CESNET2 JAKO SÍŤ NÁRODNÍHO VÝZKUMU

CESNET2 JAKO SÍŤ NÁRODNÍHO VÝZKUMU Gabriela Krčmařová, CESNET,z.s.p.o. Úvod CESNET je často velmi zjednodušeně vnímán pouze jako poskytovatel přístupu na internet. CESNET jako síť i jako sdružení má však ke vzdělávacím a výzkumným organizacím a tudíž i ke knihovnám mnohem blíž, než se na první pohled zdá. 1. Co jsou to sítě národního výzkumu Sítě národního výzkumu (NREN - National Research and Education Network) jsou součástí Internetu, ale mají podstatně lepší parametry služeb poskytovaných svým uživatelům (zejména rychlost přenosu dat, spolehlivost a garantovanou kvalitu služeb umožňující například multimediální aplikace). Jedním z důvodů jejich vzniku je, že běžný přístup do Internetu poskytovaný různými komerčními společnostmi a podmíněný výhodností pro poskytovatele se často ukazuje pro potřeby vědy, výzkumu a vzdělávání nedostatečný (například nedovoluje efektivní spolupráci s tuzemskými nebo zahraničními partnery na některých výzkumných úkolech). Vzhledem ke své náročnosti a významu pro zvyšování kvality života a prosperity je rozvoj a provoz sítí národního výzkumu v jednotlivých zemích obvykle zajišťován organizacemi nezaloženými za účelem podnikání, bývá v různé míře podporován z veřejných prostředků formou grantů nebo sponzorován předními podniky a tato podpora obvykle není omezována jen na služby uživatelům ze země dárce. Ceny pro účastníky jsou oproti komerčním sítím nesrovnatelně výhodnější, okruh možných účastníků je však omezen (podrobněji viz dále Zásady přijatelného užití sítě). Zatímco jiní poskytovatelé přístupu do Internetu zpoplatňují také objem přenášených dat nebo rychlost přenosu, NREN obvykle dávají své okruhy uživatelům k dispozici a hledají pro své okruhy zátěž, která umožní síť a její aplikace dále rozvíjet. Představitelé NREN států celé Evropy jsou členy mezinárodní nezávislé organizace TERENA (Trans-European Research and Education Networking Association), která sloužící k rozvoji telekomunikační infrastruktury školských a výzkumných pracovišť v Evropě. Vzhledem k tomu, že v některých státech střední a východní Evropy je rozvoj NREN v samém počátku, byla založena organizace CEENet (Central and Eastern European Networking Association), která se zabývá koordinací mezinárodních telekomunikačních aktivit států střední a východní Evropy. Některé její aktivity jsou podporovány např. také Open Society Fund (Sorosova nadace). 86

2. Sdružení CESNET CESNET, zájmové sdružení právnických osob, bylo založeno v roce 1996 všemi vysokými školami České republiky společně s Akademií věd České republiky. Jeho hlavním cílem je provozování a rozvoj páteřní sítě propojující sítě členů sdružení, výzkum a vývoj pokročilých síťových technologií a aplikací a šíření znalostí o nich. Předmětem činnosti sdružení je: 1. Výzkum a vývoj v oblasti informačních a komunikačních technologií a jejich aplikací. 2. Zajišťovat pro své členy a jimi zřízené rozpočtové a příspěvkové organizace rozvoj a provoz počítačové sítě umožňující propojení jejich sítí a metropolitních sítí, vytváření společně užívaných technických, komunikačních a programových prostředků a informačních služeb, ověřování nových aplikací, spolupráci a komplementaritu aktivit členů na úrovni srovnatelné s předními zahraničními školskými a vědeckými sítěmi (včetně přístupu do sítě Internet). 3. Ve spolupráci se svými členy dlouhodobě zajišťovat rozvoj, osvojování a užívání špičkových komunikačních a informačních technologií na bázi sítě Internet a obdobných novějších systémů. 