Методы оснащения предприятий вычислительной техникой и телекоммуникационными услугами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы оснащения предприятий вычислительной техникой и телекоммуникационными услугами

Лысков О.Э.

В любом регионе России, уделяется значительное внимание развитию и внедрению современных информационных технологий. Для широкого обеспечения, накопления и обмена информацией как внутри регионов так и за их пределами крайне необходимо предоставить учреждениям доступ в специализированные глобальные сети, а также в сети общего пользования, такие как Internet. Перед большими организациями встаёт задача создания корпоративной сети. Целью данной работы является исследование основных методов оснащения предприятий средствами информатизации.

Объектом исследования будет являться компьютерная сеть организации, расположенная в пределах области. Филиалы могут быть разбросаны по разным населённым пунктам, что значительно «растягивает» размеры объекта.

Исследовав имеющиеся методики построения сетей в России и за рубежом, можно сказать, что фактически сеть строится следующим образом[1, 2, 8,14]:

Исследуется предметная область.

1.1. Исследуется рельеф местности и общие погодные условия.

1.2. Исследуется удалённость пунктов от магистралей.

1.3. Исследуется оснащённость пунктов средствами информатизации.

1.4. Исследуются имеющиеся программные средства.

1.5. Исследуется персонал, способный обслужить объект.

1.6. Анализируются стандартные технологии построения сетей, доступные комплектующие персональных компьютеров, сетевая аппаратура.

1.7. Исследуются аналогичные разработки с выявлением в них положительных и отрицательных сторон.

2. Проектируется общая структура сети, учитывая следующие особенности:

2.1. Доступ пользователей данной сети к Интернет и его сервисам должен быть комфортным и унифицированным.

2.2. Должна существовать возможность доступа к общим ресурсам сети.

2.3. Возможность контроля системы, её модернизации и ремонта. Проектирование системы с учётом её дальнейшего расширения.

2.4. Возможность соединения с сетями других городов.

2.5. Централизация сети.

3. Проектирование локальных сетей, входящих в состав объекта.

3.1. Исследование структур помещений.

3.2. Проектирование структуры локальных сетей с использованием стандартных алгоритмов построения локальных сетей в зависимости от технологий передачи информации.

3.3. Дополнение локальных сетей оборудованием, поддерживающим комфортность и безопасность их работы.

3.4. Определение требования к узлам сети.

3.5. Подбор персонала для обслуживания локальной сети.

3.6. Подбор программного обеспечения.

4. Непосредственное оснащение по модели.

4.1. Наём персонала.

4.2. Приобретение оборудования и установка.

4.3. Установка программного обеспечения.

Исходя из вышеуказанных шагов, весь процесс оснащения предприятий средствами информатизации можно рассматривать с позиции трёх уровней. Первый уровень (низший) - это оснащение организации комплектующими к персональному компьютеру и сетевым оборудованием. Второй уровень - проектирование и сборка локальной сети. Третий уровень (высший) - оснащение корпоративной сети, то есть «магистральное» оснащение. Вышестоящий уровень включает в себя нижестоящие. Представленной в работе [3], по сути, двухуровневой структуры будет явно недостаточно.

Рассмотрим каждый из уровней в отдельности.

Поставщики вычислительной техники обычно осуществляют подбор комплектующих к персональному компьютеру в частном порядке следующим образом. В качестве требований к аппаратуре берутся как можно меньшая стоимость и как можно большая суммарная мощность системы. Второй параметр «поглощает» такую характеристику, как область применения машины, так как компьютер из распространённых сегодня комплектующих способен решать разносторонние пользовательские задачи.

В работе [4] после проведения сравнительного анализа алгоритмов комплектации вычислительной техники выделен лучший из них, по мнению автора, с точки зрения точности подбора и времени работы.

В данной работе прайс-лист рассматривается как одномерных массивов различной длины. За основу алгоритма взят перебор, схожий с перебором в задаче «О восьми ферзях», так как прайс-лист, по сути, напоминает «усложнённую» шахматную доску. Для определения важности каждого типа деталей используется разработанный автором «метод коэффициентов». Данный метод позволяет расставить весовые коэффициенты, определяющие важность каждого типа деталей и на основании этого заранее определить усреднённую цену детали, облегчив поиск. Также для увеличения эффективности используется такое понятие поиска по графу, как «недооценка оставшегося пути». Алгоритм подбирает укладывающийся в определённую стоимость набор деталей, составляющие которого отвечают требованиям технической совместимости и совместимости с требованиями клиентов.

