Динамическая сетевая схема
Аббревиатура DCN также может означать распределенные облачные сети (Distributed Cloud Networking)[1], программную платформу для промышленной автоматизации Distributed Control Node[2], а в документах IETF/IEEE расшифровывается как Data Center Network или Data Communication Network[3]. Динамическая сетевая схема (англ. dynamic circuit network, DCN) — это современная технология компьютерных сетей, сочетающая традиционную коммутацию пакетов на основе интернет-протокола, используемую в Интернете, с технологиями коммутации каналов, характерными для классических телефонных сетей. Такая комбинация позволяет пользователям по запросу выделять полосу пропускания для ресурсоёмких приложений и сервисов в режиме реального времени, функционирующих поверх оптоволоконной инфраструктуры.
Внедрение
Динамические сетевые схемы были впервые реализованы консорциумом Internet2 в рамках развития передовых сетевых технологий[4]. Экспериментальная инфраструктура Internet2 HOPI, выведенная из эксплуатации в 2007 году, стала предшественницей современной сети на базе SONET, лежащей в основе DCN Internet2. DCN Internet2 функционирует с конца 2007 года как часть общей сети Internet2[5]. Эта сеть предоставляет расширенные возможности и ресурсы научному и исследовательскому сообществу, например, проекту Большой адронный коллайдер (LHC).
DCN Internet2 построена на открытом стандартизированном программном обеспечении и протоколе Inter-domain Controller (IDC), разработанном в сотрудничестве с ESnet и GÉANT2[5]. Весь программный комплекс известен как Dynamic Circuit Network Software Suite (DCN SS).
Впоследствии технология динамических сетевых схем эволюционировала и была интегрирована в архитектуры программно-определяемых сетей (SDN)[6]. Программный комплекс DCN SS больше не поддерживается как отдельный продукт, а его функции реализуются современными SDN-системами.
Применение
Концепция оптической коммутации каналов (Optical Circuit Switching, OCS) применяется в высокопроизводительных вычислениях (HPC) и гипермасштабируемых средах. В качестве примера технология используется в специализированных ИИ-кластерах для ускорителей (например, Google TPU), где требуется предсказуемая передача огромных объёмов данных без потерь[7].
Технологии и протоколы
Для выделения полосы пропускания по запросу в динамических сетевых схемах (DCN) используется комбинация систем резервирования и протоколов плоскости управления[8]. К основным системам резервирования относится OSCARS (On-demand Secure Circuits and Advance Reservation System), которая автоматизирует процесс резервирования и предоставления каналов[9]. Плоскость управления формируется на базе набора протоколов GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching), в который, в частности, входят:[10]
- RSVP-TE (Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering extensions) — протокол сигнализации, используемый для запроса и резервирования ресурсов, а также установки соединения[10];
- OSPF-TE (Open Shortest Path First with Traffic Engineering extensions) — расширенный протокол маршрутизации, распространяющий информацию о топологии сети и доступных ресурсах для поиска оптимального пути[10];
- LMP (Link Management Protocol) — протокол, применяемый для управления каналами связи между узлами, проверки их работоспособности и локализации неисправностей[10].
Протокол Inter-domain Controller
Протокол Inter-domain Controller (IDC) управляет динамическим выделением сетевых ресурсов в динамической сетевой схеме между различными административными доменами[11]. Это протокол обмена сообщениями на основе SOAP и XML, защищённый стандартом Web Services Security (v1.1) с использованием XML Digital Signature. Передача данных осуществляется по защищённому протоколу HTTPS. Для создания единого глобального стандарта протокол IDC был заменён протоколом Network Service Interface (NSI), разработанным в рамках Open Grid Forum (OGF)[12].