Miejska Sieć Komputerowa

Metropolitalna sieć komputerowa ( MAN ) to sieć komputerowa , która łączy użytkowników z zasobami komputerowymi w regionie geograficznym wielkości obszaru metropolitalnego . Termin MAN odnosi się do łączenia sieci lokalnych (LAN) w mieście w jedną większą sieć, która może również oferować wydajne połączenie z siecią rozległą . Termin ten jest również używany do opisania wzajemnych połączeń kilku sieci LAN w obszarze metropolitalnym za pomocą połączeń typu punkt-punkt między nimi.

Historia

Do 1999 r. sieci lokalne (LAN) były dobrze rozwinięte i zapewniały komunikację danych w budynkach i biurach. W przypadku łączenia sieci LAN w obrębie miasta firmy polegały głównie na publicznej komutowanej sieci telefonicznej . Ale podczas gdy sieć telefoniczna była w stanie obsługiwać opartą na pakietach wymianę danych, realizowaną przez różne protokoły LAN, przepustowość sieci telefonicznej była już mocno zapotrzebowana na głos z komutacją obwodów, a centrale telefoniczne były źle zaprojektowane, aby sprostać z gwałtownymi skokami ruchu, które zwykle wytwarzają sieci LAN.

Aby skuteczniej łączyć sieci lokalne, sugerowano łączenie budynków biurowych za pomocą jednomodowych linii światłowodowych, które były wówczas szeroko stosowane w dalekosiężnych magistralach telefonicznych. Takie z ciemnego włókna były już w niektórych przypadkach instalowane w lokalach klientów, a firmy telekomunikacyjne zaczęły oferować ciemne światłowód w swoich pakietach abonenckich. Metropolitalne sieci światłowodowe były obsługiwane przez firmy telekomunikacyjne jako sieci prywatne dla ich klientów i niekoniecznie miały pełną integrację z publiczną siecią rozległą (WAN) za pośrednictwem bramek.

Oprócz większych firm, które łączyły swoje biura w obszarach metropolitalnych, uniwersytety i instytucje badawcze również przyjęły ciemny światłowód jako szkielet sieci metropolitalnej. W Berlinie Zachodnim w ramach projektu BERCOM zbudowano wielofunkcyjny szerokopasmowy system komunikacyjny do łączenia komputerów typu mainframe , w których mieściły się uniwersytety i instytucje badawcze finansowane ze środków publicznych w tym mieście. Projekt BERCOM MAN mógł rozwijać się szybko, ponieważ Deutsche Bundespost zainstalowała już setki kilometrów światłowodów w Berlinie Zachodnim. Podobnie jak inne miejskie sieci ciemnych włókien w tamtym czasie, sieć ciemnych włókien w Berlinie Zachodnim miała topologię gwiazdy z hubem gdzieś w centrum miasta. Podstawą systemu BERCOM MAN przeznaczonego dla uniwersytetów i instytucji badawczych był podwójny pierścień światłowodowy wykorzystujący szybki protokół pierścienia szczelinowego opracowany przez GMD Research Center for Innovative Computer Systems and Telephony. Szkielet BERCOM MAN mógłby zatem obsłużyć dwukrotny transfer danych 280 Mbit/s.

