Кровеносная система мирового интернета


    Инфографика TeleGeography

    Google запускает рой воздушных шариков в стратосферу, а Facebook — армию беспилотников на солнечных батареях. Но это лишь маленькие игрушки гиков, которые мечтают покрыть связью всю планету. Их амбициозные сервисы станут крохотным дополнением к мощной базовой инфраструктуре Всемирной сети — разветвлённой сети наземных и подводных магистральных каналов. Вот где настоящая кровеносная система современной цивилизации. Именно здесь бьётся её пульс.

    Крупнейшие хабы


    На физическом уровне интернет представляет сеть хабов (точек обмена трафиком), связанных магистральными каналами. В точках обмена трафиком концентрируется не только трафик, но и сетевая инфраструктура (дата-центры, хостинг и т.д). Крупнейшие точки обмена находятся во Франкфурте, Амстердаме, Лондоне и Париже. В каком-то смысле эти города можно считать столицами мирового интернета. По крайней мере, точно крупнейшими сетевыми узлами, вместе с Нью-Йорком, который тоже входит в пятёрку основных хабов.

    В списке крупнейших точек обмена трафиком в мире лидируют DE-CIX (пиковая пропускная способность 5178 Гбит/с), AMS-IX (4270 Гбит/с). Российская MSK-IX находится на 5-м месте (2135 Гбит/с).

    Совокупная пропускная всех международных каналов связи составляет 180 Тбит/с (на 2015 год).

    По количеству международных каналов Европа долгое время была абсолютным лидером, превосходя любой другой континент. Но сейчас примерно столько же у Северной Америки (читай — у США), далее Азия, Южная Америка и Африка. Ещё десятилетие назад более половины международных каналов связи на планете приземлялись в Европе. Сейчас уже меньше половины, но Европа всё равно остаётся ключевым узлом в глобальной Сети.



    Европейский узел отличается от остальных континентов ещё одной деталью: около 70% международного трафика перемещается между городами внутри континента. Для сравнения, у Южной Америки и Африки прямо противоположная картина: 80% каналов уходят к другим континентам, Кстати, 60% внешних каналов Южной Америки подключены к одному зарубежному городу: Майами. Так что если в Майами случится блэкаут, из интернета частично выпадет Южная Америка.

    Почти все каналы связи между континентами прокладываются по дну океана.

    Подводные бэкбоны


    Подводный интернет — наверное, самая интересная (и секретная) часть мировой сетевой инфраструктуры. Секретная, потому что просто так вы не найдёте точную карту прокладки конкретного кабеля. Россия и некоторые другие страны держат эту информацию в секрете, и на то есть веские причины (см. статьи на Хабре «Подводная лодка USS Jimmy Carter, её специальные задачи», «Скрытное подсоединие к оптоволокну: методы и предосторожности»). От постороннего подключения не защищён ни один кабель, где бы он не находился.


    Карта подводных кабелей 2016 года

    По данным на 2014 год, по дну океана проложено 285 кабелей связи, из них 22 не использовались, это так называемые «тёмные кабели» («тёмное оптоловокно») — такие неиспользуемые кабели в большом количестве есть и на суше. Например, та же компания Google скупает тёмное оптоволокно для связи между дата-центрами. Когда по тёмному оптоволокну пускают сигнал, говорят, что его «зажгли», как лампу.

    Расчётный срок службы оптоволокна составляет 25 лет — это чисто теоретическая величина. Предполагается, что в течение такого времени коммерческая эксплуатация канала будет иметь смысл. Соответственно, исходя из такого срока экономисты рассчитывают окупаемость инвестиций. Например, для компании Google выгоднее проложить собственный кабель через Тихий океан, чем 25 лет арендовать чужой.



    По мере роста трафика в интернете (он растёт примерно на 37% в год) операторы производят апгрейд оптоволокна — «уплотняют» его, чтобы передавать данные одновременно в нескольких спектральных каналах за счёт спектрального уплотнения. Кроме того, внедряются более эффективные техники фазовой модуляции и устанавливается более современное оконечное оборудование. Соответственно, пропускная способность магистрального канала увеличивается пропорционально полосе частот, на которых передаются данные.

    Хорошей иллюстрацией является трансатлантическая информационная магистраль. В 2003-2014 годы здесь не было проложено ни одного (!) нового кабеля, зато пропускная способность действующих каналов увеличилась в 2,4 раза исключительно за счёт уплотнения каналов и апгрейда оборудования. И у этих кабелей ещё остался большой запас на будущее.


