2021 okazał się bardziej przewidywalny niż jego poprzednik, jednak zaskoczeń związanych z nieplanowanym wolumenem ruchu w internecie nie zabrakło. I choć podobnie jak w 2020 jednym z kluczowych pojęć pojawiających się przy projektowaniu sieci była „redundancja”, to objawiła ona także swoje słabości. Szczególnie, gdy ruch w sieci w czasie nieprzewidzianego, nagłego wzrostu jest dwukrotnie większy od standardowego.

Awarie i nagłe wzrosty ruchu

Redundancja, co do zasady, służy podniesieniu poziomu niezawodności sieci i ma kluczowe znaczenie m.in. w przypadku awarii. Gdy dojdzie do usterki, zdublowanie elementów sieci – szczególnie tych krytycznych – pozwala na przejęcie niedziałających funkcji przez analogiczny komponent nadmiarowy. Mówiąc obrazowo, jeśli ruch z powodu uszkodzenia nie jest w stanie przepływać kanałem podstawowym, przenosi się do bliźniaczego kanału zapasowego. Dzięki temu działanie sieci pozostaje niezakłócone, awaria nie jest widoczna dla użytkownika końcowego, a operator ma czas na naprawienie usterki.

Awarie to jednak niejedyne zdarzenia, które zagrażają działaniu sieci. W przypadku nagłego i nieprzewidzianego wzrostu ruchu działające wymiennie elementy nie pomogą. Każdy z nich ma bowiem podobną lub taką samą przepływność. Rozwiązaniem w takim przypadku będzie sieć zaprojektowana nadmiarowo, która w większości przypadków pozwoli utrzymać poziom jakości usług. Sieć posiadająca większą przepustowość – najczęściej dwukrotnie w stosunku do standardowego zapotrzebowania – pozwala na płynne przenoszenie pojawiającego się nagle nadmiarowego ruchu, ponieważ dzieje się to zwykle w sytuacjach, w których nie ma jednocześnie trwającej awarii.

Limitowana odporność

Zaprojektowana w ten sposób infrastruktura charakteryzuje się dużą odpornością na niespodziewane przerwy w pracy i niewielkie eventy ruchowe. W praktyce takie rozwiązanie ma jednak swoje ograniczenia i wady.

Ruch w sieci rośnie dynamicznie i proporcjonalnie do wzrostu potrzeb telekomunikacyjnych, w tym szczególnie usług wideo, które generują znaczną część aktywności mierzonej gigabajtami. Większość ruchu w dzisiejszym internecie generowana jest z serwerów CDN (Content Delivery Network). W ten sposób swoje treści dostarczają Google (YouTube), Netflix, Telewizja Polska, TVN i wielu innych nadawców z Polski i ze świata.

Dlatego nawet zaprojektowana nadmiarowo sieć systematycznie będzie tracić swój „zapas mocy”. Jak pokazują praktyka i wydarzenia z ostatnich 12 miesięcy, standardowa nadmiarowość może nie wystarczyć, szczególnie gdy nagle ruch wzrasta ponad dwukrotnie i dzieje się to w niespodziewanym momencie.

Jak bardzo nadmiarowo należałoby zatem zaprojektować sieć? To istotne pytanie także w kontekście kosztów, które w tym przypadku nie zwrócą się szybko. Inwestycja przypomina bowiem składkę, jaką ponosimy w przypadku zakupu ubezpieczeń. A wiele z naszych wydatków ubezpieczeniowych – na całe szczęście – nie zwraca się nigdy.

YouTube i Netflix dostępne lokalnie. Facebook niekoniecznie

Dlatego w Orange proponujemy alternatywne podejście do podatnego na wzrosty w ruchu multimedialnego contentu i oddzielenie jego źródeł od pozostałej części światowego internetu. Przeniesienie do oddzielnej infrastruktury treści wideo skutecznie ogranicza skutki nieprzewidywalnych wzrostów transmisji materiałów multimedialnych, podczas gdy pozostałe źródła ruchu zupełnie tego wzrostu nie odczuwają. Warto takie nieprzewidywalne źródła ruchu odseparować, aby ich nagłe wzrosty nie przekładały się na inne, bardziej stabilne źródła ruchu.

Takie rozwiązanie niesie ze sobą także korzyści ekonomiczne. Źródła contentu dają się bowiem w łatwy sposób rozproszyć i znajdują się bliżej odbiorców końcowych, co z kolei oznacza niższe koszty rozbudowy infrastruktury szkieletowej przez operatora.

Praktycznym zastosowaniem takiego rozwiązania jest Orange Content PoP, czyli sieć Data Center pozwalających hostować główne źródła ruchu treści multimedialnych. Serwery znajdują się nie tylko w Warszawie, ale też w 13 miastach wojewódzkich. Takie rozproszenie pozwala obniżyć koszty dodatkowej, nadmiarowej pojemności sieci. Należy ją zapewnić jedynie w lokalnej – wojewódzkiej – warstwie dostępowej, a nie aż do samego scentralizowanego źródła. Treści audio-wideo kluczowych dostawców, które hostowane są w cPoP-ach, dostarczane są kanałami rozłącznymi od połączeń ze światowym internetem.

Znaczenie takiej sieci data center będzie systematycznie rosnąć, pomimo tego, że nie wszyscy nadawcy treści multimedialnych chętnie instalują większą liczbę serwerów i udostępniają ich łatwe rozproszenie. Orange, oferując cPoP, robi to w dużej mierze za nich i dzieli się tym rozwiązaniem z innymi operatorami. Dzięki temu najbardziej podatna na nagłe wzrosty w ruchu „multimedialna” część internetu – z dominującymi treściami telewizyjnym i VOD – dostępna jest lokalnie. A więc bliżej odbiorcy i taniej dla operatora.

Z drugiej strony należy zwrócić uwagę, że nie wszystko w sieci łatwo poddaje się rozproszeniu. W przypadku np. klasycznych portali internetowych i platform social media dystrybucja może być tylko częściowym rozwiązaniem problemu, bowiem tego typu źródła nie są gotowe na rozproszenie do wielu małych lokalizacji.

Świadomie zabezpieczeni

Obecnie jesteśmy w stanie z coraz większą dokładnością przewidywać eventy ruchowe, które często są skorelowane z ważnymi wydarzeniami społecznymi. W 2021 zgodnie z przypuszczeniami były to m.in. mistrzostwa Europy w piłce nożnej, w tym przede wszystkim mecze Polaków i finał. Nie zabrakło jednak wydarzeń nieprzewidzianych. Oprócz wspomnianej awarii Facebooka, w skali krajowej był to np. strajk mediów (luty).

Rozwiązania takie jak cPoP Orange i usługa dostępu do niego o nazwie VLAN Premium Content już dziś są doskonałym dopełnieniem dla nadmiarowo zaprojektowanych sieci i pełnią rolę ich technologicznego ubezpieczenia – choć nie są w stanie zapobiec wypadkom, to potrafią skutecznie zminimalizować lub całkowicie zniwelować ich skutki.

Autor: Konrad Plich