Городская вычислительная сеть ( MAN ) — это компьютерная сеть , которая соединяет пользователей с компьютерными ресурсами в географическом регионе размером с мегаполис . Термин MAN применяется к объединению локальных сетей (LAN) в городе в единую более крупную сеть, которая затем может также обеспечивать эффективное соединение с глобальной сетью . Этот термин также используется для описания соединения нескольких локальных сетей в мегаполисе посредством использования двухточечных соединений между ними. [1] [2]
К 1999 году локальные вычислительные сети (LAN) были хорошо развиты и обеспечивали передачу данных в зданиях и офисах. [3] Для соединения локальных сетей в городе предприятия полагались в первую очередь на коммутируемую телефонную сеть общего пользования . Но хотя телефонная сеть могла поддерживать пакетный обмен данными, реализуемый различными протоколами локальных сетей, полоса пропускания телефонной сети уже испытывала большой спрос из-за голосовой связи с коммутацией каналов , а телефонные станции были плохо спроектированы для этой задачи. с всплесками трафика, которые обычно производят локальные сети. [4] : 11
Для более эффективного соединения локальных сетей было предложено соединять офисные здания с помощью одномодовых волоконно-оптических линий, которые к тому времени широко применялись в магистральных телефонных линиях. Такие линии темного волокна в некоторых случаях уже были установлены в помещениях клиентов, и телефонные компании начали предлагать их темное волокно в своих абонентских пакетах. Волоконно-оптические городские сети эксплуатировались телефонными компаниями как частные сети для своих клиентов и не обязательно имели полную интеграцию с глобальной сетью общего пользования (WAN) через шлюзы. [4] : 12
Помимо крупных компаний, которые соединили свои офисы в крупных городах, университеты и исследовательские институты также использовали темное волокно в качестве магистральной сети своих городских сетей. В Западном Берлине в рамках проекта BERCOM была создана многофункциональная широкополосная система связи для соединения мэйнфреймов , на которых размещались финансируемые государством университеты и исследовательские институты города. Проект BERCOM MAN может развиваться быстрыми темпами, поскольку Deutsche Bundespost уже проложил сотни миль оптоволоконного кабеля в Западном Берлине. Как и другие городские сети темного волокна того времени, сеть темного волокна в Западном Берлине имела звездообразную топологию с концентратором где-то в центре города. [4] : 56 Основой специализированного BERCOM MAN для университетов и исследовательских институтов было двойное оптоволоконное кольцо, в котором использовался протокол высокоскоростного кольца с прорезями, разработанный Исследовательским центром инновационных компьютерных систем и телефонии GMD. Таким образом, магистральная сеть BERCOM MAN может поддерживать двукратную передачу данных со скоростью 280 Мбит/с. [4] : 57
Продуктивное использование плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) дало еще один импульс развитию городских сетей в 2000-х годах. DWDM для дальней связи с диапазоном от 0 до 3000+ км был разработан для того, чтобы компании, хранящие большие объемы данных на разных сайтах, могли обмениваться данными или устанавливать зеркала своего файлового сервера . Благодаря использованию DWDM на существующих оптоволоконных сетях MAN операторов связи компаниям больше не нужно было подключать свои локальные сети выделенным оптоволоконным каналом связи. [5] : 14 С помощью DWDM компании могут создавать выделенные MAN, используя существующую сеть темного оптоволокна провайдера в городе. Таким образом, MAN стали дешевле строить и обслуживать. [5] : 15 Платформы DWDM, предоставляемые поставщиками темного волокна в городах, позволяют разделить одну пару волокон на 32 длины волны. Одна длина волны может поддерживать скорость от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с. Таким образом, компании, которые заплатили за MAN для подключения различных офисных объектов в городе, могли увеличить пропускную способность своей магистральной сети MAN в рамках своей подписки. Платформы DWDM также устранили необходимость преобразования протоколов для подключения локальных сетей в городе, поскольку с использованием DWDM можно передавать любой протокол и любой тип трафика. По сути, это дало компаниям, желающим внедрить протокол MAN, выбор протокола. [5] : 16
Metro Ethernet использует оптоволоконное кольцо в качестве магистрали Gigabit Ethernet MAN в пределах крупного города. Кольцевая топология реализована с использованием интернет-протокола (IP), поэтому данные можно перенаправить, если канал перегружен или выходит из строя. [6] В США компания Sprint была одной из первых, кто внедрил оптоволоконные кольца, которые маршрутизировали IP-пакеты по магистральной сети MAN. В период с 2002 по 2003 год Sprint построила три кольца MAN, чтобы охватить Сан-Франциско , Окленд и Сан-Хосе , и, в свою очередь, соединила эти три кольца метро с еще двумя кольцами. Кольца метро Sprint маршрутизировали голос и данные, были подключены к нескольким местным точкам телекоммуникационной связи и имели общую длину 189 миль оптоволоконного кабеля. Кольца метро также соединили многие города, которые впоследствии стали частью технологического центра Силиконовой долины , такие как Фремонт , Милпитас , Маунтин-Вью , Пало-Альто , Редвуд-Сити , Сан-Бруно , Сан-Карлос , Санта-Клара и Саннивейл . [7]
