Datanettet ved UiO, og litt til..

Transkript

1 Datanettet ved UiO, og litt til.. Kjetil Otter Olsen Seksjonssjef Seksjon for IP-Nett og Telefoni (SINT) Universitetets Senter for InformasjonsTeknlologi () Har ansvaret for UiOs datanett Studentbynettet hos SiO og Blindern studenterhjem UiOs telefonsystem UNINETTs installasjoner på Østlandet NORDUnets installasjoner i Oslo NIX, Internet samtrafikkpunktene i Norge Dagens agenda En gjennomgang av UiOs datanett Tanker bak designet Teknologier som benyttes Noen eksempler Verktøy Utstyr, med mulighet til å kikke i pausen Internet, hvordan henger det sammen UNINETT og NORDUnet WDM, eller hvordan få nok båndbredde Studentbynett, trådløstnett ved UiO og VoIP Side 1 Side 2 Datanettet ved UiO UiOs datanett er bygget opp med tre grunnregler Raskt, nok båndbredde til alle Stabilt, minimal nedetid, redundans på viktige steder Rimelig, mest mulig fart for pengene Nettet er under kontinuerlig utbygging, og vil alltid være det Andre bygger etter skippertak-metoden Vi deler nettet grovt i to deler Stamnettet, som kopler alle bygningene sammen» Rutet, Lag 3 i OSI-modellen, bruker OSPF som rutingprotokoll Lokalnettene, som sørger for kopling til alle maskinene» Switchet, Lag 2 i OSI-modellen Viktige teknologier i 2008 Fiber Heleid, deleid, leid. Enkelt å få nok båndbredde WDM (WaveDivision Multiplexing) Utnytter fiberen bedre, gir mange forbindelser på en fiber Fast-ethernet (FE) og Gigabit-ethernet (GE) Dagens standarder for datanettet på UiO 100BaseTX, 100BaseFX 1000BaseT, 1000BaseSX, 1000BaseLX, 1000BaseZX 10Gigabit-ethernet (10GE) På vei til å bli standarden for stamnett ved UiO Stamnett-teknologi for de neste 4-6 årene 10GBaseSR, 10GBaseLR, 10GBaseER Servertilkopling med 10GE vil komme ved UiO i 2008 Side 3 Side 4 Page 1

2 Utstyret, byggeklossene Stamnettet bygges av Rutere Softwarebaserte rutere» Alle pakker inspiseres av SW» Lav hastighet, høy funksjonalitet Hardwarebaserte rutere» Alle pakker switches i HW (av ASICs)» Høy hastighet, lav funksjonalitet (men stigende) Lokalnettene er bygget opp av Switcher Binder sammen endeutstyret (servere, maskiner) med ruterne (stamnettet) Kabler må til! Fiber, singel-mode og multi-mode Kobber, Category 3, 5, 5e, 6, 6e, 6a, 7.. Status på UiOs stamnett 2008 Redundant kjerne med mye kapasitet Redundant høykapasitetsforbindelse til omverden Redundant ryggradsnett utenfor Campus Redundant nett på Campus Planer videre Økt redundans Fiber til flere steder Nøkkelord; Redundans og Kapasitet Og KISS: Keep It Simple, Stupid Side 5 Side 6 Sentral infrastruktur mb/s Sentral infrastruktur Cisco Catalyst 6509 uio-gw8 cat6504 uio-gw10 cat6509 mrom-gw1 cat6509 uio-gw8 cat6509 mrom-gw2 cat6509 uio-gw7 cat6504 studby-gw Cisco Catalyst 6509 uio-gw mb/s mb/s Side 7 Side 8 Page 2