    Увеличение пропускной способности трансатлантических каналов связи в 2003-2014 годы

    Прокладка нового кабеля и ввод его в эксплуатацию — длительная процедура, которая продолжается несколько лет, и довольно дорогостоящая, поэтому несколько корпораций обычно сообща финансируют такие проекты, а потом делят между собой оптоволоконные пары в кабеле. Например, 29 июня 2016 года компания Google с партнёрами (China Mobile International, China Telecom Global, Global Transit, KDDI, Singtel) объявили о вводе в эксплуатацию крупнейшего подводного кабеля в мире — транстихоокеанского кабеля FASTER на 60 Тбит/с. Кабель длиной 9000 км связал Японию и США (здесь Япония выполняет роль хаба между США и Китаем).


    FASTER

    Этот конкретный кабель состоит из 6 оптоволоконных пар. Каждая пара способна передавать сигнал в 100 диапазонах длины волны по 100 Гбит/с на каждую длину (10 Тбит/с на каждую оптоволоконную пару). Это соответствует 60 Тбит/с максимальной пропускной способности для каждого кабеля — это не теоретическая, а реальная максимальная пропускная способность, продемонстрированная в тестах.

    Но в первое время пропускная способность даже близко не приблизится к этому пределу. На первом этапе будут задействованы всего лишь от 2 до 10 каналов, то есть 2-10% максимальной пропускной способности кабеля. В течение 25-летнего срока эксплуатации Google с партнёрами будут постепенно увеличивать его пропускную способность, по мере необходимости.

    Google принадлежит один или два из шести оптоволоконных пар в кабеле, точная информация держится в секрете. Хотя стоимость прокладки магистрали FASTER составила $300 млн, для интернет-компании это действительно дешевле, чем арендовать такие же каналы у других. Кроме того, так Google получает больший контроль над линиями связи, которые связывают её дата-центры.

    Кстати, Microsoft и Facebook по примеру Google сейчас тоже формируют консорциум для прокладки своего трансатлантического кабеля MAREA.

    Сети в Европе




    Если магистральные каналы связи сравнить с кровеносной системой современной цивилизации, то Европа — её сердце.

    Карта магистральных каналов в Европе с каждым годом немного изменяется. Между крупнейшими узлами сети иногда прокладываются новые каналы с большей пропускной способностью и/или меньшей задержкой (то есть по более оптимальному маршруту). В некоторых случаях каналы могут вообще «пропадать», то есть их перестают использовать, если оператор по какой-то причине решит перенаправить линк от одного города к другому. В начале 2000-х крупнейшим международным каналом связи в мире был трансатлантический маршрут Нью-Йорк–Лондон, но в 2009 году проложили более толстый канал Амстердам–Лондон, а затем и этот рекорд был побит новым «чемпионом» — трассой Франкфурт–Париж.

    Примерно в это время сформировалась окончательная структура сетевых магистралей в Европе с четырьмя крупнейшими в мире точками обмена трафиком.

    1. Франкфурт
    2. Лондон
    3. Париж
    4. Амстердам

    По мировой статистике, всего лишь около 25% самых популярных сайтов каждой страны размещаются у себя на родине (в среднем). Доля национального хостинга заметно выше в Китае, Иране, Турции и России, по понятным причинам.


    Физическое местоположение серверов 100 самых популярных сайтов в некоторых странах, апрель 2015 год. Источник: TeleGeography

    Связь с Россией


    С точки зрения надёжности оптимально размещение сервера возле крупнейшей точки обмена трафиком, которая связывает Россию с мировым интернетом.

    России в каком-то смысле повезло. Рядом с российским сегментом интернета располагаются крупнейшие в мире сетевые хабы. Самая близкая географически и, по стечению обстоятельствам, самая крупная в мире из точек обмена трафиком — DE-CIX во Франкфурте. Сюда подключены три крупнейших российских оператора обмена трафиком MSK-IX (2 Тбита/с), Data-IX (2 Тбита/с), W-IX (1 Тбит/с), со средней нагрузкой 3,2 Гбита/с.

    На карте магистральных сетей «Ростелекома» и карте международного магистрального оператора RETN показано, по каким каналам российский сегмент подключается к крупнейшим мировым точкам обмена. Обозначена и новая быстрая линия «Ростелекома» из Москвы во Франкфурт.


