Výrazně navýšená kapacita sítě zvyšuje rychlost a výkonnost slovenského výzkumu a vývoje

Akademická síť (SANET) je slovenskou národní výzkumnou a vzdělávací organizací uživatelů této datové sítě. SANET sdružuje všechny slovenské univerzity, výzkumné ústavy a více než 400 středních škol ve 36 městech. Úlohou sítě SANET je zajišťovat efektivní a vysokokapacitní připojení infrastruktury národní vědecké sítě a tím usnadňovat komunikaci a zpracování dat. SANET dále v rámci svých služeb nabízí uživatelské komunitě webhosting, hosting e-mailu a DNS hosting.

Členové spolupracují na inovacích a pravidelně přenášejí velká množství dat a souborů, avšak ještě nedávno postrádali větší šířku pásma páteřní sítě.

V roce 2016 začal SANET s upgradem páteřní sítě s cílem zlepšení každodenního provozu a nakonec zvýšil šířku pásma z 10 Gbit/s na 100 Gbit/s.

Cíl projektu: Poskytování šířky pásma 100 Gbit/s pro každou vědeckou instituci na Slovensku

Členové SANETu, mezi něž patří mnoho výzkumných a vývojových center na Slovensku, spolupracují na náročných výzkumných úkolech, které využívají služby HPC clusterů a špičkového laboratorního vybavení. Pro realizaci těchto výzkumných úkolů je třeba velkých přenosů dat mezi lokalitami po celé zemi. Kapacita národní širokopásmové sítě 10 Gbit/s sdílená mezi všemi uživateli sítě, se ukázala být významnou překážkou a výrazně omezila možnosti zpracování a výměny dat. To zákonitě ovlivnilo i vývoj inovací na Slovensku.

„Hlavním cílem byl upgrade páteřní síť tak, abychom nemuseli omezovat rychlost sítě pro uživatele, kteří posílali velké množství dat. Dříve stačil jen jeden takový uživatel a síť byla přehlcena. Například centrum pro výzkum a vývoj v Košicích, které denně využívá služeb superpočítače a spolupracuje s dalšími mezinárodními institucemi, posílalo obrovská množství dat, která prakticky zahltila celou síť,“ uvedl Marián Ďurkovič, člen představenstva SANET na slovenské technické univerzitě v Bratislavě. "Chtěli jsme zajistit, aby každá vědecká instituce na Slovensku měla potřebnou šířku pásma a kapacitu sítě."

Průběh projektu a migrace:

Od začátku projektu inženýři SANETu věděli, že objem přenášených dat a poptávka po šířce pásma stále roste a v blízké budoucnosti velmi rychle přesáhne technologické možnosti prvků. S ohledem na klíčový cíl projektu - zajistit plynulé směrování paketů dat ze zdroje do místa určení - byla za dostatečná považována vysokokapacitní, fyzicky malá zařízení s nízkými požadavky na energii. SANET se rozhodl pro síť pracující na druhé vrstvě OSI modelu, i když ve velkých instalacích se obvykle používají zařízení třetí vrstvy. Zatímco třetí vrstva definuje připojení pomocí MAC (Media Access Control) adresy a IP (Internet Protocol) adresy, druhá vrstva používá pouze fyzické MAC adresy: tj. přímou komunikaci, která znamená vyšší rychlost a poskytuje lepší výkon pro jednotlivé uživatele.

SANET požadoval síťové zařízení, které by bylo co nejsnadněji spravovatelné a nevyžadovalo žádné další funkce typické pro zařízení třetí vrstvy, která jsou tudíž i mnohem dražší.

S ohledem na tyto požadavky se ukázalo, že nejefektivnějším řešením pro SANET je platforma Huawei CloudEngine, jejíž správa je podstatně snázší než u běžného zařízení WAN (Wide Area Network). Prvky této platformy jsou fyzicky malé, nenáročné na spotřebu a obsahují všechny funkce potřebné k provozu sítě.