Данный алгоритм хорош тем, что можно регулировать его точность за счёт скорости выполнения. Недостаток алгоритма и метода комплектации организации вычислительной техникой на его основе - слишком большое число критериев, по которому оценивается набор деталей.

Рассмотрим второй уровень - проектирование и сборку локальной сети.

Существуют стандартные алгоритмы и модели построения локальных сетей, зависящие от технологий передачи в них информации. Они приводятся в источнике [5]. Существует два вида моделей построения сети.

Первая модель собирает локальную сеть из сегментов по принципу «конструктора», ориентируясь на группу правил. Причём, для взаимодействующих сегментов определено необходимое сетевое оборудование. Здесь в качестве критерия главным образом выступает допустимая длина кабеля. Сетевое оборудование располагается так, чтобы сигнал как можно меньше затухал.

Вторая модель, применяемая для оценки конфигурации сети, основана на точном расчете временных характеристик выбранной конфигурации сети. Эта модель иногда позволяет выйти за пределы жестких ограничений первой модели. Применение второй модели необходимо в том случае, когда размер проектируемой сети близок к максимально допустимому.

Во второй модели используются две системы расчетов:

первая система предполагает вычисление двойного (кругового) времени прохождения сигнала по сети и сравнение его с максимально допустимой величиной;

вторая система проверяет допустимость величины получаемого межпакетного временного интервала, межпакетной щели (InterPacket Gap) в сети.

Имеется возможность при проектировании локальной сети применять обе модели. При автоматизации вышеуказанных моделей следует учесть все виды технологий передачи информации в сети (Ethernet, Fast Ethernet и т.д.).

На рисунке 1 приведена примерная последовательность этапов и варианты выбора при проектировании локальной сети.

Итак, при создании новой сети для какого-нибудь предприятия желательно учитывать следующие факторы:

требуемый размер сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу);

структуру, иерархию и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия);

основные направления и интенсивность информационных потоков в сети (в настоящее время, в ближайшем будущем и в дальней перспективе). Характер передаваемой по сети информации (данные, оцифрованная речь, изображения), который непосредственно сказывается на требуемой скорости передачи (до нескольких сотен Мбит/с для телевизионных изображений высокой четкости);

Рисунок 1 - Алгоритм проектирования локальной сети

технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов) и его стоимость;

возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля;

обслуживание сети и контроль ее безотказности и безопасности;

требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, по возможностям контроля обмена информацией и т.д.;

Необходимость подключения к глобальным или к другим локальным сетям. вычислительный сеть оптоволоконный кабель

Естественно, полностью автоматизировать данный процесс не удастся. Максимум, на что можно рассчитывать - это человеко-машинная система. Задача состоит в как можно большей автоматизации процесса создания сети.

Рассмотрим третий уровень - оснащение корпоративной сети.

При техническом оснащении магистралей и клиентов следует учитывать группу условий для выбора способов подключения [8].

Магистральные узлы связи с целью минимизации затрат могут располагаться в узлах уже существующих телекоммуникационных сетей (Городские АТС, узлы связи провайдеров).

С помощью достройки центрального узла (магистрали) можно собрать в единую сеть уже имеющиеся локальные сети, как это было сделано при создании сети Алтайского государственного технического университета и группы других вузов [11, 12]. Можно пойти и обратным путём: использовать имеющуюся магистраль, а затем ставить задачу присоединения к ней локальных сетей и их проектирование [13]. Например, сети образовательных учреждений часто строят на магистралях RUNNet ([8, 11 - 13]).

Для подключения «крупных» абонентов можно использовать оптоволоконные соединения, существующие электрические кабели связи, оборудование RadioEthernet, xDSL.

Если в сеть включается малый населённый пункт, то в данном случае кабельная инфраструктура слаборазвита и ненадёжна, а создание новой-экономически неэффективно. Здесь нужно применять беспроводные технологии связи: технологии спутникового доступа и RadioEthernet. На данный момент внедрение качественных систем на основе спутникового доступа и технологии RadioEthernet сдерживается по экономическим причинам, но их роль постоянно возрастает.

Если существуют пользователи, для которых невозможно или экономически невыгодно создавать выделенные каналы связи, то доступ в Интернет можно организовать с использованием уже имеющейся телефонной инфраструктуры, то есть с использованием технологии Dial-up. Однако, авторы некоторых работ, касающихся проектирования сети, например, [10], исключают данный способ как мало скоростной и качественно невыгодный.

Можно выделить следующие особенности реализации корпоративной сети:

Большой объём разнородного трафика (телефония, данные, видео информация);

Наличие большого количества используемых протоколов и интерфейсов обмена;

Необходимость достижения высокой скорости передачи информации.

