů, pouze přes přepínanou ATM síť. Nepoužili jsme žádné nastavení QoS, protože u aplikace tohoto typu to není potřeba a jen samotné použití ELAN má určité výhody:

Použité řešení je stabilní a bezproblémové, proto se ho pokusíme použít v širším měřítku

V principu není podmínkou, aby servery měly ATM karty - přepínanou VLAN je možné realizovat i nad přepínanou ethernetovou sítí, případně s použitím ethernetových přepínačů s ATM uplinkem.

6.1.2. VLAN pro Metacentrum

Jedním z cílů projektu Metacentrum je vytvořit prostředí pro výpočty distribuované přes zúčastněná akademická superpočítačová centra v Praze, Brně a Plzni. Základním požadavkem pro tyto druhy výpočtů je dostatečná kapacita sítě mezi jednotlivými centry a dodržení některých parametrů sítě (pro distribuované výpočty je zejména kritická hodnota zpoždění a jeho variace - v terminologii QoS parametr CDVT). Zdrojem zpoždění paketů se ukázaly zejména směrovače na cestě mezi Prahou a Brnem, proto se řešitelé rozhodli i takto geograficky vzdálené lokality propojit pomocí transparentní VLAN.

V současné době jsou přes VLAN propojeny výpočetní i souborové servery v Praze a v Brně (jde celkem o 4 výkonné počítače s cca 60 procesory). S ohledem na schopnosti použitých ATM síťových adaptérů (adaptéry spol. Fore Systems Inc., nyní Marconi) však nelze při LANE využít standardní podpory ATM QoS služeb, proto byla místo technologie LANE pro propojení center zvolena technologie CLIP prozatím provozovaná nad SVC třídy UBR - propojení center proto dosud přináší převážně výhody kapacitní, neboť provoz mezi lokalitami superpočítačových center nezatěžuje žádný směrovač jako v příkladě 6.1.1 a konektivita sítí je z tohoto pohledu kvalitnější. Toto spojení je rutinně vyžíváno při pravidelném zálohování dat na páskový robot umístěný v Brně.

Vzhledem k povýšení páteřního spoje sítě TEN155CZ mezi Prahou a Brnem na spoj s gigabitovou kapacitou a jinou technologií než ATM (ATM spoj je sice zachován, ale není využíván) není dosud potřeba okruhů se zajištěnou kvalitou mezi těmito lokalitami, případnou požadavky však lze snadno řešit již zmíněnými SoftPVC se zaručenou kvalitou služby a zakončením PVC okruhy k ATM adaptérům. Přestože je tento způsob konfiguračně náročnější než stávající CLIP, předpokládáme, že vzhledem k plánovaným službám projektu Metacentra (např. rezervace síťové kapacity pro potřeby distribuovaného výpočty) může k takovému požadavku dojít a jsme na něj připraveni.

6.1.3. IP aplikace

Videokonferenčním aplikacím založeným na multicastovém vysílání se věnovali řešitelé v loňském roce - viz průběžná zpráva za rok 1999. Uveďme ještě další využití IP aplikací - poskytování datových streamů, které je vhodné např. pro realizaci projektu vzdáleného vzdělávání.

K moderním výukovým nástrojům na bázi IP patří kromě videokonferencí i produkty umožňující vysílání obrazové a hlasové informace v reálném čase (streaming media broadcast). Mezi typické aplikace patří např. prezentace záznamů přednášek, seminářů, unikátních experimentů či kompletních výukových kurzů.

V návaznosti na ověřování videokonferenčních aplikací na bázi IP provedených řešiteli v předešlém roce byl ve FgÚ AV ČR uveden do zkušebního provozu presentační systém fy. RealNetworks (www.real.com).

Pro zmíněné aplikace jsou nezbytné dvě složky presentačního systému:

RealProducer umožňuje vytvářet *.rm soubory určené pro presentaci po různých přenosových médiích od 28K modemu až po kabelovou verzi 512 ISDN, v kvalitě max. 30snímků/s. Odpovídající předvolená přenosová rychlost (bitrate) je potom od 20Kb/s pro 28K modem až po 450Kb/s pro 512ISDN. Pro 10Tbase Ethernet je předvolená rychlost 150Kb/s. Pro zvuk rozčleněný do čtyř kvalitativních kategorií je přitom vyhrazeno pásmo 5,6 - 96 Kb/s.

RealServer Basic je ve zkušebním provozu v krčském areálu AVČR úspěšně používán s nastavenou hodnotou parametru Maximum Client Connection = 20. Tato hodnota vyžaduje šířku pásma 3Mb/s, což areálová LAN s rozvodem 10Mb/s s reservou splňuje.

V další fázi testů předpokládáme umístění RealServeru na ATM segmentu areálové sítě, kdy s využitím mechanismu QoS budeme ověřovat kvalitu multimediálního signálu, přenášeného přes metropolitní ATM síť PASNET.

6.2. Nativní ATM videokonference (AVA, ATV)

Realizace videokonferencí v televizní kvalitě je stále záležitost nativních ATM aplikací, tj. aplikací využívajících plně ATM QoS služeb - včetně volby AAL1 vrstvy pro způsob převedení datového toku (streamu) do ATM buněk. To vyžaduje speciální HW - tzv. ATM kodéry a dekodéry, které jsou schopny za pomoci výkonného HW v reálném čase konvertovat příchozí datový tok (obvykle standardní video/audio vstup z klasické videokamery) do ATM buněk využívajících virtuálního spojení se zaručenou kvalitou (SVC nebo SoftPVC třídy CBR či VBR). Na straně příjemce streamu jde naopak o převod streamu ATM buněk na video/audio signál.