4. Podporovat síření vzdělanosti, kultury a poznání, rozvíjet spolupráci členu s praxí, rozšiřovat aplikace nejmodernějších informačních technologií a zkvalitňovat provoz sítě získáním dalších účastníku, informačních zdrojů a služeb. Sdružení CESNET je řešitelem a provozovatelem vysokorychlostní počítačové sítě CESNET2 v České republice, která je v rámci projektu Evropské unie GÉANT propojena s dalšími sítěmi národního výzkumu v evropských zemích a je přímo propojena na nejvýznamnější výzkumné sítě v USA. Hlavním cílem sdružení je poskytovat pro své členy a pro další organizace a pracoviště zabývající se výzkumem a vzděláváním neziskovou formou služby v oblasti progresivních komunikačních a informačních technologií. Sdružení buduje a provozuje síť CESNET2, která má v České republice špičkové parametry (například jako první použila pro meziměstský uživatelský internetový provoz okruh 34 Mb/s, později 155 Mb/s a nyní 2,5 Gb/s). Sdružení zahájilo budování vnitrostátní gigabitové sítě, která má nyní osm gigabitových okruhů. Sdružení CESNET je členem mezinárodního sdružení GÉANT, které za podpory Evropské unie propojuje sítě svých členů mezinárodními okruhy s gigabitovou rychlostí. Síť GÉANT propojí třicet sítí národního výzkumu a vzdělávání evropských zemí a obdobné sítě v dalších částech světa. Od podzimu roku 2001 vedou do České republiky mezinárodní gigabitové okruhy sítě GÉANT. Sdružení CESNET poskytuje účastníkům přístup: 87

do české NREN do transevropské sítě propojující sítě národního výzkumu evropských zemí a do těchto sítí do nejvýznamnějších sítí výzkumu a vzdělávání v USA a v Kanadě do všech globálně přístupných sítí typu internet a případně i sítí jiného typu (včetně propojení na NIX (Neutral Internet Exchange). 3. Historie sítě CESNET2 Síť CESNET Dne 13.února 1992 byl ve Výpočetním centru ČVUT slavnostně otevřen uzel Internetu, Československo tak bylo připojeno k Internetu. Datový okruh měl tehdy fantastickou rychlost 9600 bitů za sekundu a byl připojen na Technickou univerzitu v Linci. V červnu 1992 byla uvedena do provozu akademická síťová infrastruktura, která propojovala nejdůležitější města Československa, přičemž páteřní okruh Praha Brno byl provozován rychlostí 64 Kb/s, ostatní potom rychlostí 19,2 Kb/s. Síť dostala název CESNET (Czech Education and Scientific Network), slovenská obdoba má název SANET (Slovak Academic Network). Vzhledem k tomu, že neexistovala žádná celostátní alternativa připojení k Internetu, síť CESNET se od roku 1994 postupně otevírala dalším zájemcům, čímž se posouvala směrem ke komercionalizaci. Sdružení CESNET tedy zároveň působilo jako komerční poskytovatel Internetu s cílem získávat z těchto aktivit dodatečné prostředky pro svou hlavní činnost, tj. výzkum a vývoj v oblasti informačních a komunikačních technologií. Podařilo se mu získat pozici jednoho z nejvýznamnějších subjektů na trhu připojování k Internetu v České republice. Síť TEN-34 CZ a síť TEN-155 CZ V roce 1996 získává sdružení CESNET grant na vybudování sítě projektu TEN-34 CZ napojeného na projekt TEN-34 v zemích Evropské unie, přičemž CESNET je jediným partnerem tohoto projektu z postkomunistických zemí. Díky získání grantu TEN-34 CZ zahájilo sdružení budování páteřní akademické sítě České republiky se zcela novou kvalitou. Současně s ním probíhalo oddělování akademického a komerčního provozu, v rámci kterého všichni členové sdružení CESNET přešli do akademické sítě. Od roku 1997 tedy sdružení provozovalo dvě nezávislé sítě: 1. Síť TEN-34 CZ (od roku 1998 TEN-155 CZ) sloužící potřebám vědy, výzkumu a vzdělávání, do níž byli připojeni členové sdružení a některé další instituce vyhovující podmínkám užití sítě. 2. Druhá síť nesla z historických důvodů název CESNET a připojovala komerční zákazníky. Obě sítě byly odděleny technologicky, ekonomicky a do značné míry i personálně. 88

