Specializovan² t²denφk o v²poΦetnφ technice
o Internetu
(CW 6/97)

---

Posuzovßnφ kvality spojenφ poskytovatel∙ Internetu

Hynek Med

ZahraniΦnφ spojenφ

V∞tÜina po₧adavk∙ a spojenφ vede do zahraniΦφ, zejmΘna pak do USA. Bohu₧el, stejn∞ jako u dalÜφch v∞cφ souvisejφcφch s Internetem, se nedß kvalita zahraniΦnφho spojenφ n∞jak jednoduÜe a p°esn∞ kvantifikovat. Modem koncovΘho u₧ivatele mß kapacitu nap°. 28,8 kbps, jen₧e v p°φpad∞ poskytovatele je obtφ₧nΘ najφt tΘto exaktnφ hodnot∞ rozumn² ekvivalent.

Kapacita poskytovatelova zahraniΦnφho spojenφ je sama o sob∞ d∙le₧it²m faktorem p°i jeho volb∞. Tohoto spojenφ vÜak vyu₧φvajφ r∙znφ u₧ivatelΘ, a nynφ zßle₧φ na tom, jak je vysok² pom∞r mezi okam₧it²m po₧adavkem u₧ivatel∙ na tuto linku a jejφ kapacitou. U₧ivatel∙v po₧adavek je obvykle dan² kapacitou jeho modemu (respektive jeho pevnΘ linky) a propustnostφ linek za zahraniΦnφ linkou tohoto poskytovatele. Pokud jsou po₧adavky na linku v∞tÜφ, ne₧ je jejφ momentßlnφ volnß kapacita, dochßzφ ke dv∞ma jev∙m.

P°edevÜφm je to zpo₧d∞nφ p°enosu paket∙, a pak, kdy₧ je zpo₧d∞nφ u₧ p°φliÜ velkΘ, i k zahazovßnφ paket∙. Zpo₧d∞nφ nenφ tak zlΘ, jen se projevuje delÜφ dobou odezvy, ale horÜφ je zahazovßnφ paket∙, nebo¥ m∙₧e dochßzet i k p°eruÜenφ spojenφ a tφm praktickΘ nemo₧nosti p°enΘst delÜφ soubor, zvlßÜt∞ ze "sφ¥ov∞ vzdßlen∞jÜφch" oblastφ (Tchaj-wan, Austrßlie). Zahazovßnφ paket∙ samo o sob∞ neznamenß, ₧e kdy₧ budeme p°enßÜet delÜφ soubor, budou nßm n∞kterΘ jeho Φßsti chyb∞t. Protokol TCP/IP s urΦit²mi ztrßtami paket∙ na cest∞ poΦφtß, ale tyto ztrßty nesmφ p°ekroΦit n∞jakou rozumnou mez, jinak dojde ke zmφn∞nΘmu p°eruÜenφ spojenφ.

V∞tÜinou jsou zahraniΦnφ linky poskytovatel∙ saturovanΘ tak, ₧e minimßln∞ ke zpo₧d∞nφ p°enosu dochßzφ.

Navφc mφra saturace linek mß tendenci siln∞ kolφsat. V noΦnφch hodinßch je oΦividn∞ menÜφ provoz a tudφ₧ mΘn∞ saturovanΘ linky, p°es den, zvlßÜt∞ brzo odpoledne, je saturace nejv∞tÜφ. Toto se t²kß pracovnφho dne, o vφkendu je provoz obvykle ni₧Üφ. TakovΘto kolφsßnφ saturace m∙₧eme pozorovat nap°φklad u CESNETu, kde je propustnost v noci, a zvlßÜt∞ v noci o vφkendu nesrovnateln∞ (o °ßd nebo dokonce o dva) v∞tÜφ ne₧ ve ÜpiΦce pracovnφho dne. Rovn∞₧ o prßzdninßch je mo₧nΘ pozorovat pokles provozu a tedy i saturace zahraniΦnφch linek CESNETu. Souvisφ to zjevn∞ s tφm, ₧e v∞tÜina provozu CESNETu pochßzφ z poΦφtaΦov²ch laborato°φ vysok²ch Ükol, kterΘ jsou p°es noc a o vφkendech obvykle zav°enΘ.