Pro tento způsob videokonferenční komunikace se již osvědčily sady zařízení společnosti FORE (nyní Marconni) AVA / ATV, které má k dispozici sdružení Cesnet z.s.p.o. a které byly zakoupeny z prostředků projektu TEN155CZ. Vzhledem k tomu, že ve spolupráci s řešiteli tohoto projektu je možné zapůjčení těchto zařízení a to včetně pomoci při konfiguraci a realizaci videokonference, rozhodli se řešitelé projektu využít této možnosti a nekupovat vlastní, poměrně drahá, zařízení.

Protože příprava videokonference je relativně náročná, je nezbytné mít připravené zázemí pro konání takových konferencí - řešitelé proto ve spolupráci s účastníky sdružení Pasnet připravují tzv. videokonferenční místnosti, kde již bude přímo k dispozici požadovaná ATM infrastruktura. V současné době je možné pro menší videokonference po dohodě (nezbytná rezervace) využívat videokonferenční místnosti v areálu AV Na Florenci 3 a v budově VŠE, nám. W. Churchilla. 4.

Realizace videokonference je pak záležitostí instalace použitých kodérů a dekodérů a konfigurace ATM sítě. I obsluha videokonferenční aplikace je odbornější záležitostí.

Vzhledem k náročnému zabezpečení takové videokonference (rezervace místnosti, zařízení, personální zabezpečení,..) je nezbytné oznámit zájem o uspořádání videokonference tohoto typu s dostatečným předstihem na adrese info@pasnet.cz.

S ohledem zmíněnou náročnost uspořádání takové videokonference se tento způsob hodí především tam, kde je požadována maximální kvalita (medicínské a veterinární aplikace, analýza obrazových informací, …).

Bližší informace lze nalézt také na www serveru sítě TEN155CZ http://www.ten.cz/videokonference/atm/.

6.3. Emulace hlasových okruhů

6.3.1. Propojení TÚ Filozofické fakulty

Při rekonstrukci budovy Filozofické fakulty UK v Praze v Hybernské ulici naplánovala fakulta do podkroví velkou počítačovou laboratoř pro své studenty. Současně byla instalována nová pobočková ústředna. Fakulta proto požadovala

Zvážili jsme několik možností řešení.

Pro propojení LAN připadal v úvahu jen pronájem páru optických vláken. Pronajímaná trasa by musela být dlouhá cca 5km. Z hlediska provozních nákladů bylo výhodnější místo přímého propojení obou budov připojit novou budovu v Hybernské ulici k nejbližšímu uzlu Pražské akademické sítě a využít společnou metropolitní síť.

Pro propojení ústředen bylo možné využít buď pronajatý 2Mb okruh od Českého Telecomu nebo opět pronájem dalšího páru optických vláken. Obě možnosti byly nevýhodné vzhledem k ceně pronájmu okruhu nebo 5km optické trasy.

Zvolili jsme tedy jinou možnost - připojení budovy optickým vláknem k nejbližšímu uzlu akademické sítě (AV Na Florenci) a sdružení obou typů dat pomocí ATM. Výhody tohoto řešení:

6.3.2. Popis technického řešení

V obou budovách je umístěn ATM přepínač CISCO LS1010 se čtyřportovým modulem CES (circuit emulation service) E1 a s modulem s porty 155Mb.

obrázek 7 - Propojení TÚ FF UK

Na porty E1 jsou připojené telefonní ústředny. Mezi E1 porty obou přepínačů je vytvořen nad ATM nestrukturovaný okruh E1. Pro okruh je v ATM síti vytvořeno pomocí CBR dedikované 2Mb pásmo. Telefonní ústředna na hlavní budově fakulty je připojena na JTS.

Porty 155Mb slouží k připojení místních LAN (pomocí ethernetových přepínačů s ATM uplinky) a k připojení na metropolitní akademickou síť Pasnet. Pomocí služby ELAN jsou lokální sítě v obou budovách propojeny do jediné virtuální sítě na úrovni ethernetu, která je směrována jako celek na směrovači CISCO 7000 umístěném v hlavní budově. Na směrovači jsou také nastavené ochranné filtry pro celou společnou síť.

Základním prvkem celého zapojení je CES E1 modul pro ATM přepínače LS 1010. Tento modul umožňuje nad sítí ATM vytvářet emulované nestrukturované a strukturované (N x 64) E1 okruhy a to

6.3.3. Ukázka konfigurace

Uvádíme pouze konfiguraci CES E1 modulu na směrovačích LS 1010

! konfigurace CES E1 modulu na směrovači LS 1010, FF UK Hybernská ulice
!
interface CBR0/1/0
description TU FF UK Hybernska
ces circuit 0 circuit-name FFTU
ces pvc 0 dest-address 39.203f.1100.0000.0100.0800.0000.4000.0c80.8030.10

! konfigurace CES E1 modulu na směrovači LS 1010, FF UK hlavní budova
!
interface CBR1/0/0
desc TU FF UK Nam. J. Palacha
ces circuit 0 circuit-name FFTU

Konfigurace je velice jednoduchá. Pro emulaci okruhu je použita služba CBR a soft PVC. Díky soft PVC a protokolu PNNI použitému na ATM páteři Pasnetu není nutné zasahovat do konfigurace při případných změnách topologie ATM páteře.

Propojení ústředen není podle očekávání nijak ovlivněno ostatním datovým provozem mezi oběma budovami fakulty ani na páteři Pasnetu. Během půl roku provozu se služba ukázala jako velice stabilní.


predchozi  obsah dalsi

 12.12. 2000 webmaster@pasnet.cz