ネットワークインフラストラクチャの黙示録をいつ期待しますか？

地球上の約25億人が常にインターネットを利用しています。毎年、毎月、この数は、絶対値と割合の両方で着実に増加しています。 より多くのユーザー、より多くのデバイスがネットワークに接続され、より多くのオンラインサービスにより、地球全体に敷設されたインターネットルートで実行されるトラフィックの量が増え続けています。 IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）の分析レポートの1つで想起されるいわゆる「チャンネル爆発」は、帯域幅の「不足」が発生する状況をもたらしました。 新しいITインフラストラクチャのコミッショニングの不十分な成長は、一般ユーザーによるネットワークへのアクセス速度を低下させる直接的な方法です。



ご存知のように、経済学の法律によれば、商品またはサービスの不足はしばしば「興奮」を引き起こし、これは提供される価格に自然に反映されます。 さらに、状況は、インターネットの安さに慣れているユーザーが、通常のサービス、インターネットリソース、およびそれらに基づくライフスタイルの使用を実際に拒否できないことがあるという事実によって悪化します。 IEEEのレポートによると、トラフィックインフラストラクチャバンドルの不利な傾向は2010年から存在しており、近い将来、グローバルイベントが発生する可能性があります。 評判の高い機関の専門家が予見するように、それはすべてとても嘆かわしく、人類の「より多くのトラフィック」の世界へのジャンプの結果を「滑らかにする」機会がまだあります。これは提示された記事でさらに議論されます。







IEEEでネットワーク帯域幅を評価する部門の責任者であり、インターネットチャネル40〜100 Gb / s-ジョンD`アンブロシアに基づいたインフラストラクチャの開発のために、同じIEEEであった元の部門の責任者でもありますITインフラストラクチャの容量を根本的に増やすためのアイデアを促進する。 組織、最新のITインフラストラクチャの作成と運用を直接目的とするコミュニティのさまざまな種類の職種を占めており、この人物は非常に権威のある立場を実証しています。



「これは夜に目を覚まし続ける質問です」と、すでに述べた「タイトル」のイーサネットアライアンス業界グループの責任者であるジョンは言います。 「私の活動では、100ギガビットインターネットチャネルなどのプロジェクトを完了したときに、その時点で既に拡張の必要性に直面していたとき、私はしばしば不条理な状況に陥りました。 インターネットバックボーンのユーザーのニーズを予測するのは困難で、トラフィックの急激な増加に直面して、計画に時間がないため、多くの場合、新しく委託された施設の改善に繰り返しコストがかかり、それが会社の利益に自然に反映され、消費者に追加のコストがかかりました」



また、現在の状況を覆すことができるようになるポイントに来たとき、ジョンは次のように述べました：「私たちが今期待できる主なものは技術の進歩です。次のレベルのインターネットおよびネットワークインフラストラクチャを使用する組織はかなりあります。 この方向での継続的な開発、プログラム可能なネットワークパラメーター、および水中インターネットチャネルへの投資の増加、そしてもちろんインターネット2は、私たちが目撃しているチャネル爆発の影響を軽減するのに役立つ開発分野です。

いくつのチャンネルが必要ですか？

この質問に答えるには、統計データが必要です。 シスコやそのVICN（Visual Index Cisco Networking）インデックスなどの尊敬されている組織のおかげで、インターネットトラフィックの過去を調べ、現在のかなり正確に予測可能な未来を予測できます。 2010年から2015年までの既存のシスコレポートを分析した後、グローバルトラフィックの成長の非常に興味深いパターンをトレースできます。 10年目の夜明けに、研究者が最大20.2エクサバイトの月間トラフィック生成を記録し、最大242エクサバイトを年間で記録した場合、5年後にトラフィックは実際に4倍になりました。 2015年時点で、既存のダイナミクスに基づく既存の予測によると、年末には966エクサバイト（ほぼ1ゼタバイト）に近づきます。 このトラフィック量は、人類がこれまでに撮影したすべての映画を4分ごとにネットワーク経由で放送すると言った場合に発生します。







1エクサバイトが1 x 1 000ペタバイト、または1 x 1 000 000テラバイトに等しいという事実を考慮すると、既存の情報行にかかる大きな負荷はさらに明白になります。



ネットワーク上のより多くのユーザー-より多くのトラフィック、この単純な真実は、近年特に深刻です。 かなり予想外の統計が、普通の「家庭」のインターネット消費者によって示されました。 シスコの研究者によると、2015年の先進国の家庭消費者のニーズは、すでに1か月あたり1テラバイトに達しました。 このような高いレートと印象的な数のユーザーにより、彼らはインターネットチャネルの最も貪欲な消費者のトップに侵入しました。