    Карта магистральных сетей «Ростелекома»


    Карта магистральных сетей RETN

    Для обмена трафиком операторы могут заключать соглашения друг с другом или выбрать более продвинутый пиринг вроде W-IX. Эта система работает внутри одного города на втором уровне, и связь между участниками осуществляется, как и в любом другом пиринге, напрямую. В то же время, через роут-сервер осуществляется связь со всеми другими точками обмена трафиком, в которых W-IX является участником.


    W-IX

    W-IX имеет свои международные каналы между крупнейшими точками обмена трафиком.


    W-IX

    Эксперты отмечают, что в последние годы наметилась некоторая тенденция к локализации трафика, когда серверы размещают внутри национальных границ той страны, где находится основная аудитория. В пользу локализации играет распространение CDN-сервисов и меры информационной безопасности, связанные с угрозой утечек конфиденциальной информации. Сейчас не только Россия, но и другие страны рассматривают законы, обязывающие хранить конфиденциальную информацию (в том числе финансового и медицинского характера) только внутри страны.

    К счастью, требования локализации затрагивают только ограниченное количество веб-сайтов, так что интернет-компании по-прежнему могут выбрать место хостинга исходя из собственных потребностей. Размещение серверов рядом с глобальными сетевыми хабами делает серверы доступнее для глобальной аудитории и выходит гораздо дешевле, потому что вокруг хабов концентрируется вся соответствующая сетевая инфраструктура, в том числе дата-центры и хостинг-провайдеры.



    Only registered users can participate in poll. Log in, please.

    Где вы размещаете свои проекты?

    Rootwelt
    91.39
    Linux VPS лоукост-хостинг в Германии
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 27

      +6
      Почему трансатлантический кабель проложен по дну Тихого океана?
        +11
        И вправду, вероятно из соображений секретности)) Спасибо за ремарку, исправил.
        +3
        У Стивенсона вспомнилось:

        — Знаешь, сколько стоит время на современном кабеле?
        — Естественно, — говорит Рэнди. — Сотни тысяч долларов в минуту.
        — Верно. А чтобы починить разорванный кабель, нужно по меньшей мере два дня. Один разрыв кабеля может обойтись компании в десятки и даже сотни миллионов упущенной прибыли.
        — Но эта проблема практически не стоит, — замечает Рэнди — Кабели укладывают глубоко. По поверхности они идут только на океаническом ложе.
        — Да. Там, где их может перерезать лишь тот, кто владеет серьезными военно морскими ресурсами.
        — Черт!
        — Таков новый баланс власти, Рэнди.
        — Не хочешь же ты сказать, что правительства угрожают…
        — Китайцы уже начали. Перерезали старый кабель — оптоволокно первого поколения — между Японией и Кореей. Не бог весть какой важный кабель — они сделали это в качестве предупредительного выстрела. А каково золотое правило в отношении правительств, перерезающих подводные кабели?
        — Как ядерная война, — говорит Рэнди. — Легко начать. Сокрушительные результаты. Поэтому никто этого не делает.
        — Но если китайцы перерезали кабель, другие правительства, заинтересованные в несвободе информации, могут сказать: «Ага, китайцы это сделали, мы должны показать, что в силах нанести ответный удар».

        Оно, конечно, может и параноидально, но… Потеря кабеля за десятки миллионов долларов — тоже штука неприятная, так что даже интересно, удалось ли тому же Гуглу как-то обойтись без того, чтобы его кабель в потенциальных заложниках держали?
          0
          Что-то мне кажется, что пиринг на «втором уровне» — это нечто странное. Да, прямое физическое соединение, но стык — и без маршрутизации? Расскажите, что имелось в виду?
            0
            «В крупных городах участвуют в пиринге даже конкуренты, поскольку в одной точке присоединения предоставляется выход напрямую на десятки и сотни операторов связи и экономический эффект от пиринга очевиден. А вот в тех регионах, где три-четыре провайдера, им, конечно, очень сложно устанавливать пиринговые взаимоотношения: каждый считает, что тем самым он только улучшает связность конкурентам.»
            http://nag.ru/articles/article/19022/-ayhoum-myi-delaem-internet-dostupnee-.html
              0
              Вы бы уточнили, что дата процитированной публикации — 21.06.2010. Тогда так оно и было, и были случаи, когда провайдеры одного города, имя настроенный пиринг друг с другом, по факту ухудшали параметры пиринга, чтобы «не дать конкурентам получать быстро и бесплатно трафик из своей сети».