Исходя из данных особенностей, в качестве основной технологии передачи информации в крупной сети наиболее целесообразно и экономически выгодно использование технологий ATM и Frame Relay.

При построении локальных сетей, входящих в корпоративную, можно использовать распространенную технологию Fast Ethernet. Однако следует учитывать, что данная технология передачи информации в сети уже не считается быстрой по современным взглядам, поэтому по возможности сети можно проектировать на основе технологии Gigabit Ethernet, как это предлагается в работе [9].

Проектируя сеть такого масштаба, следует найти критерий эффективности работы системы либо небольшую группу критериев, по которым можно оценить систему и применить к ней методику оснащения.

В работе [2] описана модель построения сети образовательного учреждения с далеко разбросанными по области филиалами при условии унификации рабочих мест конечных пользователей сети. За критерий оценки эффективности выступает пропускная способность канала передачи. По данному критерию можно оценить, насколько удобно рабочее место для работы с сервисами сети Интернет. По данному критерию подсети разбиваются на несколько групп: от крупных провайдеров до мелких пользователей. В работе обсуждаются способы подключения и необходимое сетевое оборудование для оснащения подсетей каждой группы в зависимости от рельефа местности и оснащённости объектов средствами информатизации.

Выбранный критерий эффективности удобен и легко подсчитывается. Важность данного критерия очевидна - разработчики многих сетей стремятся к его увеличению. Данная методика способна помочь в оснащении предприятий корпоративными сетями, однако она слабо учитывает первый и второй уровни оснащения. Отсюда следует, что мы заранее не сможем собрать статистику и в полной мере оценить эффективность работы подсетей системы. Приведённая модель также слабо учитывает построение сети с резервом потенциала. Система статична.

В работе [6] рассматривается разработка методов оптимального проектирования и оценки эффективности функционирования магистральной информационной инфраструктуры региональных образовательных комплексов. Общая проблема оптимального проектирования сетей передачи данных формулируется следующим образом. Для заданных множеств - множества узлов коммутации, множества доступных маршрутизаторов, множества доступных каналов передачи данных между возможными пунктами размещения узлов коммутации, а также заданной (прогнозируемой) интенсивности трафика между узлами коммутации-необходимо определить топологию сетей передачи данных, тип маршрутизатора, устанавливаемого в каждом узле коммутации, тип и параметры каждого канала передачи данных, маршруты передачи данных между узлами коммутации. В качестве основных критериев оценки проекта используются стоимостные характеристики сетей передачи данных (затраты на оборудование и эксплуатационные расходы) и ожидаемые временные характеристики передачи данных по сети - среднее и максимальное время задержки пакетов в сетях передачи данных.

В процессе формирования и анализа вариантов сетей передачи данных применяются аналитические и имитационные модели узлов коммутации, каналов передачи данных, внешних источников (серверов и рабочих станций), генерирующих трафик различных типов (симметричный, несимметричный, с различными распределениями интервалов времени между поступлением пакетов и т.д.).

Подход хороший: сети, построенные по данной модели, будут эффективно работать, так как стоимостной критерий учтён. Но слабо учтены требования к рабочим местам. Если у заказчика не так много денежных средств, то некоторые подсети могут не потянуть возложенную на них задачу, и придётся проводить повторные исследования.

В работе [12] при оценке сети предлагаются следующие параметры производительности системы, но уже на программном уровне:

1) доступность сервиса - процент времени, за которое сетевое приложение готово предоставить соответствующий сервис;

2) реакция - скорость, с которой сетевое приложение выдает соответствующий сервис.

Как видно из приведённых примеров, предметная область даёт широкие возможности выбора критериев эффективности работы системы. Проблема проектирования сетей передачи данных является сложной многокритериальной проблемой, для которой до сих пор ищется рациональное решение.

Итак, для создания корпоративных сетей необходимо найти критерий, учитывающий оснащение с точки зрения всех трёх уровней. По критерию строится модель, по которой оценивается система. Для этого предлагается использовать следующий подход.

Существует множество критериев оценки эффективности работы сети. В обобщённом виде их можно представить в виде дерева (рисунок 2).

Рисунок 2 - Критерии оценки эффективности работы сети

Для сведения критериев дерева в один общий можно применить один из алгоритмов решения многокритериальной задачи линейного программирования, например, метод STEM [7]. Данный алгоритм следует применить для каждого узла, у которого есть «дети», но нет «внуков», объединяя детей в один узел. Процедуру нужно повторять, пока не дойдём до корня дерева, получив общий критерий. Однако проделать данную работу можно лишь при выполнении группы условий:

Грамотного подбора шкалы измерения каждого частного критерия.

