Два года назад несколько стран мира подняли вопрос о том, чтобы лишить США монополии по распределению мирового интернет-трафика. Большинство магистральных каналов – подводных ВОЛС – было проложено Штатами, за их деньги и через их территории. Однако страны, ведущие независимую внешнюю политику и обладающие достаточными технологическими и финансовыми ресурсами – Китай, Индия, Бразилия и Россия - ведут работу по строительству собственной магистральной сетевой инфраструктуры. Если в 2008 году через американские дата-центры прошло более 96% латиноамериканского трафика, около 92% российского и СНГ, более 61% азиатского и порядка 34% европейского, то в 2012 эти цифры значительно сократились – около 80%, 70%, 40% и 20% соответственно. В России диверсификация системы международных трафик-маршрутов происходит постепенно, с ежегодным темпом в 4-7%. В Китае же сетевая ВОЛС-независимость и вовсе возведена в ранг важнейшей государственной программы в контексте Стратегии национальной безопасности. Эксперты считают, что последние угрозы Запада отключить РФ доступ к глобальной сети интернет только ускорят этот процесс и ВОЛС-суверенитет от США наша страна достигнет не к 2030, как планировалось, а уже к 2020 году. Впрочем, возможности Запада «отрубить сеть» России и сейчас можно назвать весьма гипотетическими.

США теряют контроль

Одним из первых выступило против отслеживания американскими спецслужбами трафика правительство Бразилии. В частности, президент Бразилии Дилма Русефф отменила официальный визит в США (после того, как СМИ узнали о перехвате американскими спецслужбами переписки между Бразилией и Мексикой) и заявила о создании подводной волоконно-оптической сети, которая соединит страну с Европой, Азией и Африкой в обход США. На данный момент страна работает над созданием собственных крупных дата-центров, и рассчитывает заставить местных интернет-провайдеров использовать только их. На Кубе правительство пошло дальше. Между островом и материком (Южной Америкой) была проложена подводная ВОЛС, получившая название ALBA-1 и соединившая Кубу у с Ямайкой и Венесуэлой. Она была запущена в тестовом режиме в январе этого года.

Телекоммуникационные провайдеры в Азии сейчас одновременно ведут несколько грандиозных проектов по созданию магистральных кабельных систем как в Тихом, так и в Индийском океанах. Стоимость каждого такого проекта составляет от 300 миллионов до 2,5 миллиардов долларов. В результате, к 2018 году в мире появится еще 46 тысяч километров волоконно-оптических линий связи, неподконтрольных США, а Китай получит полную независимость от американской сетевой инфраструктуры.

А что в России? Работа идет, но не афишируется. Например, прошла совершенно незамеченной в СМИ информация о том, в 2012 году ОАО «Ростелеком» купило 100% акций компании RETN Capital Ltd, зарегистрированной в Великобритании. После этого приобретения «Ростелеком» получил прямой доступ к работе на зарубежном рынке магистральных сетей связи, потому что сеть RETN располагает на сегодня панъевропейским кольцом линий связи протяженностью более 20 тыс. км и несколькими десятками собственных узлов связи в СНГ, Восточной и Западной Европе и США.

Также мало кто знает, что эта британская сеть была создана двумя петербургскими компаниями связи «ПетерСтар» и «Элтел» в 2002 году. Затем «ПетерСтар» вышел из этого бизнеса, и «Элтел» стал развивать его самостоятельно. Сеть RETN практически окольцовывает Земной шар, замыкаясь между Восточным и Западным полушариями путем соединения узлов доступа в Гонконге и Лос-Анжелесе. Пропускная способность линии связи между этими узлами впечатляет ― 2,5 Гбит/с. В Западном полушарии сеть RETN пересекает территорию США с востока на запад, ответвляясь на юго-восток в направлении Майами. В Восточном полушарии крайний западный узел связи находится в Великобритании, самый восточный ― в Японии. Европейский фрагмент, построенный в виде кольца по технологии DWDM, имеет пропускную способность 10 Гбит/с. Однако уровень зависимости от американской глобальной волоконно-оптической инфраструктуры в нашей стране пока сохраняется на довольно высоком уровне и оценивается специалистами в 67%. А если считать ВОЛС, подконтрольные союзникам США, то и все 90%.