DalÜφ p°φΦinou kolφsßnφ provozu a saturace je dennφ cyklus v USA, tak₧e obecn∞ je sφ¥ nejpropustn∞jÜφ, kdy₧ je jak ve Spojen²ch stßtech, tak i u nßs hlubokß noc. V d∙sledku dennφho cyklu v USA se toti₧ m∞nφ po₧adavky na domßcφ zdroje (kdy₧ AmeriΦanΘ spφ, neprohlφ₧ejφ si obvykle ΦeskΘ WWW servery a neposφlajφ do ╚ech e-mail a obrßcen∞). Pro CESNET je toto kolφsßnφ, zvlßÜt∞ v souvislosti s velk²mi po₧adavky na kapacitu zahraniΦnφch linek v dob∞ ÜpiΦky, velk²m problΘmem, kter² jej nutφ neustßle zvyÜovat kapacitu zahraniΦnφch linek, je₧ jsou velmi nßkladnΘ.

N∞kterΘ firmy, jako nap°φklad Bohemia Net, se sna₧φ tomuto kolφsßnφ provozu zabrßnit cenov²m zv²hodn∞nφm p°ipojenφ v dob∞ klidu, konkrΘtn∞ poloviΦnφmi sazbami v noci a o vφkendech. Podle vyjßd°enφ p°edstavitel∙ Bohemia Net, tφmto opat°enφm dosßhli zm∞ny v kolφsßnφ z dvojnßsobnΘho provozu ve ÜpiΦce oproti sedlu na prakticky vyrovnan² stav s vφcemΘn∞ konstantnφ zßt∞₧φ linek. U n∞kter²ch poskytovatel∙, typicky t∞ch, kte°φ se specializujφ na drobnΘ u₧ivatele p°ipojenΘ po komutovanΘ lince, b²vß toto kolφsßnφ velmi malΘ -- p°es den se p°ipojujφ jejich zßkaznφci v podnicφch, veΦer a v noci jejich zßkaznφci v domßcnostech, analogicky se po₧adavky vyrovnßvajφ o pracovnφch dnech a o vφkendu.

V souvislosti s v²b∞rem poskytovatel∙ Internetu je jist∞ t°eba mφt na z°eteli, kdy se k n∞mu budeme p°ipojovat, zda spφÜe v Φasech pracovnφ doby a nebo naopak; celß zßle₧itost pak p°irozen∞ komplikuje nßÜ cφl, tj. exaktn∞ zm∞°it kvalitu zahraniΦnφho p°ipojenφ.

DalÜφm problΘmem je skuteΦnost, ₧e nezßle₧φ pouze na vlastnφch linkßch poskytovatele. I v zahraniΦφ existujφ r∙znΘ organizace, k nim₧ je mo₧nΘ se p°ipojit a kterΘ majφ r∙znou mφru a kapacitu vzßjemnΘho propojenφ a p°φpadn∞ i r∙znΘ spojenφ dßle -- typicky do USA. Potom zßle₧φ na tom, ke kterΘ pßte°nφ sφti je poskytovatel p°ipojen. Velmi dobrou pßte°nφ sφtφ je nap°φklad sφ¥ Eunetu, je₧ mß dobr² mezinßrodnφ peering (o peeringu na jinΘm mφst∞ TΘmatu t²dne) a mßlo saturovanΘ linky.