3 NORDUnet Stockholm Forbindelsen til omverden NIX1 oslo-gw uio-gw8 Campus HF HF SV SV oslo-gw3 uio-gw7 FV3 uio-gw8 Adm Abel St Olavs plass stolav-gw1 NIX2 stp-gw PK uio-gw7 Fys St Olavs plass København 10 Gb/s 2,5 Gb/s 1 Gb/s Side mb/s mb/s Side 10 MAN (Metropolitan Area Network) us-gw odont-gw Kringsjå AHUS Sogn B9/11 20 Vestgrensa Blindern Bjølsen F3B US Ull.StudH. AkerSyk. Geitm.v. 2mb 10++mb 100mb 1000mb St Olav 29 uio-gw8 uio-gw mb/s mb/s Blindern Ullevål sykehus Karl Johansgate 47 St. Olavs plass 5 sentrum-gw Geitmyrsveien 69/71 stp-gw Side 11 Kling6 SSBU Informatikk Arbinsgt7 St.Olavsp. Radium Chateau N Fornebu Sentrum Univ22/24 VG2 Preklinisk Observ S68/70 FV3 28 Fredrik2 Viking RH Gaustad FV2 Fredrik3 Grande Tøyen CAS Kr.Aug15 Lilletorget Grün.Stud Side 12 Page 3

4 Linjeredundans Eksempel på redundans i stamnettet Mange steder har fortsatt bare en linje inn Ofte vanskelig og/eller dyrt å få inn en fiber til... Teknologier vi kommer til å bruke ADSL, opptil 15 mb/s SHDSL, opptil 4 mb/s Radiolink, opptil 28 mb/s Informatikk Fornebu Sentrum Observ Grande Viking Side 13 Side 14 Ruterredundans Ofte er det en ruter pr knutepunkt Stopper den er det dødt Vi kan sette ut en ruter til (HSRP, VRRP) Fordeler Ruterne kan ta over for hverandre, det er en god ting Ulemper Mer komplisert oppsett, en stor feilkilde To steder å konfigurere, enda en stor feilkilde To steder å kople enhetene til, også en feilkilde UiO tester ruterredundans Alternativet er å ha reservedeler og rask respons ved feil Og spre risikoen på flere rutere (=færre nett pr ruter) Og benytte rutere med god oppetid uio-gw8 uio-gw7 Maskinrom, med ruter-redundans mrom-gw1 mrom-gw2 switch switch server mb/s mb/s Side 15 Side 16 Page 4

5 Lokalnettet (LAN) Lokalnettet Skjematisk struktur med telematikkrom, kabling og utstyr. Nettet inne i hvert hus Består av Strukturert kabling (telematikkrom, spredenett, stigenett/utjevning) Nettverkselektronikk (switcher) Forbindelse til stamnettet (til nærmeste ruter) Den mest omfangsrike delen av ethvert nett Krever orden!! Stigenett/ utjevning Fra stamnettet Telematikkrom Telematikkrom Nettverksutstyr Telematikkrom Spredenett Side 17 Side 18 Verktøy som trengs i nettverksdrift Alarmverktøy. For å varsle om feil Utstyr og linjer som ikke fungerer Høy temperatur For mye trafikk/overbelastning Trafikkverktøy/Grafverktøy. For å se tall og trender Trafikkutvikling Unormal oppførsel Hvem og Hvor. For å finne brukere og maskiner Når noe skjer Loggverktøy For å samle meldinger fra utstyret NAV - Network Administration Visualized Generelt system for å hjelpe til med nettverksdrift NAV er laget av NTNU og UNINETT Gir oversikt over Trafikkbelastning på utstyr, porter og linjer Bruk av IP-adresser MAC-adresser Utstyr/linjer som er nede Og mer som vi ikke bruker i dag Side 19 Side 20 Page 5