Война страшилок

Сегодня, на фоне украинского кризиса, тема сетевого суверенитета России от Запада стала актуальной как никогда. И подтверждением этому послужила эмоциональная угроза отключить нашу страну от сети интернет, прозвучавшая от американских, а затем и европейских «партнеров». «Обычный блеф» - почти в один голос заявили эксперты телекомрынка. На аппаратном уровне угроза не исполнима в принципе – магистральных каналов из России выходит 23, и только 7 из них следуют в недружественные страны. На уровне программного обеспечения сеть тоже не отрубить – если ICANN по приказу из Вашингтона удалит маршрутизацию домена .RU, первое время выходить на ресурсы можно по IP, а затем подключить «зеркала», хранящие маршруты. При этом Штатам придется долго и мучительно перестраивать всю доменно-преобразовательную систему, потому что один из тринадцати мировых (корневых) DNS серверов находится в Новосибирске. Зато государство оперативно использовало этот информационный повод для того, чтобы поставить под тотальный контроль всю национальную сетевую инфраструктуру – на случай войны или массовых беспорядков в правительстве будет рубильник, отключающий в стране интернет как таковой.

Теме возможного отключения России от глобальной сети было посвящено специальное экстренное совещание Совета безопасности России с участием президента Путина. Чиновники Минкомсвязи доложили главе государства о результатах июльских учений, целью которых было протестировать устойчивость работы интернета на территории страны и способности предотвратить нарушения в условиях недружественных «целенаправленных действий». В итоге, было решено проработать меры, «укрепляющие суверенитет российского сегмента всемирной сети». В частности, обсуждается введение особого порядка управления интернетом, который предусматривает возможность отключения России от глобальной сети. Стоит вспомнить, что еще в апреле член Совета Федерации Максим Кавджарадзе выступил с инициативой создать внутренний интернет под названием «Чебурашка», изолированный для доступа из стран Евросоюза и США. Теперь же инициативу взяла нижняя палата парламента - депутат Госдумы Илья Костунов предложил закрыть рунет от США и ЕС, а в качестве спасительной меры он на полном серьезе  предложил раздать всем гражданам флешки с восстановительной программой.

Пока общественность обсуждает "сетевой апокалипсис", а чиновники защитные меры,  специалисты констатируют – отключение крупной страны от сети интернет технически невозможно. Почему, мы разбирались с экспертами.

Физически «обрубить»

Собственно у тех, кто действительно вознамерится лишить Россию выхода в глобальную сеть, существует два пути – физическое (аппаратное) отключение магистральной сетевой инфраструктуры на входе в страну, иначе говоря – кабель в точке входа в рунет взять и отключить, или, скажем, на худой конец, просто обрезать. Второй путь – поставить блок на уровне программного обеспечения, т.е. удалить зону .RU из корневого маршрутизатора DNS, который контролируется американской корпорацией ICANN. Но физическое отключение было возможно лет 15 назад, когда весь сетевой трафик шел через 4 магистральных канала – 3 в Европу (1 морской и 2 наземных), 1 в США (морской). Сейчас же из России выходят целых 23 канала, причем более половины из них идут совсем не в западном направлении (только в Китай идет 5 линий). Совокупная пропускная способность магистральных маршрутов в точках выхода из РФ почти в 3 раза превышает существующий трафик, т.е. если США и ЕС отключат свои магистрали, то российские интернет-пользователи этого даже не заметят, а Китай будет получать больше прибыли за обслуживание российского транзитного трафика (которую сейчас получают, в основном,  американские компании).  

Отключить DNS  

Технически изолирование какого-либо национального сегмента интернета страны извне также возможно через систему так называемых корневых DNS-серверов всемирной сети. Основные корневые серверы обозначаются тринадцатью именами, начинающимися с латинских буквенных индексов от A до M. Физически же таких серверов около 200, при этом по нескольку из них объединены общим именем. Эти серверы содержат информацию о цифровых IP-адресах доменов верхнего уровня типа .ru или .рф и их привязке к именам сайтов вида www.imya.ru или, например, город.рф. Другими словами, чтобы найти в сети тот или иной сайт в какой-либо стране, на корневых серверах должны быть прописаны таблицы маршрутизации обращений в присвоенном этой стране пуле цифровых IP-адресов. Систему корневых серверов контролирует Корпорация сетевых адресов и доменных имен (ICANN) по соглашению с правительством США, делегировавшим ей эту функцию.

Теоретически можно себе представить ситуацию, когда кто-то решит, что одну из стран нужно отключить от всемирной сети. И сделать это технически вроде бы можно: нужно просто убрать данные о национальном домене этой страны (например, .ru) из таблиц маршрутизации корневого сервера. Тогда никто в мире не будет «видеть» этот национальный сегмент сети. Как такового выхода в интернет наша страна при этом не лишится, но для пользователей рунета попадание на иностранные ресурсы будет существенно затруднено, т.к. придется в адресной строке набирать не привычный адрес, скажем, name.com, а его сетевой IP-адрес.