Zasada działania multipleksowania z podziałem długości fali

Produktywne wykorzystanie gęstego multipleksowania z podziałem długości fal (DWDM) dostarczyło kolejnego impulsu do rozwoju sieci obszarów metropolitalnych w 2000 roku. Długodystansowy DWDM, o zasięgu od 0 do ponad 3000 km, został opracowany, aby firmy przechowujące duże ilości danych w różnych lokalizacjach mogły wymieniać dane lub tworzyć kopie lustrzane swoich serwerów plików . Dzięki zastosowaniu DWDM w istniejących światłowodowych sieciach MAN operatorów firmy nie musiały już łączyć swoich sieci LAN za pomocą dedykowanego łącza światłowodowego. Dzięki DWDM firmy mogłyby budować dedykowane sieci MAN, korzystając z istniejącej ciemnej sieci światłowodowej dostawcy w mieście. W ten sposób MAN stały się tańsze w budowie i utrzymaniu. Platformy DWDM dostarczane przez dostawców ciemnych włókien w miastach pozwalają na podzielenie pojedynczej pary światłowodów na 32 długości fal. Jedna długość fali może obsługiwać przepustowość od 10 Mbit/s do 10 Gbit/s. W ten sposób firmy, które zapłaciły za sieć MAN w celu połączenia różnych lokalizacji biurowych w mieście, mogły zwiększyć przepustowość swojej sieci szkieletowej MAN w ramach abonamentu. Platformy DWDM złagodziły również potrzebę konwersji protokołów w celu łączenia sieci LAN w mieście, ponieważ każdy protokół i dowolny typ ruchu mógł być przesyłany za pomocą DWDM. Dało to firmom, które chciały ustanowić MAN, wybór protokołu.

Patrząc na zachód, na północne San Jose i inne części centrum technologicznego Doliny Krzemowej . W latach 2002-2003 Sprint Corporation zbudowała pięć pierścieni Metro Ethernet , aby połączyć obszary metropolitalne.

Metro Ethernet , w którym pierścień światłowodowy w większym mieście został zbudowany jako szkielet MAN obsługujący Gigabit Ethernet . Topologia pierścienia została zaimplementowana przy użyciu protokołu internetowego (IP), dzięki czemu dane mogły zostać przekierowane, jeśli łącze było przeciążone lub jedno z łączy wchodzących w skład pierścienia uległo awarii. W USA firma Sprint Corporation była liderem w budowaniu pierścieni światłowodowych, które kierowały pakiety IP w sieci szkieletowej MAN. W latach 2002-2003 Sprint zbudował trzy pierścienie MAN obejmujące San Francisco , Oakland i San Jose , i z kolei połączył te trzy pierścienie metra z kolejnymi dwoma pierścieniami. Pierścienie metra Sprint kierowały głos i dane, były podłączone do kilku lokalnych punktów wymiany telekomunikacyjnej i łącznie 189 mil kabla światłowodowego. Pierścienie metra połączyły również wiele miast z Internetem, które stały się częścią centrum technologicznego Doliny Krzemowej , takie jak Fremont , Milpitas , Mountain View , Palo Alto , Redwood City , San Bruno , San Carlos , Santa Clara i Sunnyvale _ Przyjmując routing IP dla swoich pierścieni Metro Ethernet, Sprint mógł przekierować ruch w swoich sieciach MAN w ciągu milisekund w przypadku odcięcia światłowodu lub lokalnych przerw w dostawie prądu .

Pierścienie Metro Ethernet, które nie kierowały ruchem IP, zamiast tego wykorzystywały jedną z różnych zastrzeżonych implementacji protokołów drzewa opinającego , tak że każdy pierścień MAN miał most główny. Ponieważ warstwy 2 nie może działać, jeśli w sieci występuje pętla, wszystkie protokoły obsługujące pierścienie L2 MAN muszą blokować nadmiarowe łącza, a tym samym blokować część pierścienia. Protokoły kapsułowania, takie jak Multiprotocol Label Switching (MPLS), zostały również wdrożone w celu wyeliminowania wad działania pierścieni Metro Ethernet L2.

Metro Ethernet było faktycznie rozszerzeniem protokołów Ethernet poza sieć lokalną (LAN), a wynikająca z tego inwestycja w Ethernet doprowadziła do wdrożenia Ethernetu nośnego , w którym protokoły Ethernet są używane w sieciach rozległych (WAN). Wysiłki Metro Ethernet Forum (MEF) w definiowaniu najlepszych praktyk i standardów dla sieci metropolitalnych, w ten sposób zdefiniował także Ethernet operatora. Podczas gdy IEEE próbowało ujednolicić powstające zastrzeżone protokoły oparte na sieci Ethernet, fora branżowe, takie jak MEF, wypełniły lukę iw styczniu 2013 r. uruchomiły certyfikację sprzętu sieciowego, który można skonfigurować tak, aby spełniał specyfikacje Carrier Ethernet 2.0 .

