Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

за транзит является крайней мерой. Очевидно, пиринг без взаиморасчетов возможен, только если обе стороны согласны, что это выгодное соединение. Если одна из них считает, что получает недостаточно средств от сделки, она может затребовать оплату от другой сети. Вторая сеть может согласиться или отказаться, но если переговоры заходят в тупик, возникает так называемый пиринговый спор (peering dispute).

Несколько лет назад произошел один такой резонансный спор. В последние годы крупные контент-провайдеры поставляют трафик в объемах, способных перегрузить любое межсетевое соединение. В 2013 году провайдеры видеоданных настолько нагрузили линии между транзитными провайдерами и городскими сетями доступа, что потоковый видеотрафик исчерпал всю их емкость. Такую перегрузку сложно было устранить, не увеличивая пропускную способность сети. Возник вопрос: кто должен за это платить? В результате большинство крупных контент-провайдеров стали платить сетям доступа за прямое подключение. По сути, они заключили соглашение о платном пиринге, о котором мы говорили выше. Многие ошибочно расценили это как несправедливое блокирование видеотрафика или понижение его приоритета. Но на самом деле инцидент возник из-за коммерческих споров о том, какая сеть должна оплачивать предоставление точек подключения. Подробнее о пиринговых спорах и способах их разрешения можно прочитать в книге Нортона «The Internet Peering Playbook» (Norton, 2012).

Пиринговые споры существуют со времен раннего коммерческого интернета. Однако по мере дальнейшего роста доли трафика, приходящейся на частные подключения, характер этих споров, вероятно, будет меняться. Например, сегодня городские сети доступа отправляют значительную часть своего трафика в те же распределенные облачные хранилища, где находится другой контент. Соответственно, не в их интересах сильно нагружать линии подключения к этим платформам. В последнее время некоторые операторы сетей даже предсказывают, что транзитные соединения полностью исчезнут (Хьюстон; Huston, 2018). Дойдет до этого или нет — покажет время, но без сомнения можно сказать, что события в области пиринга, интернет-соединений и транзита трафика будут развиваться очень динамично.

5.8.2. Приоритизация трафика

Приоритизация трафика методами, которые упоминались в этой главе, — непростая задача, которая часто переходит в сферу сетевой политики. Один из главных вопросов управления трафиком — приоритизация трафика, чувствительного к задержкам (например, игры и интерактивные видео), чтобы повышение загруженности другим трафиком (например, файлами большого размера) не ухудшало пользовательский опыт в целом. При передаче файлов интерактивность не нужна, а вот интерактивные приложения требуют низких показателей задержки и флуктуации.

Чтобы обеспечить хорошую производительность для смешанного трафика приложений, операторы сетей часто используют различные виды приоритизации, включая описанное выше взвешенное справедливое обслуживание. Кроме того, как уже упоминалось, последние версии протокола DOCSIS позволяют размещать трафик интерактивных приложений в очередях с низкой задержкой. Такая дифференцированная обработка различных типов трафика может реально повысить качество пользовательского опыта для одних приложений без его ухудшения для других.

Но обеспечить приоритизацию намного сложнее, если приходится иметь дело с денежными расчетами. В сфере политики интернета остро стоит вопрос о платной приоритизации (paid prioritization), когда одна из сторон платит интернет-провайдеру за присвоение ее трафику более высокого приоритета по сравнению с конкурирующим трафиком приложений того же типа. Платная приоритизация часто считается нарушением принципа свободной конкуренции. Приведем еще один пример. Транзитная сеть предлагает пользователям определенный сервис (например, передачу видео или голоса по IP) и присваивает ему более высокий приоритет по сравнению с сервисами конкурентов. Так, однажды компания AT&T была уличена в блокировании видеозвонков по FaceTime. По этой причине приоритизация часто становится важным элементом дискуссий о сетевом нейтралитете (network neutrality; net neutrality). Концепция сетевого нейтралитета поднимает ряд сложных вопросов, связанных с политикой и законодательством, обсуждение которых выходит за рамки технического пособия по компьютерным сетям. Кратко ее можно представить в виде четырех четко определенных правил:

1. Не блокировать трафик.

2. Не замедлять трафик.

3. Не использовать платную приоритизацию.

4. Не скрывать информацию об используемых методах приоритизации.

Любая политика сетевого нейтралитета обычно предусматривает ряд исключений для целесообразных методов сетевого администрирования (использование приоритизации для повышения эффективности сети или блокировка и фильтрация в целях безопасности). Что при этом считать целесообразным, часто решают юристы. Существует еще одна проблема правового характера: нужно определить, кто именно (то есть какой государственный орган) должен устанавливать правила и какое наказание последует за их нарушение. Так, например, в США был поднят вопрос о том, к какой категории компаний отнести интернет-провайдеров: к телефонным операторам (таким, как AT&T) или к провайдерам информации и контента (таким, как Google). От ответа на этот вопрос зависит то, какой государственный орган будет определять правила в отношении любых аспектов сетевого нейтралитета: от приоритизации до конфиденциальности.

5.9. Резюме

Сетевой уровень предоставляет службы транспортному. Он может быть основан либо на виртуальных каналах, либо на дейтаграммах. В обоих случаях его главная задача состоит в выборе маршрута для пакетов от источника до получателя. В сетях с виртуальными каналами решение о выборе пути осуществляется при установлении виртуального соединения. В дейтаграммных сетях оно принимается для каждого пакета.

В компьютерных сетях применяется большое количество алгоритмов маршрутизации. Лавинная адресация — это простой метод передачи пакетов по всем путям. Большинство алгоритмов определяют кратчайший путь и адаптируются к изменениям топологии сети. Основные алгоритмы — маршрутизация по векторам расстояний и маршрутизация с учетом состояния линий. В большинстве существующих сетей применяется один из них. Другие важные методы — использование иерархии в больших сетях, маршрутизация для мобильных хостов, широковещание, многоадресная и произвольная маршрутизация.

Сети подвержены перегрузкам, приводящим к увеличению задержки и утере пакетов. Для предотвращения перегрузки разработчики проектируют сети с достаточным запасом пропускной способности, а также используют настройку протоколов на преимущественный выбор незагруженных маршрутов, временное прекращение приема трафика, уведомление источника о необходимости снизить скорость и сброс нагрузки.

Решив проблему перегрузки, можно попытаться достичь гарантированного QoS. Некоторые приложения заботятся в первую очередь о пропускной способности, а не о задержке и флуктуациях. Комплексные методы предоставления разных уровней QoS включают формирование трафика, резервирование ресурсов на маршрутизаторах, контроль доступа. Подходы, обеспечивающие высокий уровень QoS, — комплексное обслуживание IETF (включая RSVP) и дифференцированное обслуживание.

Сети могут весьма значительно различаться, поэтому при их объединении возникают определенные сложности. Если у них разные ограничения на максимальный размер пакета, можно применить фрагментацию. Различные сети могут использовать разные внутренние протоколы маршрутизации, но внешний протокол должен быть общим. Иногда проблемы можно решить с помощью туннелирования пакетов сквозь сильно отличающуюся сеть, но если отправитель и получатель находятся в сетях разных типов, этот подход применить не получится.

В интернете существует большое разнообразие протоколов, относящихся к сетевому уровню. В их числе протокол дейтаграмм (IP) и соответствующие управляющие протоколы