6 NAV status-side Side 21 Side 22 NAV status-historikk NAV IP- og MAC-adressesøk Side 23 Side 24 Page 6

7 Side 25 Side 26 Torsdag Fredag Trafikken ut og inn av UiO. CPU En uke. Trafikk Et år. Side 27 Side 28 Page 7

8 Utstyr Minne Trafikk Rutere fra Cisco SW-baserte, massevis av funksjoner, mange forskjellige grensesnitt HW-baserte, massevis av krefter, stort sett bare ethernet-grensesnitt Et linjekort fra høy-ende Cisco-ruter Komplekst, og kostbart! Switcher fra Cisco og Nortel Alle moderne switcher har mye kapasitet, wire-speed MEN; mengden av buffer og funksjonalitet varierer sterkt, stort sett med prisen GBIC (GigaBit Interface Converter) 1 Gb/s interface SFP (Small Formfactor Plugable) Også et 1 Gb/s interface XENPAK Et 10 Gb/s interface Kabler (fiber, Cat 3 og Cat 5) Side 29 Side 30 Pause Med mulighet for å se nærmere på utstyret Internet Internet består av mange sammenkoplede nett Noen viktige Internet-begreper Internet Service Provider (ISP)» Nettet til en ISP kalles også et Autonomt System (AS) Internet exchange Point (IXP)» Her utveksles det trafikk mellom ISPene Regional Internet Registries (RIR)» Reséaux IP Européen (RIPE)» AfriNIC (Afrika)» APNIC (Asia-Pacific)» ARIN (Amerika = Nord-Amerika)» LACNIC (Latin America and Caribbeen) Internet Assigned Numbers Authority (IANA)» Holder orden på standarder etc på Internet Side 31 Side 32 Page 8

9 Internet Service Provider (ISP) Selve byggeklossen i Internet Internet = samlingen av nettene til alle ISPene ISPens nett kalles også et Autonomt System (AS) ISPene AS-nummer (ASN) og IP-adresser fra sin RIR ISPen har ansvaret for eget internt nett Og koplingene mot andre ISPer Via Public Peering eller Private Peering, eller begge deler I Norge har vi ca 250 ISPer med smått og stort Ca 15 av dem er store (i Norsk målestokk..) Internet exchange Point (IXP) Sammenkoplingspunkter for ISPer Trafikk mellom ISPene utveksles her Kalles for Public Peering Ruting skjer med Border Gateway Protocol (BGP) I Norge er det to IXPer, NIX1 og NIX2, begge i Oslo Ca 60 ISPer er tilkoplet NIX1 og ca 20 er tilkoplet NIX2 I Bergen og Trondheim er det spede begynnelser Nye IXPer er på trappene i Tromsø og Stavanger I Europa er det ca 60 IXPer De største er i Amsterdam, London og Frankfurt Se for eksempel for mer informasjon Side 33 Side 34 Prinsippet for IXP Trafikken gjennom NIX1 og NIX2 ISP A ISP B ISP C IXP Fysiske linjer Logiske forbindelser (peering) ISP D ISP E Side 35 Side 36 Page 9

10 RIPE NCC UNINETT Reséaux IP Européens Network Coordination Centre Den operative delen av RIPE Holder orden på ASN og IP-adresser i Europa Brukere (enkeltpersoner og bedrifter) må henvende seg via en ISP, ikke direkte Holder til i Amsterdam og avholder RIPE-konferanser to ganger i året for de som vil vite mer Internet-tilbyder for UH-sektoren i Norge National Research and Education Network (NREN) Eies av Kunnskapsdepartementet Hovedsete i Trondheim Samarbeider tett med de fire gamle universitetene Driver kontinuerlig utbygging for å dekke behovene En kikk på UNINETTs nett pr Side 37 Side 38 NORDUnet Eies av Nordisk råd Har ledelsen sittende i København Og de driftsansvarlige i Stockholm Har som oppgave å kople de nasjonale utdanningsnettene (NREN) sammen og til Internet Sørger for koplinger til forskningsnett utenfor Norden Driver også kontinuerlig utbygging Side 39 Side 40 Page 10

11 Båndbredde Båndbredde, et eksempel Mange snakker om raskere datanett Det raskeste vi har er fiber-baserte nett, og der er det lyshastigheten som setter grensen I glass er max lyshastighet ca 0,67 *c Det begrenser overføringshastigheten, og kan redusere overføringskapasiteten Viktig å tenke på når store datamengder skal overføres over avstand Vi skal overføre data Oslo Trondheim vha TCP Rundreisetiden er ca 8 ms TCP-vindusstørrelsen er 128 KByte Det gir max: 128KBytes pr 8 ms = 128 Mbit/s Uansett hastighet på nettet mellom Oslo og Trondheim Cluet er å øke TCP-vindusstørrelsen Default i mange OS er kun 32 KByte (!!) Enda viktigere ved overføringer over større avstand 16 ms til Tromsø, ~120 ms til California 32 KByte og 128 ms gir max 2 Mb/s Side 41 Side 42 WDM, uendelig med båndbredde Eksempel Wave Division Multiplexing Bølgelengdemultipleksing Utnytter det faktum at fiberkabel bare er et slags rør som leder lys, og sender lys med forskjellige farger Kjernen er 8-10 mikrometer Et hårstrå er mikrometer Side 43 Side 44 Page 11

