Лоуренс Робертс знает как реанимировать интернет

Один из отцов-основателей современного интернета, Лоуренс Робертс (Lawrence Roberts), причастный к проектированию сети ARPANET, заявил, что глобальная сеть работает все хуже, и требует глобального переустройства. Проблема, с точки зрения Робертса, главным образом заключается в том, что при проектировании прообраза интернета никто не рассчитывал на передачу таких больших объемов самых разнообразных данных.

Миллионы людей регулярно используют Skype и YouTube, корпорации активно эксплуатируют видеоконференцсвязь и IP-телефонию, множество игровых (Xbox Microsoft и PlayStation Sony 3) и мобильных (iPhones и BlackBerrys) устройств начинают все больше проникать в сеть. Но все это автоматически означает возникновение вполне конкретных проблем: в отличие от почтового и web-трафика, задержки порядка нескольких миллисекунд становятся критическими для голоса и видео.
И проблемы эти возникают, в основном, из-за маршрутизаторов, которые обрабатывают пакеты как независимые информационные объекты, вместо того, чтобы рассматривать их как части одного потока. К примеру, обычный маршрутизатор получает два пакета, принадлежащих одному видеоролику. Маршрутизатор "смотрит" на адрес назначения первого пакета, "сверяется" с таблицей маршрутизации и до тех пор, пока не определит место назначения, держит его (пакет) в общей очереди. Потом маршрутизатор начинает обрабатывать второй пакет, повторяя все те же действия, не "учитывая", что уже обрабатывал только что часть того же самого видеоролика. Если убрать ненужные повторы в обработке пакетов одного потока данных, можно делать менее дорогостоящие и более гибкие сети, заявляет Робертс в своей статье на страницах информационного издания IEEE Spectrum.

В настоящее время, имеющие место проблемы, связанные с не самой оптимальной обработкой данных, перекрываются за счет значительного запаса производительности сетевого оборудования, но это не может продолжаться вечно. Например, в некоторых сетях любители пирингового обмена фильмами, составляя не более 5% аудитории, могут спокойно занимать порядка 75% общей полосы пропускания. И если пользователи пока еще не чувствуют надвигающейся угрозы, провайдеры видят ее достаточно отчетливо.

С 1970 года объемы сетевого трафика ежегодно увеличиваются в два раза. Благодаря разработке технологий уплотнения передачи данных, вроде DWDM, стоимость пропускной способности уменьшалась каждый год примерно вдвое, позволяя операторам инвестировать средства в свою инфраструктуру несколько медленнее, чем растут объемы данных. Стоимость же маршрутизации 1 Мбит/с снижается более скромными темпами, сокращаясь наполовину каждый 1,5 года. Это означает, что в среднем оператору каждые три года необходимо удваивать расходы на расширение инфраструктуры.
Робертс пишет, что еще с момента проектирования ARPANET считал, что маршрутизаторы должны управлять потоками, а не пакетами данных. Проблема всегда была в дороговизне чипов памяти. А памяти такому маршрутизатору надо очень много, чтобы хранить хэш-таблицу с параметрами маршрутизации каждого потока (гигабитная магистраль несет примерно 100 тыс. потоков данных). Сорок лет назад для сохранения необходимых параметров потока надо было потратить на микросхемы памяти около миллиона долларов.

Для того, чтобы обойти эту проблему, Робертс создал собственную компанию Anagran, где занимается разработкой маршрутизаторов, способных идентифицировать пакеты одного информационного объекта. Обработав первый пакет, новый маршрутизатор остальные пакеты обрабатывает уже иначе, обходя лишние операции. Такой подход позволяет не только увеличить пропускную способность маршрутизатора, но и уменьшает потери, а также позволяет отказаться от технологии DPI при фильтрации P2P-трафика.

Маршрутизатор был создан. Его испытания показали, что данное устройство позволяет легко передавать множество потоков аудио и видеоданных без качественной деградации. И даже, если считать, что в ближайшее время крах глобальной сети из-за перегрузки трафиком не состоится, все равно пора подумать о замене устройств, спроектированных 40 лет тому назад.

Дмитрий