Zánik sítě CESNET Koncem devadesátých let začaly na trh připojování k Internetu vstupovat finančně velmi silné subjekty. Soutěžit s nimi v oblasti komerčního poskytování Internetu nebylo pro sdružení ekonomicky únosné. Proto bylo rozhodnuto vyhledat strategického partnera a komerční síť odprodat. Bylo uspořádáno výběrové řízení a celou transakci se podařilo dokončit v první polovině roku 2000. V jejím rámci přešla celá komerční síť provozovaná sdružením včetně techniky, zákazníků a odpovídajícího personálu do správy vybraného strategického partnera. Ten neprojevil zájem o značku CESNET a služby bude nadále poskytovat pod svým jménem, komerční síť CESNET tak de facto zanikla. Finanční prostředky získané prodejem byly začleněny do Fondu rozvoje, ze kterého je podporován vývoj nových technologií a aplikací. Fond rozvoje vznikl z prostředků získaných prodejem komerční sítě CESNET v roce 2000. Jeho cílem je podporovat projekty zaměstnanců sdružení a jeho členů, které jsou zaměřeny na moderní komunikační technologie a jejich využití. Fond také podporuje studijní pobyty a vzdělávací programy s příbuznou tématikou. Podrobnosti lze nalézt na URL adrese http://www.cesnet.cz/fond-rozvoje/. Síť CESNET2 V průběhu druhé poloviny roku 2000 začaly práce na projektu Evropské unie s názvem GÉANT, který měl za cíl vybudovat evropskou síť nejméně stejné kvality, jakým je americký INTERNET2. Evropa tedy opustila označení TEN, kterému se také název české akademické sítě přizpůsobil. Společně s faktickým zánikem sítě CESNET to byl hlavní důvod, proč se sdružení CESNET rozhodlo vrátit k tradičnímu názvu sítě CESNET. Číslice 2 v názvu označuje novou (gigabitovou) generaci sítě. CESNET2 byla oficiálně uvedena do provozu 3.října 2001 jako nástupkyně předchozích obdobně zaměřených sítí TEN-34 CZ a TEN-155 CZ. Sdružení tedy v roce 2000 přestalo působit jako komerční poskytovatel Internetu. Nadále se věnuje prakticky výlučně provozování páteřní akademické sítě CESNET2 (označováné také jako NREN ČR) a souvisejícím aktivitám. Páteř sítě CESNET2 propojuje největší univerzitní města České republiky okruhy s vysokými přenosovými rychlostmi. 4. Topologie sítě CESNET2 Na počátku roku 2000 uvedl CESNET do provozu jeden z nejrychlejších datových okruhů sloužících pro internet v Evropě. Páteřní okruh Praha Brno dosáhl kapacity 2,5 Gb/s, což je cca 40.000krát vyšší rychlost než původní 64Kb/s linka. 89

Páteřní okruhy sítě CESNET2 jsou postaveny na technologii POS (Packet Over SONET) s přenosovou kapacitou 2,5 Gb/s. Trasy do menších uzlů nabízejí rychlosti v rozsahu od 0,5 do 34 Mb/s. Jejich kapacita je průběžně navyšována v souladu s potřebami a reálným provozem konkrétních uzlů. V roce 2001 provedla TERENA porovnání všech sítí národního výzkumu v Evropě, kdy se síť CESNET2 umístila na druhém místě v parametru rychlosti a rozsáhlosti. Topologie sítě je patrná z následujícího obrázku. Je organizována jako dvojice hvězd se středy v Praze a Brně. Topologie platná od května 2002 CESNET2 má dva nezávislé zahraniční spoje: 1. Jeden vede k pražskému uzlu evropské sítě GÉANT a má kapacitu 1,2 Gb/s. Touto trasou prochází především provoz mezi akademickými institucemi. 2. Druhá zahraniční linka je na první zcela nezávislá a vede přímo do USA. Nabízí přenosovou rychlost 622 Mb/s a slouží v současné době jako hlavní zahraniční spoj CESNET2 pro komunikaci s běžným (komerčním) Internetem. Vedle zahraniční konektivity využívá CESNET2 též vlastní připojení do českého peeringového centra (NIX) o kapacitě 100 Mb/s a využívá tranzitní síť Nextbone, provozovanou norskou společností Telenor Internet, pro peering se slovenským centrem NIX.SK. Díky tomu má sdružení lepší spojení do sítě SANET a dalších slovenských sítí. Mimo NIX.CZ zůstává spojení se sítěmi Pragonet, InWay a KPN Qwest. 90