12 Hvor kommer bølgene inn i bildet? Lys har en (eller flere) bølgelengde(r) Fiolett, fra 380 til 350 nanometer (nm) Rødt fra 620 til 750 nm Hvitt lys er en miks av mange bølgelengder En laser lager lys med bare en bølgelengde Optikk i datanettverk bruker i hovedsak 850 nm (multimode fiber, kort rekkevidde, noen hundre meter) 1310nm (singelmode fiber, medium rekkevidde, noen kilometer) 1550nm (singelmode fiber, lang rekkevidde, mange kilometer) WDM bruker vanligvis bølgelengder rundt 1550 nm Typisk fra 1525nm til 1610nm. 0,8nm pr forbindelse = ca 100 forbindelser WDM, litt mer detaljer En bølgelengde kan frakte 10 Gb/s i dag Og 40 Gb/s i morgen Og 100 Gb/s om ikke så lenge Coarse WDM (CWDM) Gir noen få bølgelengder (typisk 2-8) i samme fiber Relativt rimelig Dense WDM (DWDM) Gir flere bølgelengder (opp til 100) i samme fiber Kostbart.. Side 45 Side 46 WDM i praksis I Mange signaler Alle på 1550nm Alle bølgelengdene kan fraktes fra ende til ende MUX De samme signalene med hver sin bølgelengde i en fiberkabel MUX Mange signaler Alle på 1550nm WDM i praksis II Det er også mulig å hente ut en (eller flere) bølgelengde på veien MUX OADM MUX OADM = Optical Add-Drop Multiplexer Side 47 Side 48 Page 12

13 WDM i praksis III UNINETT OADM OADM OADM OADM OADM OADM Samarbeider med BaneTele Skal dekke Oslo, Trondheim, Bergen og Tromsø Utstyret takler 10G i dag og oppgraderbart til 40G 4 av 6 strekninger er operative De siste to skal på plass i løpet av året Etableres som punkt til punkt-systemer Mellom 4 og 20 bølgelengder for UNINETT i hver forbindelse Ringstrukturen gjør det mulig å lage punkt til punkt-forbindelser med eller uten redundans, mellom alle nodene Side 49 Side 50 U1 (UiT) U2 (UiT) Tromsø 40λ 4λ KystTele Trondheim Hovedby gget Realfagbyg get 4λ mellom BT og UNINETT 10λ mellom BT og UNINETT 20λ mellom BT og UNINETT OADM/MUX hos BT Bergen Thormøhlens gt 55 40λ Trase2 40λ Trase1 80λ UNINETTs terminal BTbygget 40λ Side 51 St Olavs plass, Gaustadall een23 OSLO Side 52 Page 13