多くのインターネットサービスが生成されたデータのペタバイトを担当していますが、もちろん手のひらはビデオに残ります。 すでに2010年に、ネットワーク上のトラフィックの生成、ファイル共有、トレントがここで大きな役割を果たしたという点で、ビデオがトップになりました。 非常に有能な推定によると、2015年に状況はさらに悪化し、ネットワークを介したあらゆる種類のビデオ素材の輸送により、全世界のトラフィックの50％以上が作成されます。 このボリュームをより具体的な概念に変換すると、30億枚のDVDディスク、またはわずか1秒でネットワーク経由で送信される100万分のビデオと比較できます。



「この場合、トラフィック生成は、以前からよく知られているビデオ素材のためではなく、ストリーミングビデオのために増加しています。その大部分は、ますます人気が高まっている急速に成長しているアプリケーションによって生成されます-ビデオ会議」、トーマスはこの考えを表明しましたBarnettはCisco Service Delivery Managerです。



また、「チャンネルの爆発」を引き起こした理由の1つは、ブロードバンドの非接触接続を使用できる可能性があるスマートフォンとタブレットの大規模な入手可能性です。 シスコのアナリストが証言しているように、2016年には地球上のアクティブなモバイルデバイスの数は住民の数を超え、100億ユニットの量的マークに達します。







技術的な大惨事の危機に、しているため、過去数年にわたり、IT企業や研究機関は、交通の流れの増加を制御することができなかったため、流れを変え、ITインフラストラクチャの崩壊を防止しようとしています。 既に持っているツールや、ゼータバイトのデータがdr死するという非常に悲観的な見通しを劇的に変えることができる開発について詳しく見ていきましょう。

海底ケーブル

ワイヤレステクノロジーの普及により、通常のネットワークユーザーは、ケーブルインフラストラクチャは過去のものであると錯覚しますが、そうではありません。 家庭、公園、地下鉄のWiFiネットワークは、実際のネットワークインフラストラクチャに関する氷山の一角にすぎません。







「無線インターネットは、モバイル機器が基地局に到達してまったく異なる話が始まるまで、そのようなものです」と、TeleGeography調査会社のディレクターであるAlan Moauldinは言います。 「非接触接続がどれほど便利であっても、光ファイバー通信ネットワークは、ITインフラストラクチャのバックボーンであり、近い将来になります。 「地下の水柱の下のケーブルは、すでに地球全体を彼らの腕につないでおり、現在、代替手段はありません。」



Alan Moldinの会社は、水中IT高速道路の開発の研究に直接関与しており、スループットの成長に関するデータは非常に楽観的です。 世界のすべての海の下に敷設されたケーブルは、ローカルサイト間ではなく、世界の地域間ではなく、トラフィック転送の問題を解決することを目的としています。 このアプリケーションは、過去10年間に観察してきた巨大なスループット容量、投資量、新しい通信回線を運用する範囲を大きく決定します。



下のグラフでわかるように、世界のITバックボーンの幅は年々加速しています。 2002年の1秒あたり1.4テラビットから始まって、この数字は2006年に6.7テラビットに上昇しましたが、現在ではネットワーク帯域幅は200テラビットです。 現在の予測によると、2020年までに、少なくとも1 103.3テラビットを既存のチャネルを介して転送することが可能になります。







ITインフラストラクチャの成長の問題と展望を理解するためには、既存のインターネット容量の地域的な不均等な分布を把握する必要があります。 同じTeleGeographyのレポートによると、ヨーロッパとアメリカはもちろん、最も開発されたインフラストラクチャのリストで不可欠なリーダーです。 近年のネットワークの急速な発展にもかかわらず、最も後方の地域はアフリカ大陸になりました。 2011年時点で、黒大陸のインフラストラクチャを改善するための作業が急増する前に、海底高速道路は毎秒約700ギガビットの速度を提供していましたが、この時までに欧州地域には毎秒50テラビット未満の合計速度のチャネルが提供されていました。



チャネル幅に加えて、ネットワーク遅延も非常に重要な特性です。 通常のインターネットユーザーの場合、PINGの差は、たとえば200ミリ秒以内であれば特別な役割を果たしませんが、1ミリ秒ごとにカウントされる場合があります。 ほんの少し前、北極圏に海底ケーブルを敷設するプロジェクトが開始されました。その主な目的は、ロンドンと東京の証券取引所間のネットワーク遅延を60ミリ秒に短縮することだけであり、プロジェクト予算は15億ドルで、2016年にトランクを運用する必要があります年。 これに関連して、南アメリカも示されました。







一般に世界に広範にわたるITバックボーンがあり、それらはすべて最近まで北米に結び付けられていましたが、これはネットワーク遅延に非常に好ましくない影響を与えていました。 地理的に、アフリカからわずか3,000キロメートルの南アメリカの住民は、他の2つの大陸を通る高速道路の使用を余儀なくされましたが、現時点では、大西洋南部と太平洋に高速道路が出現したため、状況は改善されつつあります。