Применения грамотного научного механизма сведения множества единиц измерения к одной общей.

Выработке механизма сопоставления результата работы полученной модели с другими моделями.

В процессе практической реализации сети для её эффективной работы в будущем можно предварительно развернуть фрагмент сети, и на нём проверить её работоспособность [8].

Проблема проектирования сетей передачи данных является сложной многокритериальной проблемой, для которой характерны большая размерность составляющих ее задач, комплексный характер, противоречивость и плохая формализуемость совокупности требований, предъявляемых к сети. Поэтому эффективная организация процесса оснащения предприятий средствами информатизации практически невозможна без использования современных человеко-машинных технологий оптимизации проектирования.

Для решения задачи построения сети нужно найти критерий (или группу критериев) эффективности работы системы, по которой можно её оценить. Следует учитывать обратный критерию эффективности работы системы критерий стоимости компонентов системы. Следует применять различного вида модели для проектирования структуры сети. Причём, существуют базовые положения построения сетей, которые рационально взять за основу разрабатываемой модели оснащения предприятий средствами информатизации. Построению модели сети должен предшествовать всесторонний анализ предметной области. Сеть рационально строить на основе уже имеющихся аппаратных средств. Непосредственное оснащение предприятий средствами информатизации можно проводить по специально разработанным алгоритмам комплектации изделий.

Литература

1. Лысков, О.Э. Анализ существующих технических решений оснащения объектов информационной инфраструктуры сферы образования [Текст] / О.Э. Лысков // Информационные технологии в науке, образовании и производстве (ИТНОП). Материалы международной научно-технической конференции: 25-26 мая 2006 г. - Орел: ОрелГТУ, 2006, Т4. - С. 114 - 119.

2. Коськин, А.В. Особенности разработки технического обеспечения информационно-телекоммуникационной среды регионального образовательного комплекса [Текст] / А.В. Коськин // Вестник компьютерных и информационных технологий, 2006. - № 8 (26). - С.35-41.

3. Лысков, О.Э. Автоматизация оснащения и модернизации объектов ЕОИС средствами вычислительной техники и телекоммуникационными услугами [Текст] / О.Э. Лысков // Известия ОрёлГТУ. Сер. Информационные системы и технологии. - Орёл: ОрёлГТУ, 2005. - №1(7). - С. 126 - 129.

4. «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (ИТНОП) [Текст] // Материалы международной научно-технической конференции: 11 - 12 мая 2004 г. - Орёл: ОрёлГТУ, 2004. - С. 10-15.

5. Новиков, Ю.В. Основы локальных сетей / Ю.В. Новиков, С.В. Кондратенко // М.: ИНТУИТ.РУ

6. Гостев, В.М. Математические модели и методы оценки характеристик магистральной коммуникационной инфраструктуры единой информационной образовательной среды региона / В.М. Гостев // Телематика. 2007.

7. Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений, а также хроника событий в Волшебных странах [Текст]: / О.И. Ларичев. Учебник. Изд. второе, перераб. и доп. / О.И. Ларичев. - М.: Логос, 2002. - 392 с.: ил.

8. Константинов, И.С. Организационные системы в сфере образования: Монография. [Текст] / А.В. Коськин, А.Н. Веригин, И.С. Константинов / Под общ. редакцией И.С. Константинова. - М.: Машиностроение-1, 2004, 368 с. с ил.

9. Воронина, Р.Я. Телекоммуникационное развитие мифи в рамках инновационных проектов и международных программ / Р.Я. Воронина, В.И. Метечко, Н.Н. Романов, Ю.А. Чернышев, В.А. Шурыгин // Телематика. 2007.

10. Белоглазкин, А.В. Разработка локальной вычислительной сети учреждения среднего профессионального образования. Отчёт [Текст] / А.В. Белоглазкин. - 2006. - 46с.

11. Боровцов, Е.Г. Опыт создания распределенной корпоративной сети высшего учебного заведения / Е.Г. Боровцов, Д.П. Кравар // Телематика. 2007.

12. Суворов, И.О. Развитие компьютерной телекоммуникационной сети петрозаводского государственного университета / И.О. Суворов, И.А. Митруков // Телематика. 2007.

13. Букатов, А.А. Состояние и задачи развития магистральной инфраструктуры телекоммуникационной сети южного федерального университета и нотс южного федерального округа / А.А. Букатов, Л.А. Крукиер, О.В. Шаройко // Телематика. 2007.

Размещено на Allbest.ru