14 NORDUnet Bygger DWDM-nett på egenhånd Dekker Oslo, Stockholm, København, Helsinki og Hamburg Bygger sammenkoplede ringer med OADMer Initiell kapasitet 32 bølgelengder, utbyggbart til 88 pr i dag Operativt, men kun utrustet for noen få bølgelengder Nye 10G bølgelengder vil koste om lag 100kkr pr år Redundant vei koster ca 150kkr pga lenger vei og mer utstyr Muliggjør tilkopling til GEANT2 og NetherLight Gir oss dedikerte høykapasitetsveier ut i verden, men ikke gratis Kan også levere lavere hastigheter enn 10G (1GE, 2,5G) Side 53 Kolding msx-usi msx-osc Oslo Centrum msx-uni Odense wss-usi 570 Km; 2,9 msec. wss-osc wss-uni 20 Km; 0,1 msec. 767 Km; 3,8 msec. Göteborg UNI-C Hamburg 1&2 20 Km 0,1 msec. 634 Km; 3,2 msec. 866 Km; 4,3 msec. Ørestad UNIVERSITETETS wss-ha1 SENTER wss-ha2 FOR INFORMASJONSTEKNOLOGI wss-ore Karlskoga msx-ore 434 Km; 2,2 msec. msx-tug msx-fre wss-fre Fredhäll Tenhult Tug Helsinki 566 Km; 2,8 msec. University wss-tug Seacable wss-heu R R Finska utö msx-heu 20 Km 20 Km 0,1 msec. 0,1 msec. Finska utö R R R R Long Span Extra +23dBm pumps when moving beyond 50% of capacity. Also applicable to all Add/drop POP s for <32 channels Add/drop (refer to EMPM) Seacable 611 Km; 3,0 msec. R 1850 TSS-320 wss-csc 1626 LM T-OADM Dark Fiber G.652 CSC Multiple 10 Gbps I/O msx-csc Dark Fiber G.655 TrueWave RS Link with Raman Amplifification ILA Node +23dBm Pump Amp. ILA Node with PGE Side 54 Side 55 Side 56 Page 14

15 Studentbynett Gir hybelboerne en begrenset tilgang til Internet Sikkerhet og kapasitet er hovedårsakene til begrensningene Pr i dag ca hybler med nett, blir ca ila 2008 Noen åpninger i nettet er i år laget for VPN, spill og VoIP Flere åpninger kommer dersom erfaringene blir gode Trådløst nett (WLAN) I sterk vekst. Alle vil ha WLAN! Mye utstyr tilgjengelig, både rimelig og dyrt Store teknologiske begrensninger Lav båndbredde pga få radiokanaler og halv duplex Mange standarder, ikke alle er kompatible Problematisk å få god radio-dekning pga forstyrrelser og radiostøy Kryptering er ikke enkelt Mange dårlige drivere Autentisering er viktig i store WLAN Side 57 Side 58 Trådløst ved UiO Basert på a/b/g, 802.1x og RADIUS Bruker dynamiske nøkler (WPA) Støttes i Windows XP/Vista, MacOS X og Linux Begrenset støtte for 802.1x i mange håndholdte enheter, dessverre Nesten 400 aksesspunkter Over 3000 aktive brukere pr uke Flere logiske nett, et fysisk nett (uio, uio-guest, eduroam) Se for info om trådløst ved UiO IP-telefoni (VoIP) VoIP har medført store endringer i telefoni-verden UiO vil i løpet av de neste årene skifte telefonløsning Mye av den nye løsningen vil bruke IP i stedet for tradisjonell telefonteknologi Dette gir en del utfordringer IP-telefoner, nok en boks som skal på nett og ha IP-nummer Multimedia-applikasjoner, trenger brukerstøtte WLAN-telefoner, trådløse som benytter datanettet PC-telefoner, PDA-telefoner og mye mer Side 59 Side 60 Page 15

16 Viktige VoIP-teknologier SIP (Session Initiation Protocol) Standardisert protokoll for å sette opp forbindelser mellom IP-enheter Velegnet til alle typer kommunikasjon, men spesielt sanntidskommunikasjon Brukes som standard for IP-telefoni ENUM Standard for å beskrive telefonnummer i DNS blir e164.arpa e164.arpa kan så peke på en VoIP-adresse» F.eks. sip:kjetilo@uio.no På den måten kan en telefonsentral finne IP-veien til et vanlig telefonnummer IP-telefoni A B CallServer Gateway PSTN Internet Side 61 Side 62 IP-telefoni, applikasjoner Oppsummering Integrasjon av e-post, fax og voic Kø og fordeling Integrasjon mot data-systemer Desktop videokonferanse Dokumentdeling, delt tavle, IM Virtuelle møterom Virtuelle klasserom Og mye mer!! Nettverksteknologien er i konstant utvikling Alt skal etter hvert på nett Alle skal på nett Det er morsomt å jobbe med datanett!! Side 63 Side 64 Page 16

17 Spørsmål? Side 65 Page 17