Metropolitalne punkty wymiany internetu

Stealth Fibre Crew instaluje ciemny kabel światłowodowy liczący 432 pod ulicami Nowego Jorku .

Światłowodowy przełącznik fotoniczny w AMS-IX

Internetowe punkty wymiany (IX) były historycznie ważne dla połączenia sieci MAN z krajowym lub globalnym Internetem . Boston Metropolitan Exchange Point (Boston MXP) umożliwił dostawcom Metro Ethernet, takim jak HarvardNet, wymianę danych z krajowymi przewoźnikami, takimi jak Sprint Corporation i AT&T . Punkty wymiany służą również jako łącza o niskim opóźnieniu między sieciami kampusowymi , takimi jak Massachusetts Institute of Technology i Boston University mógł wymieniać dane, głos i wideo za pomocą Boston MXP. Dalsze przykłady metropolitalnych giełd internetowych w USA, które działały do 2002 r., To Anchorage Metropolitan Access Point (AMAP), Seattle Internet Exchange (SIX), Dallas-Fort Worth Metropolitan Access Point (DFMAP) i Denver Internet Exchange (IX -Denver). Verizon uruchomił trzy regionalne centrale metropolitalne, aby połączyć sieci MAN i zapewnić im dostęp do Internetu. MAE -West obsługuje MAN z San Jose , Los Angeles i Kalifornii . MAE -East łączy MAN w Nowym Jorku , Waszyngtonie i Miami . Podczas gdy MAE-Central łączy sieci MAN w Dallas , Teksasie i Illinois .

W większych miastach kilku lokalnych dostawców mogło zbudować sieć szkieletową MAN z ciemnymi włóknami . W Londynie Metro Ethernet kilku dostawców tworzą londyńską infrastrukturę MAN. Podobnie jak inne MAN, londyński MAN obsługuje przede wszystkim potrzeby swoich miejskich klientów, którzy zazwyczaj potrzebują dużej liczby połączeń o niskiej przepustowości, szybkiego tranzytu do innych dostawców MAN, a także szerokopasmowego dostępu do krajowych i międzynarodowych operatorów dalekobieżnych . Metropolitalne punkty wymiany odgrywają obecnie istotną rolę w sieci MAN większych miast. giełda internetowa (LINX) do 2005 roku zbudował kilka punktów wymiany w całym regionie Wielkiego Londynu .

Miasta będące gospodarzami jednej z międzynarodowych giełd internetowych stały się preferowaną lokalizacją dla firm i centrów danych . Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX) to druga co do wielkości giełda internetowa na świecie, która przyciąga do Amsterdamu firmy zależne od szybkiego dostępu do Internetu. Sieć metropolitalna Amsterdamu również skorzystała na szybkim dostępie do Internetu. Podobnie Frankfurt stał się magnesem dla centrów danych międzynarodowych firm, ponieważ jest gospodarzem organizacji non-profit DE-CIX , największa giełda internetowa na świecie. DE-CIX stworzyła metropolitalne giełdy internetowe neutralne dla operatorów w Nowym Jorku , Madrycie, Dubaju , Marsylii , Dallas, Hamburgu, Monachium , Düsseldorfie, Berlinie, Stambule, Palermo , Lizbonie, Bombaju , Delhi, Kalkucie, Chennai i Moskwie. Model biznesowy metra DE-CIX polega na obniżeniu kosztów tranzytu dla lokalnych przewoźników poprzez przechowywanie danych w obszarze metropolitalnym lub regionie, przy jednoczesnym umożliwieniu globalnego peeringu na długich dystansach i małych opóźnieniach z innymi głównymi sieciami MAN.

Zobacz też