Кольца Metro Ethernet, которые не маршрутизировали IP-трафик, вместо этого использовали одну из различных собственных реализаций протокола связующего дерева ; каждое кольцо MAN имело корневой мост . [8] Поскольку коммутация уровня 2 не может работать, если в сети имеется петля, все протоколы для поддержки колец L2 MAN должны блокировать резервные каналы и, таким образом, блокировать часть кольца. [5] : 41 Протоколы капсулирования, такие как многопротокольная коммутация по меткам (MPLS), также были развернуты для устранения недостатков работы колец городского Ethernet L2. [5] : 43
Metro Ethernet фактически представлял собой расширение протоколов Ethernet за пределы локальной сети (LAN), и последующие инвестиции в Ethernet привели к развертыванию операторского Ethernet , где протоколы Ethernet используются в глобальных сетях (WAN). Таким образом , усилия Форума Metro Ethernet (MEF) по определению передового опыта и стандартов для городских сетей также определили операторский Ethernet. [9] Пока IEEE пытался стандартизировать возникающие собственные протоколы на основе Ethernet, отраслевые форумы, такие как MEF, заполнили этот пробел и в январе 2013 года начали сертификацию сетевого оборудования, которое можно настроить в соответствии со спецификациями Carrier Ethernet 2.0 . [10]
Точки обмена Интернетом (IX) исторически были важны для подключения MAN к национальному или глобальному Интернету . Boston Metropolitan Exchange Point (Boston MXP) позволил провайдерам городского Ethernet, таким как HarvardNet, обмениваться данными с национальными операторами связи, такими как Sprint Corporation и AT&T . Точки обмена также служат в качестве каналов связи с малой задержкой между сетями кампуса , поэтому Массачусетский технологический институт и Бостонский университет могут обмениваться данными, голосом и видео с помощью Boston MXP. Другие примеры городских интернет-бирж в США, которые действовали по состоянию на 2002 год, [update]включают столичную точку доступа Анкориджа (AMAP), интернет-биржу Сиэтла (SIX), столичную точку доступа Даллас-Форт-Уэрт (DFMAP) и Денверскую интернет-биржу ( IX-Денвер). [11] Verizon ввела в эксплуатацию три региональные городские АТС для соединения MAN и предоставления им доступа в Интернет. MAE -West обслуживает MAN Сан-Хосе , Лос-Анджелеса и Калифорнии . MAE -Восточный соединяет MAN Нью-Йорка , Вашингтона (округ Колумбия) и Майами . В то время как MAE-Central соединяет MAN Далласа , Техаса и Иллинойса . [12]
В крупных городах несколько местных провайдеров могли построить магистраль MAN из темного волокна . В Лондоне кольца Metro Ethernet нескольких провайдеров составляют лондонскую инфраструктуру MAN. Как и другие MAN, лондонский MAN в первую очередь обслуживает потребности своих городских клиентов, которым обычно требуется большое количество соединений с низкой пропускной способностью, быстрый транзит к другим провайдерам MAN, а также высокоскоростной доступ к национальным и международным провайдерам дальней связи. . В рамках MAN крупных городов столичные обменные пункты теперь играют жизненно важную роль. Лондонская интернет-биржа (LINX) к 2005 году создала несколько точек обмена в регионе Большого Лондона . [13]
Города, в которых расположены международные интернет-биржи, стали предпочтительным местом для компаний и центров обработки данных . Амстердамская интернет-биржа (AMS-IX) является второй по величине интернет-биржей в мире и привлекает в Амстердам компании, которые зависят от высокоскоростного доступа в Интернет. Городская сеть Амстердама также получила выгоду от высокоскоростного доступа в Интернет. [14] : 105 Точно так же Франкфурт стал магнитом для центров обработки данных международных компаний, поскольку здесь находится некоммерческая организация DE-CIX , крупнейшая интернет-биржа в мире. [14] : 116 Бизнес-модель метро DE-CIX заключается в снижении стоимости транзита для местных операторов за счет хранения данных в мегаполисе или регионе, в то же время обеспечивая глобальный пиринг с низкой задержкой на большие расстояния и другими крупными сетями. МАНы. [15]
MAN оптимизирован для более обширной географической территории, чем локальная сеть, от нескольких кварталов зданий до целых городов.
Затем однажды оборудование стало смехотворно дешевым, программное обеспечение знало об оборудовании, и вы могли соединить пару машин вместе, и они могли бы общаться друг с другом. Настоящий год LAN прошел незаметно.