Naproti tomu PIPEX, ke kterΘmu je p°ipojen PVT, nemß prakticky ₧ßdn² peering a saturovanou linku do Ameriky (to platilo p°ed zavedenφm linky k CRL, kterou PVT realizoval nedßvno). OvÜem, pokud jsou zdroje, kterΘ pravd∞podobn∞ budeme vyu₧φvat, p°ipojeny prßv∞ k tomuto poskytovateli (nap°φklad Internet Movie Database nebo IBM PC Users Group), asi dßme p°ednost tomuto providerovi p°ed ostatnφmi, i kdy₧ jeho konektivita nenφ v jin²ch ohledech nijak valnß. To u₧ bychom se vÜak dostali n∞kam jinam, a to do oblasti v²b∞ru poskytovatele z hlediska jeho vnit°nφch zdroj∙.

M∞°enφ volnΘ kapacity linek

Momentßln∞ volnou kapacitu linky je mo₧nΘ m∞°it n∞kolika zp∙soby. Prvnφm z nich je utilita ping, kter²₧to obslu₧n² program posφlß obvykle velmi krßtkΘ pakety a m∞°φ dobu odezev na n∞. Takov² ·daj mß ale pouze informativnφ charakter, proto₧e kratÜφ pakety obvykle projdou rychleji ne₧ dlouhΘ, navφc m∙₧e b²t tento v²sledek zkreslen² satelitnφ linkou -- ta mß, vzhledem ke koneΦnΘ rychlosti sv∞tla a nutnΘ konstantnφ vzdßlenosti geostacionßrnφ dru₧ice od povrchu zem∞ (36 000 km) mnohem delÜφ doby odezvy, i kdy₧ je jejφ kapacita stejnß jako v p°φpad∞ pozemnφ linky.

Vztah mezi dobou odezvy, kterou vypφÜe program ping, a kapacitou linky nenφ tedy zcela exaktnφ. Navφc ping, i kdy₧ je p°inucen posφlat dlouhΘ pakety, obvykle posφlß takovΘ pakety, kterΘ se dajφ dob°e komprimovat, a tak mohou pomalΘ linky, pokud majφ kompresi, vykazovat lepÜφ v²sledky ne₧ linky rychlΘ.

D∙le₧itΘ je rovn∞₧ nespokojit se s poslßnφm jednoho paketu, ale pou₧φt jich n∞kolik a pak provΘst statistickΘ vyhodnocenφ. Pokud majφ nam∞°enΘ doby odezvy velk² rozptyl, linka je pravd∞podobn∞ saturovanß.

Nedostatky pingu se sna₧φ °eÜit ostatnφ programy. Znßmß je utilita ping+. Ping+ odhaduje na zßklad∞ poslßnφ v∞tÜφho mno₧stvφ paket∙ o r∙znΘ dΘlce kapacitu linky. MΘn∞ znßm² je program bing (badnwidth ping), kter² se sna₧φ o totΘ₧, ovÜem s mnohem lepÜφmi v²sledky; v jeho p°φpad∞ lze odhadovat kapacitu linky mezi dv∞ma libovoln²mi body sφt∞.

Pravd∞podobn∞ nejlepÜφm v tomto ohledu je tzv. visual ping, kter² je k dispozici p°es WWW na adrese http://sitka.triumf.ca/cgi-bin/visual-ping. Tento program funguje tak, ₧e ze vzdßlenΘho poΦφtaΦe v Kanad∞ poÜle na nßÜ poΦφtaΦ (nebo jak²koliv jin², kter² zadßme) velkΘ mno₧stvφ paket∙ o r∙znΘ dΘlce a vyvodφ zßvislost doby odezvy na dΘlce paketu, ze kterΘ u₧ lehce odhadne propustnost linky v kbps. V²stupem je graf, kter² vidφme na obrßzku.