Директор Координационного центра национального домена сети Интернет (КЦ), который по договору с ICANN осуществляет поддержку российского пространства интернет-адресов и доменных имен, Андрей Колесников, пояснил, что в России создана достаточно устойчивая структура Рунета за 20 лет его жизни, базирующаяся на системе DNS-серверов технического центра КЦ и «зеркал» (то есть копий) нескольких корневых DNS-серверов. Можно достаточно быстро создать полное «зеркало» корневых серверов, содержащих адресную информацию о российском сегменте сети. Если это будет сделано, то исключение данных о Рунете из таблиц маршрутизации корневых серверов за рубежом в России никто из пользователей сети вообще не заметит. Для этого нужна лишь отлаженная координация действий между российскими операторами связи и структурой, которая вовремя обнаружит нарушение работы зарубежных корневых серверов и сообщит о нем операторам.

Эксперт отметил, что сетевое пространство России так просто не вычеркнешь и для зарубежных пользователей. Прежде всего, если убрать российскую адресацию из таблиц маршрутизации на серверах ICANN, эти записи будут какое-то время храниться в кэше — памяти локальных DNS-серверов в разных странах. То есть, мгновенного прекращения доступа к российскому интернет-пространству не произойдет. А когда зарубежные провайдеры доступа в интернет и государственные органы стран, не причастных к сетевой изоляции России, заметят деградацию сведений о российском адресном пространстве на серверах ICANN, они примут вполне понятные меры по ее преодолению. Для этого они смогут либо задействовать собственные «зеркала» корневых серверов, либо перенастроить маршруты доступа на «зеркало», расположенное в России. Так или иначе, доступ в российское интернет-пространство сохранится или будет восстановлен достаточно быстро. Также необходимо учитывать тот факт, что уже 4 года как один из тринадцати мировых DNS серверов находится в Новосибирске и если его «отрубить», ICANN придется перенастраивать всю систему глобальной сетевой  маршрутизации.

Один из ведущих экспертов в области информационных технологий, директор IT-компании «Барсум» Денис Милющенко в интервью «Эксперт Online» отметил, что даже если каким-то образом удастся отключить рунет от доступа к глобальной сети, массовый пользователь этого практически не почувствует. «Большинство жителей России пользуется локальными ресурсами – социальные сети (за исключением Facebook, которая, впрочем, до сих пор не стала массовой и сейчас лишь 10-я часть от VK), почтовые сервисы, СМИ и т.д. Пострадает лишь бизнес, завязанный на западный рынок, который составляет небольшую часть экономики, не более 10%, если не считать нефтегазовый сектор. В разрезе отраслей, прежде всего, тяжело будет экспортоориентированным софтверным компаниям – для них это будет катастрофа. Проблемы возникнут и у офшорных разработчиков. У них будет жесткий выбор - либо съезжать отсюда, либо бизнес сворачивать. Но большинство российских IT-компаний все же зарабатывают деньги внутри страны. В целом, такой шаг, как отключение России от глобальной сети, навредит в большей степени не нам, а самому Западу, поскольку интернет они используют как инструмент пропаганды и влияния на население страны, как  инструмент политики. В-общем, скорее всего, кто-то из политиков просто решил пропиариться - ляпнул, не подумав. А потом уже специалисты и более умные коллеги ему быстренько объяснили, какую ахинею он сморозил» - пояснил специалист.

6 октября 2014 года Нобелевскую премию по физиологии получили норвежские нейробиологи, муж и жена 52-летний Эдвард (Edvard I. Moser) и 51-летняя Мэй-Бритт Мозер (May-Britt Moser) за работы, в которых описываются механизмы головного мозга, ответственные за ориентацию в пространстве. Им досталась половина денежного эквивалента премии. Вторую половину получит Джон О`Киф (John O'Keefe). 

За всю историю премии это всего лишь пятая семейная пара, удостоенная одной из высших научных наград. Первыми была семья Пьера и Мари Кюри, получившая Нобелевку по физике в 1903 году. Впоследствии, уже после смерти мужа, Мари получила вторую Нобелевскую премию, по химии, в 1911 году. 

Одна из их дочерей, Ирен Жолио-Кюри (Irène Joliot-Curie), была удостоена Нобелевки по химии в 1935 году вместе со своим мужем Фредериком Жолио (Frédéric Joliot). Их младшая дочь Ева (Ève Curie) работала в ЮНИСЕФ, и была замужем за Генри Лабуиссом, который принял Нобелевскую премию мира от имени ЮНИСЕФ в 1965 году. 

