Když finanční ředitel společnosti Google Patrick Pichette řekl, že technologický gigant by mohl do amerických domácností přinést internetové připojení o rychlosti 10 gigabitů za sekundu, vypadalo to jako science fiction. To je asi tisíckrát rychlejší než dnešní domácí připojení. Ale pro NASA je to vyloženě pomalé.
Zatímco my ostatní posíláme data přes veřejný internet, vesmírná agentura používá stínovou síť nazvanou ESnet, což je zkratka pro Energy Science Network, soubor soukromých trubek, které prokázaly přeshraniční přenos dat rychlostí 91 gigabitů za sekundu – nejrychlejší svého druhu, jaký byl kdy zaznamenán.
NASA se nechystá přinést tyto rychlosti do domácností, ale využívá tuto superrychlou síťovou technologii k výzkumu další vlny počítačových aplikací. Síť ESnet, kterou provozuje americké ministerstvo energetiky, je důležitým nástrojem pro výzkumníky, kteří pracují s obrovským množstvím dat generovaných projekty, jako je Velký hadronový urychlovač nebo projekt lidského genomu. Namísto posílání pevných disků poštou tam a zpět si mohou vyměňovat data prostřednictvím ultrarychlé sítě. „Naší vizí pro svět je, že vědecké objevy by neměly být omezovány zeměpisnými podmínkami,“ říká ředitel sítě ESnet Gregory Bell.
Při vytváření co nejrychlejší sítě ESnet a výzkumní pracovníci organizací, jako je NASA, testují v terénu síťové technologie, které si možná nakonec najdou cestu do komerčního internetu. Stručně řečeno, ESnet je oknem do toho, jak bude náš počítačový svět nakonec vypadat.
Druhá síť
První celostátní počítačovou výzkumnou sítí byla síť ARPAnet ministerstva obrany, která se vyvinula v moderní internet. Nebyla to však poslední síť svého druhu. V roce 1976 ministerstvo energetiky sponzorovalo vytvoření sítě Magnetic Fusion Energy Network, která měla propojit dnešní Národní výzkumné vědecké výpočetní středisko pro energetiku s dalšími výzkumnými laboratořemi. V roce 1980 pak agentura vytvořila druhou síť nazvanou High Energy Physics Network (Síť pro fyziku vysokých energií), která měla propojit výzkumné pracovníky v oblasti částicové fyziky v národních laboratořích. S rostoucím významem sítí si šéfové agentury uvědomili, že nemá smysl udržovat více sítí, a sloučili je do jedné:
Podstata sítě se mění s dobou. V počátcích fungovala na pevných linkách a satelitních spojích. Dnes využívá optické linky a pokrývá 17 národních laboratoří DOE a mnoho dalších míst, například univerzitní výzkumné laboratoře. Od roku 2010 si ESnet a Internet2 – nezisková mezinárodní síť vybudovaná v roce 1995 pro výzkumné pracovníky po komercializaci internetu – pronajímají „temná vlákna“, přebytečnou síťovou kapacitu vybudovanou komerčními poskytovateli internetu během internetové bubliny na konci 90. let.
Rychlý internetový pruh
V listopadu dosáhl tým NASA pro špičkové počítačové sítě pomocí této sítě přenosu 91 gigabitů mezi Denverem a Goddardovým střediskem kosmických letů NASA v Greenbeltu ve státě Maryland. Jednalo se o nejrychlejší přenos dat mezi koncovými body, který byl kdy proveden v „reálných“ podmínkách.
ESnet je již dlouho schopen 100gigabitových přenosů, alespoň teoreticky. Společnosti vyrábějící síťová zařízení nabízejí 100gigabitové přepínače od roku 2010. V praxi však byly dálkové přenosy mnohem pomalejší. To proto, že data necestují internetem po přímce. Nepodobá se ani tak superdálnici, jako spíše mezistátnímu dálničnímu systému. Pokud byste chtěli jet ze San Franciska do New Yorku, projeli byste po cestě několika městy, protože byste přenášeli data mezi různými úseky dálnice. Stejně tak, chcete-li poslat soubor ze San Francisca do New Yorku přes internet – nebo přes ESnet -, budou data proudit přes hardware umístěný ve městech po celé zemi.
ESnet
NASA v roce 2012 uskutečnila 98 gigabitový přenos mezi Goddardem a Univerzitou v Utahu prostřednictvím sítě ESnet. A společnosti Alcatel-Lucent a BT začátkem tohoto roku tento rekord vymazaly 1,4 terabitovým spojením mezi Londýnem a Ipswichem. V obou případech však obě místa měla přímé spojení, což je něco, co se v reálném světě vidí jen zřídka.
V internetu a síti ESnet každá zastávka na cestě vytváří potenciální úzké hrdlo a každé zařízení musí být připraveno zvládnout plnou 100gigabitovou rychlost. V listopadu se to týmu konečně podařilo. „Při této demonstraci šlo o to, že jsme použili komerční, hotovou technologii a dokázali udržet přenos velkého objemu dat,“ říká Tony Celeste, obchodní ředitel společnosti Brocade, která vyrobila zařízení použité při rekordním testu.
Experimenty pro budoucnost
Síť mezitím posouvá stav techniky i v jiných směrech. Vědci ji využili ke zkoumání virtuálních síťových obvodů zvaných „OSCARS“, které lze použít k vytváření složitých sítí bez složitých hardwarových změn. A pracují na takzvaných síťových „DMZ“, které mohou dosáhnout neobvykle vysokých rychlostí tím, že se postarají o bezpečnost bez tradičních síťových firewallů.
Tato řešení jsou navržena speciálně pro sítě, v nichž probíhá malý počet velmi velkých přenosů – na rozdíl od komerčního internetu, kde probíhá spousta malých přenosů. Komerční internetové společnosti se však od sítě ESnet mohou stále ještě leccos naučit. Telekomunikační společnost XO Communications již má 100gigabitovou páteřní síť a můžeme očekávat, že ji budou následovat další společnosti.
Ačkoli se v dohledné době nedočkáme 10gigabitových připojení – natož 100gigabitových – v domácnostech, páteřní sítě internetu s vyšší kapacitou budou znamenat menší přetížení, protože stále více lidí bude streamovat video ve vysokém rozlišení a stahovat stále větší soubory. A ESnet se u toho nezastaví. Bell říká, že organizace již pracuje na 400gigabitové síti a dlouhodobým cílem je síť s rychlostí terabajtů za sekundu, což je asi 100 000krát rychlejší než dnešní domácí připojení. To už zní jako science fiction.
Aktualizace 13:40 EST 06/17/14: Tento článek byl aktualizován, aby bylo jasné, že ESnet provozuje ministerstvo energetiky.
*Aktualizace 16:40 EST 06/17/14: Tento článek byl aktualizován, aby nedocházelo k záměně produkční sítě ESnetu a jeho experimentálnější testovací sítě. *