Jeden z nedostatk∙ pingu a podobn²ch program∙ tkvφ v tom, ₧e nemßme mo₧nost zjistit cestu paket∙. To je velmi d∙le₧itΘ, pon∞vad₧ se sna₧φme urΦit, kde je kapacita nejni₧Üφ, a zda je tedy "vina" na stran∞ naÜeho poskytovatele nebo na stran∞ poskytovatele druhΘho bodu, kter² m∞°φme. Tento problΘm °eÜφ unixov² program traceroute (ve Windows NT je k dispozici jako TRACERT, rovn∞₧ by m∞l b²t souΦßstφ Windows 95), kter² udßvß trasu cesty, kudy se pakety ubφrajφ, navφc s dobami odezvy jednotliv²ch router∙ na cest∞. (Na jednotliv²ch °ßdcφch vidφme IP adresu brßny, p°φpadn∞ jejφ domΘnovΘ jmΘno a doby odezvy na tuto brßnu z naÜeho poΦφtaΦe, nejΦast∞ji v milisekundßch.) Doby odezvy jsou sice stejnΘho charakteru jako ty, kterΘ pou₧φvß ping, ale m∞°enφ je alespo≥ provedeno t°ikrßt, a pokud je paket ztracen, objevφ se na mφst∞ doby odezvy hv∞zdiΦka. Pokud nemßte traceroute k dispozici nasvΘm poΦφtaΦi, m∙₧ete pou₧φt n∞kterΘ z mnoha ve°ejn∞ p°φstupn²ch bran na WWW, jeden jejich seznam je nap°φklad na http://www.geocities.com/Athens/4273/traceroute.html.

Z takovΘto traceroute brßny m∞°φme cestu paket∙ sm∞rem ze vzdßlenΘho mφsta k nßm, nebo k jinΘmu poΦφtaΦi, podobn∞ jako to provßdφ v²Üe zmφn∞nß brßna visual pingu. Velkou v²hodou tohoto systΘmu je, ₧e v²sledky nejsou zkresleny komutovanou linkou a zatφ₧en²m zahraniΦnφm spojenφm domßcφho poskytovatele.

Pomocφ traceroute rovn∞₧ zjistφme tzv. poΦet hop∙, tedy poΦet router∙ (p°esn∞ji °eΦeno bran -- gateways), p°es kterΘ musφ paket projφt. Obecn∞ platφ, ₧e Φφm kratÜφ doby odezvy a Φφm menÜφ poΦet bran, tφm lΘpe.

Domßcφ konektivita

Domßcφ konektivita je dalÜφm d∙le₧it²m kritΘriem p°i volb∞ poskytovatele, pokud nßm na nφ v∙bec zßle₧φ, tedy pokud poΦφtßme, ₧e budeme domßcφ zdroje vyu₧φvat. V souvislosti s p°edpoklßdan²m dalÜφm rozvojem Internetu v ╚eskΘ republice se nevyplatφ problematiku domßcφ konektivit podce≥ovat. Domßcφ p°ipojenφ m∙₧eme definovat jako konektivitu ke zdroj∙m, ke kter²m nenφ t°eba p°istupovat p°es zahraniΦnφ linku. Klasicky to zahrnuje zdroje dostupnΘ na vlastnφ vnitrostßtnφ sφti a zdroje na vnitrostßtnφch sφtφch ostatnφch poskytovatel∙, se kter²mi je nßÜ poskytovatel propojen peeringovou linkou.

K vysv∞tlenφ zßle₧itostφ peeringu je t°eba struΦn∞ popsat situaci u nßs, jinde ve sv∞t∞ je analogickß. PoskytovatelΘ prvnφ ·rovn∞ majφ vlastnφ linky do zahraniΦφ, v∞tÜinou vÜak ka₧d² jinam -- do jinΘho stßtu, m∞sta, a k jinΘ pßte°nφ sφti, resp. k jinΘmu poskytovateli. Co se tedy stane, cht∞jφ-li spolu komunikovat dva u₧ivatelΘ, p°ipojenφ k jin²m poskytovatel∙m?

Pokud jejich sφt∞ nejsou lokßln∞ propojeny, chodφ datovΘ pakety z Prahy do Prahy p°es zahraniΦnφ linku jednoho poskytovatele k jeho zahraniΦnφmu partnerovi, a s p°φpadnou oklikou p°es p∙l Evropy p°φpadn∞ Ameriky se vrßtφ zahraniΦnφ linkou druhΘho poskytovatele k jeho zßkaznφkovi. Tak₧e cesta z Prahy do Prahy vede t°eba p°es Mnichov, Stockholm, Koda≥, Velkou Britßnii a n∞meck² Ehningen zp∞t do Prahy. To je reßln² p°φklad spojenφ CESNET-IBM.

