Лежащая в основе современных сетей архитектура закладывалась полвека назад, когда мир был совсем другим. Объемы трафика растут гораздо быстрее, чем увеличивается пропускная способность систем передачи данных, а его структура все время усложняется. О перспективных методах решения этих проблем «Компьютерре» рассказал директор по науке и образованию Центра прикладных исследований компьютерных сетей (ЦПИ КС), член-корреспондент РАН, профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, д.ф-м.н. и заслуженный деятель науки Российской Федерации Руслан Смелянский.
- Не могли бы вы рассказать о вашем центре: когда он был создан и каковы его цели и задачи?
- Центр юридически был создан в январе этого года и уже в феврале ему был присвоен статус резидента «Сколково». Мы стали, насколько мне известно, первой некоммерческой организацией-резидентом, которая полностью ориентирована на научные исследования.
Основных направлений деятельности три. Во-первых, это установление партнерских взаимоотношений с международными исследовательскими центрами. Второе направление нашей деятельности — работа с НИИ Академии Наук и российскими университетами с целью инициировать там научные исследования в области компьютерных сетей. Третье направление деятельности — это продвижение новых технологий, демонстрация их преимуществ нашей отечественной промышленности, создание совместных проектов и проверка эффективности этих технологий на реальных задачах.
- Говоря о технологиях, вы имеете в виду только программно-конфигурируемые сети (SDN), или Центр занимается чем-то еще?
- Мы занимаемся компьютерными сетями, которые сегодня переживают глубокий кризис. Если очень кратко, то причина этого кризиса, во-первых, в том, что лежащая в основе современных сетей архитектура закладывалась в конце шестидесятых — начале семидесятых годов прошлого века и безнадежно устарела.
Во-вторых, недавно в области компьютерных сетей появились новые тенденции. Темпы роста трафика и структура этого трафика стали существенно обгонять те возможности, которые предоставляют системы передачи данных. Раньше темпы роста пропускной способности систем передачи данных практически удваивались каждый год, и это всех устраивало. Сейчас объем трафика увеличивается существенно быстрее пропускной способности каналов, и это начинает создавать проблемы.
И наконец, в-третьих, что является, в какой-то степени, следствием первого: компьютерные сети — одна из наиболее сложных инженерно-технических систем, поведение которой сложно предсказать. Достаточно сказать, что в современных сетях активно используется более шестисот разных протоколов. Связать их между собой по управлению и данным надежно и безопасно — это задача чрезвычайно трудная. Именно поэтому администрирование компьютерных сетей — скорее, искусство, нежели инженерия. И понятно, что с таким положением уже никто не хочет мириться.
Лет пять или шесть назад в США возникло движение по созданию компьютерных сетей (или, если хотите, интернета) нового поколения. И начались поисковые исследования. Одно из таких направлений, которое на сегодняшний день стало лидирующим — программно-конфигурируемые сети (software defined network). Его мы и развиваем сейчас в России.
- Если конкретизировать проблемы компьютерных сетей, то четко вырисовываются две проблемы. Это отставание темпов роста пропускной способности каналов от темпов роста трафика и сложная гетерогенная структура, которой очень тяжело управлять. Это основные факторы?
- Не только это. Есть и третий фактор. На сегодняшний день оборудование, с помощью которого строятся компьютерные сети является проприетарным. То есть для системного администратора это «черный ящик», в который он втыкает провода и функциональностью которого он пользуется. Там есть прошитый производителем софт, но пользователь без производителя ПО сменить не может.
- Но разве это проблема? Допустим, оборудование – «черный ящик», но все входы и выходы из этого ящика описаны — протоколы стандартизированы.
- Протоколов более шестисот. Действительно, каждый из них имеет стандарт, но подавляющее большинство используемых в интернете протоколов стандартом де-юре не является.
- Но это в основном протоколы уровня приложений?
- Вы глубоко заблуждаетесь. Протоколы TCP/IP не являются стандартами де-юре с точки зрения международного права — это стандарты де-факто.
- Но они являются отраслевыми техническим стандартами де-факто, описанным в RFC.
- Они не являются отраслевыми стандартами. Понятие отраслевого стандарта совсем другое. Они являются стандартами де-факто, выпущенными неким образованным в США society и ставшими международными. Но де-юре это не стандарты.
Мало того, чтобы согласовать протоколы между собою, одного стандарта недостаточно. Он не определяет многих технических параметров и не описывает (да и не должен описывать, чтобы не связывать по рукам и ногам производителей) очень многих деталей. Даже при наличии стандарта могут возникать ситуации нестыковки протоколов между собой. Но самое главное, организация сетей в виде «черных ящиков» блокирует возможности проведения экспериментов с новыми протоколами.