Další výhodou přepínačů CloudEngine je podpora protokolů, které umožňují správcům sítě implementovat optimální směrování internetového provozu a zvyšují celkovou kvalitu připojení, včetně vyšších rychlostí přenosu dat, nižšího poměru ztráty paketů a snížené latence při připojování k serveru. Přepínače CloudEngine také garantují odolnost sítě, protože síť je nezávisle propojena do kruhové topologie.

Migrace celé páteřní sítě je potenciálně zdlouhavý a složitý proces. Spolupráce mezi SANETem a společností Huawei byla bezchybná, přičemž týmy z obou stran úzce spolupracovaly po celou dobu realizace až do uvedení sítě do provozu.

„Tým Huawei s námi spolupracoval v každém kroku upgradu sítě. Například když byly ve fázi Proof of Concept (POC) zaznamenány některé drobné chyby, byly okamžitě opraveny,“ říká Marián Ďurkovič.

Přínos projektu: Desetinásobné navýšení šířky pásma páteřní sítě

Zvýšená šířka pásma páteřní sítě po dokončení projektu výrazně zlepšila každodenní komunikaci, sdílení dat a celkovou spolupráci mezi vědeckými institucemi v celé zemi. Například centrum pro výzkum a vývoj v Košicích nyní může využívat 10 Gbit/s výhradně pro sebe. Dříve museli tuto kapacitu sdílet se všemi ostatními členy sítě.

Dalším významným výsledkem vyšší šířky pásma je nulová ztráta paketů, což se běžně stávalo při provozu staré páteřní sítě vzhledem k nestabilní síťové infrastruktuře a objemu přenášených dat.

Došlo ke zjednodušení provozu a údržby (O&M) sítě. Nové přepínače Huawei CloudEngine navržené pro rychlé přenosy dat jsou nakonfigurovány bez zbytečných funkcí. Díky jasnému a logickému návrhu sítě odpadá práce s obtížnou správou a údržbou. Nová síť SANET navíc spotřebuje díky eliminaci zbytečných funkcí mnohem méně energie a fyzického prostoru než tradiční telekomunikační zařízení: zatímco jiná telekomunikační zařízení mohou zabírat celý rack, přepínače CloudEngine zaberou pouze dvě pozice (RU) v racku a spotřebují zlomek energie.

„K řádnému chodu potřebují vzdělávací a inovační instituce v celé zemi - včetně center pro výzkum a vývoj - extrémně vysoké rychlosti a kapacitu sítě. Desetinásobné rozšíření šířky pásma slovenské vzdělávací sítě na 100 Gbit/s nyní umožňuje více než 400 vědeckým institucím využívat extrémně náročné výpočetní operace a přenášet velké množství dat snadno, rychle a bez omezení. Zlepšení otevírá zcela nové perspektivy pro slovenskou vědu a umožňuje další mezinárodní spolupráci,“ okomentoval situaci Marián Ďurkovič.

SANET je zcela spokojen se spoluprací se společností Huawei a dodávkou přepínačů Huawei CloudEngine. „Naše nová infrastruktura funguje od počátku zcela bez problémů. S řešením, které nám poskytla společnost Huawei, jsme velmi spokojeni. Rychlost sítě 100 Gbit/s bude v následujících letech určitě stačit,“ uzavřel Marián Ďurkovič.

O zákazníkovi

SANET je nezávislé neziskové občanské sdružení, jehož členové souhlasí s tím, že si budou navzájem poskytovat internetové služby a přispívat k provozu sítě. Přestože jde o samosprávnou instituci, slovenské ministerstvo školství přispívá k provozu SANETu v rámci dotací pro střední a vysoké školy. Na Slovensku provozuje SANET výzkumnou a vzdělávací síť již od roku 1991. Propojuje univerzity, výzkumné ústavy a školy prostřednictvím vysokorychlostní páteřní sítě s rychlostí 100 Gbit/s. Školy jsou zapojeny do sítě SANET rychlostí 1 Gbit/s, univerzity a výzkumné ústavy využívají rychlost 10–100 Gbit/s.