В 1947 году семья выходцев из Австро-Венгрии, американских биохимиков Герти Терезы Корти и Карла Кори (Gerty Cori and Carl Cori) получила Нобелевку по физиологии «за открытие каталитического превращения гликогена». 

Раздельно премии получила семейная пара Мюрдалов: Гюннар Мюрдал (Gunnar Myrdal) был удостоен премии по экономике 1974 года за пионерские работы в области теории денег и экономических флуктуаций, а его жена, писатель и дипломат Элва (Alva Myrdal) - премии мира 1982 года за ее роль в переговорах ООН в деле разоружения и создания зон, свободных от ядерного оружия. 

На сайте Нобелевской премии приводятся факты, когда премию получали братья, а также отец и сын. Так, нидерландский экономист Ян Тинбергерн и его младший брат, эколог, орнитолог Николаас Тинбергерн (Jan and Nikolaas Tinbergen) были удостоены высокой награды по экономике (1969) и физиологии и медицине (1973) соответственно. 63-летний Ян получил премию «за создание и применение динамических моделей к анализу экономических процессов». А 66-летний Николаас получил Нобелевку совместно с Карлом фон Фришем и Конрадом Лоренцем «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных». Ян прожил 91 год, а его брат – 81. 

Много примеров такой позитивной семейственности у Нобелевской премии по физике. Отец и сын Уильям и Лоуренс Брэгги (William Bragg and Lawrence Bragg) получили Нобелевку в 1915 году за «их заслуги в анализе кристаллической решетки посредством рентгена». 

Шведский физик Манне Сигбан (Karl Manne Georg Siegbahn) получил Нобелевку в возрасте 38 лет в 1924 году «за открытия и исследования в области рентгеновской спектроскопии», а его сын Кай Сигбан (Kai M. Siegbahn), продолживший исследования в этой области, – в возрасте 63 лет в 1981 году «за вклад в развитие электронной спектроскопии высокого разрешения». 

Британский физик Джозеф Джон Томпсон в возрасте 50 лет был удостоен премии за открытие электрона, с формулировкой «за исследования прохождения электричества через газы» в 1906 году, а продолживший семейную традицию его 45-летний сын, Джордж Паджет Томпсон (George Paget Thomson), в 1937 году «за экспериментальное открытие дифракции электронов на кристаллах». 

Выдающийся датский физик Нильс Бор в возрасте 37 лет получил премию в 1922 году «за заслуги в изучении строения атома», а его сын Оге Бор (Aage N. Bohr) – в 53 года в 1975  году «за открытие взаимосвязи между коллективным движением и движением отдельной частицы в атомном ядре и развитие теории строения атомного ядра, базирующейся на этой взаимосвязи». 

Стоит отметить и семью потомственных американских биохимиков. Артур Корнберг (Arthur Kornberg) получил Нобелевку по медицине 1959 года, а его сын, биохимик Роджер Корнберг (Roger D. Kornberg) – по химии 2006. Жена Артура и мама Роджера – тоже биохимик. В 2010 году Роджер Корнберг совместно с Жоресом Алферовым стали сопредседателями научно-технического совета инновационного центра «Сколково». Интересно, что свою стажировку Артур Корнберг проходил в 1947 году в школе медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе у лауреатов Нобелевки Герты и Карла Корнов. Как раз в том году его научные руководители получили высшую научную награду, и в этом же году у него родился сын Роджер. 

Отец и сын Ойлеров, потомки выдающегося математика Эйлера, были удостоены двух Нобелевок. Шведский биохимик, выходец из Германии, Ханс фон Ойлер-Челпин (Hans von Euler-Chelpin) получил премию по химии 1929 года за открытие ферментации сахара и ферментативных энзимов, а его сын, физиолог Ольф фон Ойлер (Ulf von Euler) – премию по физиологии 1970 года «за открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизмов их хранения, выделения и инактивации».

За последнее время геномика как наука становится все более популярной, и, естественно, что в нашем Сибирском отделении есть исследовательские организации, специализирующиеся именно на данной научной области. Одним из таких учреждений является Центр коллективного пользования «Геномика» СО РАН, о деятельности которого нам рассказал руководитель ЦКП Марсель Расимович Кабилов.

– Марсель Расимович, расскажите, пожалуйста, о деятельности Центра коллективного пользования «Геномика» СО РАН?