5. Uživatelé sítě CESNET2 CESNET2 je národní vysokorychlostní počítačová síť určená pro vědu, výzkum, vývoj a vzdělávání. Uživateli sítě mohou být pouze organizace, které splňují tzv. Zásady přijatelného užití sítě CESNET2 v České republice (Acceptable Use Policy), jsou to: vědecká, výzkumná a vývojová pracoviště, včetně výzkumných a vývojových pracovišť v průmyslu organizace podporující výzkum a vývoj sítě nebo jejích nových aplikací akademická pracoviště vyšší odborné školy, střední školy, základní školy a jiné vzdělávací instituce organizace podporující rozvoj kultury a prosperity (pokud nejsou založeny za účelem podnikání) zdravotnické instituce (pokud nejsou založeny za účelem podnikání) organizace státní a územní správy, měst a obcí a samosprávy. Prostřednictvím sítě CESNET2 je přístupná evropská gigabitová výzkumná a vzdělávací síť GÉANT a sítě národního výzkumu a vzdělávání (NREN) v desítkách zemí světa, i ostatní sítě Internetu. Účastník sítě CESNET2 je povinen v uvedených sítích respektovat případná omezení týkající se způsobu jejich užití. Připojené subjekty, které nabízejí komerční služby, provedou opatření zamezující průchodu svého komerčního provozu sítí CESNET2, sítí GÉANT a sítěmi NREN v jiných zemích. Účastník sítě CESNET2 nesmí používat tuto síť ani jiné sítě pro činnosti, které: se snaží získat neoprávněný přístup ke zdrojům připojených sítí nepříznivě působí na provoz sítě nebo jejích jednotlivých služeb, nebo brání některým uživatelům v přístupu k těmto službám, ohrožují činnost sítě nebo nadměrně omezují její výkon pro ostatní uživatele plýtvají kapacitou sítě, počítačů a pracovních sil ničí integritu informací uložených v počítačích omezují soukromí uživatelů. 6. Výzkumné projekty realizované v rámci sítě CESNET2 Optické sítě a jejich rozvoj Cílem projektu je sledovat rozvoj optických sítí ve světě a zajišťovat účast řešitelů na jejich vytváření a uplatňování, včetně užití mezinárodních lambda služeb pro výzkum. Cílem projektu je též vytvořit návrh topologie a hardware pro další rozvoj optické sítě CESNET2, zejména pro přechod její páteře na rychlost 10 Gb/s. V rámci projektu budou v roce 2002 realizovány a ověřeny okruhy gigabitového Ethernetu na pronajatých vláknech s délkou až 250 km, okruh desetigigabitového Ethernetu s délkou až 200 km a okruh CWDM. Nej- 91

významnější gigabitové uzly sítě budou přístupné alespoň dvěma okruhy. Klíčovou úlohou rozvoje sítí je nyní i řešení první (poslední) míle a použití optických zesilovačů a přepínačů. Implementace IPv6 v síti CESNET2 V rámci rozvoje sítě TEN-155 CZ byla v roce 1999 uvedena do provozu infrastruktura pro přenos dat pomocí protokolu IPv6, který je následníkem klasického protokolu IPv4. Projekt směřuje k vytvoření základny pro budoucí rozsáhlé nasazení IP verze 6 v síti CESNET2 a připojených metropolitních sítích. Budou též testovány praktické možnosti využití mobilních terminálů s IPv6. Dále bude navrženo a vyvinuto hardwarové vybavení pro PC směrovače (přidělování značek MPLS IPv6 paketům). Pozornost bude též věnována rozvoji a propagaci dalších atraktivních služeb a aplikací nad IPv6 (WWW, e-mail, videokonference aj.). Multimediální přenosy Cílem projektu je vytvoření systému pro podporu rutinního a bezprostředního využívání multimediálních aplikací a to jak v oblasti videokonferencí tak i Video on Demand. Dále pak hledání systémů a platforem pro realizaci přenosů se speciálními nároky. MetaCentrum Zaměřuje se na rozvoj Gridového prostředí v České republice a na spolupráci se zahraničními partnery v této oblasti - především při řešení evropského projektu Datagrid. Dosféry působnosti projektu patří také trvalá péče o instalovaný