2 atmovc.pasnet.cz (194.108.3.19) 10,249 ms 5,588 ms 6,549 ms

3 rac-atmovc.cesnet.cz (194.50.6.241) 7,799 ms 5,254 ms 11,225 ms

4 rab.cesnet.cz (194.108.60.1) 7,874 ms 6,519 ms 6,552 ms

5 192.121.158.53 (192.121.158.53) 110,887 ms 124,035 ms 83,905 ms

6 Munich-EBS2.Ebone.NET (192.121.158.26) 133,913 ms 139,176 ms 131,166 ms

7 * * *

8 194.68.128.44 (194.68.128.44) 168,399 ms 157,73 ms *

9 * stoc1br1.st.se.ibm.net (152.158.56.1) 181,458 ms 136,632 ms

10 cope1br1.co.dk.ibm.net (152.158.60.1) 208,515 ms 207,898 ms 218,17 ms

11 port1br2.pt.uk.ibm.net (152.158.16.2) 288,701 ms * 416,696 ms

12 port1br1-tr1.pt.uk.ibm.net (152.158.16.17) 499,033 ms * 422,881 ms

13 ehni1br2-tr1.eh.de.ibm.net (152.158.2.18) 308,266 ms 382,625 ms 314,64 ms

14 152.158.26.1 (152.158.26.1) 428,062 ms * *

15 152.158.26.64 (152.158.26.64) 607,683 ms * 523,349 ms

16 * * *

17 server1.home.cz (194.196.16.2) 402,376 ms * 341,023 ms

Nutnou podmφnkou peeringu je p°itom skuteΦnost, ₧e sm∞°ovacφ protokoly jsou takovΘho charakteru, aby pakety, kterΘ nemajφ mφsto urΦenφ v sφti druhΘho poskytovatele, neÜly p°es peeringovou linku -- tak₧e tuto linku nelze nap°. zneu₧φt poskytovatelem se slabÜφ konektivitou.

V souΦasnosti funguje (z historick²ch d∙vod∙, kdy v ╚echßch byli pouze tito dva poskytovatelΘ), peering mezi CESNETem a Eunetem, rychlostφ Ethernetu (10 Mbps). Rovn∞₧ byl v poslednφ dob∞ zaveden peering mezi Bohemia Net a Video On Line. Peering mezi PASNETem a spoleΦnostφ Netforce souvisφ pravd∞podobn∞ s personßlnφm spojenφm vedenφ obou firem a ne zcela vyjasn∞nou situacφ okolo PASNETu, kterß donedßvna panovala. Peering CESNET-Netforce nefunguje, proto₧e PASNET je jin² AS (autonomnφ systΘm, oblast sφt∞ s jednotn²m sm∞°ovßnφm), ne₧ CESNET. Peering PASNET-Netforce je realizovßn na bßzi ATM optiky. Sφ¥ PVT m∞la v minulosti spojenφ s CESNETem, ale nejednalo se o peering v pravΘm smyslu slova, ale o p°ipojenφ sφt∞ PVT na druhΘho poskytovatele (zahraniΦnφ provoz PVT Üel i p°es jeho linku na CESNET). Dnes ale u₧ tento peering neexistuje, stejn∞ jako peering mezi spoleΦnostφ Czech Net a Bohemia Net, ΦßsteΦn∞ jako poz∙statek z minulosti -- Czech Net (Luko) byl p°ipojen prost°ednictvφm Bohemia Net.

V souΦasnΘ dob∞ probφhajφ jednßnφ o peeringovΘm propojenφ tΘm∞° vÜech tuzemsk²ch posktytovatel∙ v rßmci peeringovΘho centra NIX.