Наш центр – один из крупнейших в России как по приборному оснащению, так и по количеству пользователей. ЦКП предоставляет возможность институтам биологического профиля Сибирского отделения РАН, а также другим организациям по всей России реализовывать проекты, связанные с секвенированием геномов и генов всевозможных биологических объектов, таких как вирусы, бактерии, различные эукариоты от рыб до человека. География наших пользователей с запада на восток охватывает такие города, как Санкт-Петербург, Москва, Казань, Новосибирск, Томск, Красноярск, Иркутск, Улан-Уде, Чита, Якутск, Хабаровск и Владивосток. В общей сложности более трех десятков научных и коммерческих учреждений пользуются услугами центра.

При создании ЦКП его первым прибором стал однокапиллярный секвенатор фирмы Applied Biosystems. Сейчас трудно поверить, но тогда появление этого прибора было значительным прогрессом. Процесс секвенирования стал намного проще: не нужно было заливать гелем метровые стекла, проводить целый день электрофорез и вручную разбираться с сиквенсами. Тогда началась эпоха автоматизированного секвенирования по Сэнгеру (метод обрыва цепи). Длина такого прочтения составляет приблизительно 700-900 букв. Некоторое время дальнейшее развитие было экстенсивное, в приборах просто увеличивалось количество капилляров. В итоге самой производительной системой стал «96-капиллярник», который, кстати, активно использовался в проекте «Геном человека».

На этот эпохальный проект работали целые «заводы» по секвенированию: сотни приборов одновременно читали различные участки генома человека. Общая стоимость установления структуры человеческого генома составила 3 миллиарда долларов.

Сейчас с появлением платформ высокопроизводительного секвенирования проанализировать геном человека можно за несколько тысяч долларов. Однако следует отметить, что это возможно только потому, что был собран референс, т. е. стандарт, который мы можем использовать для сравнения. Тем не менее метод Сэнгера никуда не исчез, задачи, для решения которых необходимо прочитать в пределах нескольких сотен нуклеотидов, все также актуальны. Так, например, в 2013 г. наш центр проанализировал около 30 тысяч таких образцов.

В настоящее время помимо стандартных капиллярных анализаторов для секвенирования по Сэнгеру ЦКП «Геномика» имеет в своем распоряжении и арсенал приборов для высокопроизводительного секвенирования, которые позволяют анализировать уже целые геномы. Думаю, многим по школьному курсу знакома центральная догма молекулярной биологии, которая формулирует перенос информации от ДНК в РНК и далее в белок. Так вот, геномные секвенаторы позволяют проводить анализ не только генома (ДНК), но и транскриптома (РНК) и опосредованно даже протеома (транслируемая РНК). Высокопроизводительное секвенирование – это мощный инструмент геномики, основной проблемой которого сейчас является биоинформатический анализ огромного массива получаемых данных.

– Как происходит взаимодействие пользователей с ЦКП?

У нас функционирует электронная система учета заказов наших пользователей. Человек удаленно через сайт регистрирует заказ в системе учета и вместе с заведенным бланком высылает нам образцы. После получения пробирок с образцами сотрудники ЦКП фиксируют это в системе учета, проводят секвенирование и выкладывают результаты в системе, которые пользователь может скачать.

Работы, связанные с высокопроизводительным секвенированием, как правило, требуют бóльшего участия ЦКП, которое выражается как в консультациях при планировании экспериментов, так и в непосредственном выполнении подготовки ДНК-библиотек.

– Занимается ли Центр реализацией собственных проектов?

ЦКП «Геномика» проводит собственные исследования, однако мы, как правило, всегда сотрудничаем с другими организациями – квалифицированными «объектодержателями», если можно так выразиться. Не считая нагрузки по предоставлению услуг секвенирования, в данный момент центр выполняет работы по более чем 20 совместным проектам. Учитывая, что исследования ведутся коллективом всего из 7 сотрудников, можно представить общую загруженность.

Среди направлений, которыми занимается Центр, можно отметить метагеномику, которая позволяет изучать не отдельный геном, а совокупность всех геномов сообщества микроорганизмов.

Одним из наших объектов является метагеном кишечника человека, по которому мы ведем несколько проектов, связанных с заболеваниями, а также с национальными особенностями людей. Еще один интересный объект – это вирус ядерного полиэдроза – биологическое оружие против опасного вредителя: непарного шелкопряда.

Исследование проводится совместно с лабораторией патогенеза насекомых института систематики и экологии животных СО РАН, для которой это давно исследуемый объект.

– Ведется ли Центром научно-образовательная деятельность?

Да, ЦКП периодически организует тематические школы и семинары. В июне 2015 г. мы планируем провести очередную конференцию «Высокопроизводительное секвенирование в геномике», куда и приглашаем всех коллег, интересующихся и занимающихся данной научной областью.

Маргарита Артёменко