hardware i software, včetně péče o údržbu licencí. Vedle intenzívních programátorských prací se počítá v roce 2002 s rozšířením výpočetní kapacity Meta- Centra posílením PC clusteru minimálně o 64 procesorů. Hlasové služby v síti CESNET2 Přenos hlasového (telefonního) signálu prostřednictvím počítačové sítě je jedním z velmi aktuálních témat současnosti. Především využití Internetu jako páteřní infrastruktury pro telefonní systém je velmi lákavé. Hlavním důvodem je, že stávající telefonní systém je velmi neefektivní. Hlasový signál není nijak komprimován a navíc je mu pásmo přidělováno staticky - bez ohledu na to, zda účastníci právě hovoří. Technologie počítačových sítí jsou podstatně pokročilejší a od jejich nasazení lze očekávat podstatně efektivnější využití přenosových kabelů. Síťová telefonie (označovaná též jako hlasové služby počítačových sítí) má dva hlavní proudy. ATM telefonie využívá jako přenosový systém ATM síť a těží z některých jejích vlastností (jako např. zaručené parametry spojení). IP telefonie je považována za perspektivnější cestu, protože jako přenosové médium využívá běžný protokol IP, čili Internet. 92

Cílem projektu je ověřování nových technologií v oblasti přenosu hlasu přes datové sítě (VoIP Voice over IP), postupné nasazování IP telefonie v síti CESNET2 a tvorba nových nástrojů pro VoIP technologie. Součástí projektu je i ověřování interoperability produktů různých výrobců. Předpokládá se i spolupráci s telekomunikačními operátory a dalšími projekty v oblasti VoIP. Podrobnější informace o projektu lze nalézt na URL adrese: http://www.cesnet.cz/iptelefonie/. QoS ve vysokorychlostních sítích Pojem kvalita služby (QoS - Quality of Service) vyjadřuje jeden z trendů vývoje technologií a služeb počítačových sítí - poskytovat uživatelům služby s definovanou kvalitou. V poslední době dochází k rozvoji služeb, jejichž úspěšnost z pohledu uživatele významně závisí na časových charakteristikách komunikace přes počítačovou síť. Jde například o služby Internet telefonie, videokonference a další interaktivní služby. Uživatel požaduje, aby mu byla poskytnuta určitá definovaná kvalita služby (QoS). Například videosignál určitého rozlišení o určitém počtu obrázků za sekundu, zvuk určité šířky pásma nebo přenos souboru dat v určitém čase. Projekt QoS se zabývá teoretickými i praktickými aspekty implementace služeb s definovanou kvalitou v prostředí vysokorychlostních sítí. Důraz je kladen na implementaci end-to-end, to znamená včetně přístupových sítí. Součástí projektu je vybudování pracoviště pro simulaci počítačových sítí, které umožní studovat chování mechanismů, které je obtížné testovat v již existujících sítích. Řešitelé projektu se účastní projektu Evropské Unie SCAMPI, v jehož rámci budou řešeny úkoly spojené s pasivním monitorováním v počítačových sítích. Podrobnější informace o projektu lze nalézt na URL adrese: http://www.cesnet.cz/qos/. Infrastruktura a technologie pro on-line vzdělávání Projekt slouží k výzkumu a zavádění technologií pro on-line vzdělávání. Zabývá se dílčími problémy vyplývajícími z metodologie zavádění on-line vzdělávání, které jsou zaměřeny jednak na technické přístupy a prostředky, manažerské postupy a na vlastní tvorbu didaktických programů.cílem projektu je zhodnocení možností CESNETu v oblasti podpory a provozování E-learningových/on-line aplikací. Prioritním záměrem projektu je rovněž výzkum některých elementů elearning pro budování společného přístupu k elearning na českých vzdělávacích institucích. Závěr Účelem příspěvku nebylo poskytnout veškeré dostupné informace o síti i sdružení CESNET, měl vzbudit zájem a případně vybídnout k návštěvě webových stránek s URL adresou http://www.cesnet.cz 93