Карта обмена данными и основных направлений сетевой связности пользователей RUNNet

В научно-образовательной сети России RUNNet реализуется комплекс мероприятий по мониторингу и анализу активности целевых пользователей в межсетевом взаимодействии с оценкой уровня их вовлеченности в совместные научно-исследовательские проекты, степени использования технологической инфраструктуры RUNNet и мировых научно-образовательных сетей (National Research and Education Network, NREN), обеспечивающей функционирование устойчивых исследовательских коллабораций и реализацию образовательных проектов на базе современных ИКТ.

В рамках этих мероприятий разработаны методики, произведены выбор и адаптация программно-аппаратных решений для мониторинга сетевого трафика и представления его результатов, на постоянной основе выполняется обработка, анализ и визуализация структуры обмена данными и основных направлений сетевой связности пользователей RUNNet.

В соответствии с общепринятой мировой практикой в отрасли телекоммуникаций сбор сведений о передаваемом и принимаемом сетевом трафике (объемы, направления приема и передачи, тип данных и др.) в RUNNet осуществляется на базе протокола NetFlow. Сбор и анализ информации о сетевом трафике по этому протоколу требует участия в процессе следующих основных компонентов:

  • сенсор ("exporter", отвечает за сбор статистики по проходящему через него сетевому трафику, L3-коммутатор или маршрутизатор)
  • коллектор ("collector", обеспечивает сбор и предварительную обработку получаемых от сенсора данных и помещает их в выделенное хранилище)
  • анализатор ("analyzer", производит основной цикл обработки собранных коллектором данных и формирует отчеты в виде доступных для анализа таблиц и/или графиков)

На коллекторе производится предварительная фильтрация данных, при которой из общего объема данных NetFlow отбираются и учитываются в дальнейшем только те записи о потоках, которые содержат в качестве отправителя и получателя данных потока номера автономных систем (AS) и/или IP-адреса пользователей сети RUNNet, а также крупных NREN и сетевых консорциумов, ведущих научных центров и университетов мира.

Для решения этой задачи была проведена работа по поиску и размещению в структурированном виде (в СУБД) информации о таких организациях (в виде уникальных идентификаторов) и об используемых ими AS и/или IP-сетях. В результате из более 60 тысяч мировых AS было отобрано и учтено в анализе около 2.5 тысяч "целевых", закрепленных за следующими типами организаций:

  • национальные, региональные и отраслевые NREN и сетевые консорциумы (более 400 AS)
  • организации высшего образования (более 1600 AS)
  • научные организации (более 400 AS)

Сетевой трафик организаций, имеющих собственные AS (за исключением нескольких крупных научных и прикладных исследовательских центров, таких как ЦЕРН, DESY, NASA), на данном этапе при визуализации был включен в общие показатели NREN страны их расположения.

Динамическая визуализация интенсивности обмена данными и основных направлений сетевой связности пользователей RUNNet производится на странице: https://www.runnet.ru/science-traffic/.

В качестве базового прикладного программного средства визуализации выбрана программная библиотека Cytoscape.js, в которой реализованы методы и алгоритмы теории графов. Отрисовываемые графы отражают основные актуальные направления обмена данными пользователей сети RUNNet и учитывают географическое положение организаций; узлы графа представляют собой объекты сетевого взаимодействия, в качестве которых выступают организации высшего образования России (являющиеся пользователями сети RUNNet или эксплуатирующие ее сетевую инфраструктуру), некоторые ведущие научные центры и организации России и мира, NREN и сетевые консорциумы.

Данная информация учитывается руководством сети RUNNet и федеральными органами управления образованием и наукой при определении и вероятных корректировках обозначенных в дорожной карте направлений и плановых мероприятий по развитию RUNNet как национальной научно-образовательной сети России, в том числе, с возможным изменением состава участников сети в пользу организаций, активно эксплуатирующих ее инфраструктуру для целей и задач науки и образования, а также новых пользователей (организаций высшего образования и науки), заинтересованных в доступе к услугам и сервисам сети.