「それにもかかわらず、接続の問題はそれほど深刻ではありません。 元社会主義国のようなならず者国家の文明世界への統合。 キャンプ、特にロシアは、北極圏だけでなく陸でもヨーロッパとアジアをつなぐ機会を提供し、それによって「水中」に新しい「陸」高速道路を追加します。 欧州地域と米国のインターネットチャネル幅が不足しているのはアジア地域とまったく同じであるため、アランモルディンは彼の考えを表明しました。



新しいネットワークを構築する必要性は、既存のケーブルが常に時代の要件を満たさず、以前に敷設されたケーブルの多くがすでに取り消せないほど古いという事実によってさらに悪化します。 IEEE Instituteの専門家によると、現時点では、25年以内に建設された高速道路が最も効率的な使用に関連したままです。 「このような通信回線は完全に機能しますが、商業的効果は失われます。ネットワークの未来は、信号の「コヒーレントフィルタリング」技術の開発と密接に関係しています。」 信号を偏光し、そのさまざまなフェーズをフィルター処理することで、既存の高速道路のスループットを大幅に向上させることができます。これは、近い将来に既存のネットワーク不足を根本的に解決できる技術です。 元々10 Gb / sのデータを転送するように設計された高速道路は、最大40 Gb / s、場合によっては最大100 Gb / sまで増やすことができます。 必要なのは、信号をエンコード/デコードして増幅する機器を交換することだけです。世界中に敷設された数十万キロメートルの光ファイバー自体は同じままです。」

ソフトウェアネットワーク構成

ネットワークの定量的な改善に加えて、その質的な要素を覚えておく必要もあります。 現時点では、OpenFlowテクノロジーが最も注目を集めています。 このパッケージ転送最適化システムは、すでに研究センターでローカルに使用されており、CERNネットワークを例として使用できます。IT市場で商業的に成功している参加者にとって最も印象的な例は、データセンターの作業でOpenFlowを使用するGoogleです。



「プログラム可能なネットワークの作業を小規模に組織する力があります」と、米国イリノイ州のFermi InstituteのネットワークエンジニアであるPhil DeMar氏は言います。 上記の機関は、CERNから直接データを受信する11機関の1つです。 このデータを受信した後、それらは2つの優先度レベルの160以上のサイトと、より低い優先度レベルの何倍ものサイトにオープンネットワークに転送されます。 「OpenFlowテクノロジがなければ、既存のITインフラストラクチャは、CERNから取得した膨大なデータによって単純に麻痺してしまいます。 ただし、言及された技術を理想化しないでください。これは最上位ではなく、その第一歩にすぎません。」 しかし、会話がネットワークプログラミングテクノロジーの大量実装の可能性に変わったとき、Philはやや懐疑的でした-「私たちの研究所にはCERNとそれぞれ10 GB / sの専用ラインが2つあり、これで十分です。チャンネルを20〜30 Gb / sに増やす方が安価です。この技術はまだ普及していません。」

インターネット2

ネットワークエンジニアにとって、おなじみのインターネットの基盤となっている原則がまったく独占的でないことはもちろん秘密ではありません。より最適な原則に基づいたプログラムによるパケット転送は、すでに述べたOpenFlowで実装されています。 研究および生産機関の非営利コンソーシアムの存在-インターネット2は、ネットワーク自体の機能の原則を近代化することを目的としています。 開発中のネットワークの機能は、IPv6のみに基づいて動作し、ブロードキャストチャネルを使用し、優先トラフィック送信のシステムをサポートすることです。 このネットワークはせいぜい米国にしか存在していませんが、そこで使用されている技術革新と実験技術はテストされており、徐々に慣れ親しんだインターネットに移行します。







重要な疑問が残ります。技術の進歩は、それによって生成される転送データの量の増加を消化できるのでしょうか？ ミネソタ大学の教授であり、AT＆Tのネットワーク部門の元長であったAndrei Odlyzhkoは、この質問に答えようとしました。「トラフィックの制御されていない成長についてヒステリックにはなりません。 実際のところ、1997年にAT＆Tで働いていたこの滑りやすいトピックについては、どういうわけか私は既に解雇されていました。 それらの遠い時代からほぼ20年が経過しましたが、今ではほとんど変わっていない状況を見ていきます。 そして、今と同じように、次の5年間で「ネットワークの崩壊」を予測しました。また、世界で生成されたデジタル情報の成長による新しいネットワーク容量のコミッションの遅れに注目しました。崩壊は発生しませんでした。 技術研究、インフラ開発、新規で安価な既存の材料の発明による一般的な技術進歩への追加投資は、多くの非常に有能な人々にとってすでに実現された「ネットワーク黙示録」を延期するのに役立ちました。 新しい時間は確かに新しいソリューションをもたらします。たとえそれについて私たちがまだ何も知らないとしてもです」と、Andrei Odlyzhkoは皮肉なことに要約しました。