              Сегодня эти маразмы, к счастью, уже в прошлом (хочется верить), и в немалой степени потому, что у самих операторов не так много осталось полезных ресурсов в их сетях, ВК, ОК, FB с гуглоресурсами в основном трафик генерят, так что провайдерам выгоднее быть просто хорошо работающими, и не понтоваться, что основной трафик идет из их сети.
              +1
              MPLS же
              +23

              Эта карта из заголовка сводит меня с ума своей ориентацией

                0
                А что именно странно? Так например выглядит внутри таже UA-IX. Все участники находятся в одном влане, в одной L3 сети. А роут-сервера нужны для обмена маршрутами.
                  +4
                  «Доля национального хостинга заметно выше в Китае, Иране, Турции и России, по понятным причинам.»
                  США пропустили
                    +4
                    Причем в США всех больше локализация хостинга
                    0
                    Размещение серверов рядом с глобальными сетевыми хабами не делает серверы доступнее для глобальной аудитории и выходит гораздо дешевле
                    Почему не делает доступенее? По моему так, наоборот, должно делать доступнее.
                      +4
                      Меня одного коробит от первой картинки не сориентированной на север?
                        +1
                        А мне понравился необычный ракурс, ну и демонстрация возможностей сервиса как я понимаю)
                        +3
                        и все таки статья какой-то бешенный пиар W-ix
                          +1
                          W-IX несколько особенный IX, который на IX загоняет весь full-view через магистральных провайдеров. Что гипотетически несёт проблемы в определении правильного маршрута, что гипотетически ухудшает глобальную связность в том числе и для клиентов W-IX, если конечно W-IX не собирается подключится напрямую ко всем остальным IX в мире в ближайшее время.
                            0
                            Очень обидны ваши слова), вообще статья планировалась, как пиар нашей хостинговой компании rootwelt.de
                            +1
                            А страница в 17 Мбайт, видимо, специально предназначена, чтобы загрузить все эти каналы?
                              0
                              у нас картинок, всего 7mb, как это у вас так получается?
                                0
                                Сейчас стало 8,6 Мбайт. Видимо, часть картинок была заменена.
                                Но это тоже, мягко говоря, не айс. Не забывайте, что до сих пор в 20 км от МКАД существуют места, где стабильный EDGE на улице — это уже хорошо, несмотря на все эти великие магистрали.
                                Да и корпоративный интернет не у всех супер-скоростной.
                              0
                              На Камчатку кабель нарисован, а по факту последние новости — 2/3 проложили.
                                0
                                Всегда было интересно как огранизовывают итернет на островах. К примеру в Тайланде много островов с интернетом. Под водой тоже тянут?
                                  0
                                  Почему у ReTN карту старую взяли?
                                    +1
                                    А как именно эти кабели монетизируются? Ну вот собралось несколько крутых компаний, скинулись по сто миллионов долларов, протянули кабель. Дальше-то что? Как они из него прибыль извлекают? Каким образом условно мои деньги (как конечного потребителя услуги), которые я плачу местечковому провайдеру «Пупкин-линк», доходят до всяких крутых компаний, которые могут себе позволить пускать спутники и провода на тысячи километров тянуть? Как они их делят и определяют кому сколько?
                                      +3
                                      Ну вкратце:

                                      Интенет состоит из трех уровней (Tier 1,2,3), ваш «Пупкин линк» это Tier 3, основные его клиенты — обычные пользователи + мб пара корпоратов, из услуг — интернет, телефония, ТВ, последние мили.
                                      Вашему провайдеру нужен интернет, он покупает его у Tier 2 — операторов (возьмем примеры из статьи — RETN (AS9002) и Rostelecom (AS12389)), клиентами которых являются как очень большие компании\операторы связи, так и маленькие корпораты. Из услуг — интернет, IP-transit, p2p\multi-point VPN, лямбды (КПД через DWDM), etc…
                                      Но и Tier 2-операторам самим нужен ip-transit, а также присутствие на точках обмена трафиком на других континентах. За этим они обращаются к Tier 1-операторам, которые являются владельцами пары волокон в трансконтинентальном кабеле, что позволяет им с помощью мультепликсирования увеличить пропускную способность в несколько раз. Из частот они могут ~20% использовать под свои нужды (линки для собственной магистрали), а остальные продавать все тем же Tier-2 операторам. Т.е. они получают деньги от Tier-2 за интернет и за сданные в аренду длины волн. Деньги tier-2 получили от своих клиентов, втч и «Пупкин-линк», которому платите вы.

                                      А насчет «кому сколько», не думаю что прибыль делится между всеми владельцами волокон, каждый оператор является владельцем своих волокон и сколько длин волн он туда запихнет — его личное дело.

                                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.