Реферат: Разработка ИВС для обеспечения обмена информацией структурных подразделений администрации Владимирской области (территориальная сеть)

Аннотация

В дипломном проекте в соответствии с заданием разработана территориальная информационно-вычислительная сеть для обеспечения обмена информацией между структурными подразделениями администрации Владимирской области. Приведен обоснованный выбор телекоммуникационной сети передачи данных, услугами которой необходимо пользоваться при эксплуатации ИВС. Даны рекомендации по выбору топологии сети (подключение пользователей), оборудования, программного обеспечения и выбран оптимальный вариант.

Представлены характеристики сети и расчет пользовательских задержек в ней.

Проведен экономический анализ разработки. Он включает расчет затрат на научно-исследовательскую разработку и расчет единоразовых затрат на реализацию проекта.

Освещены вопросы по организации и охране труда. Проведен расчет времени эвакуации людей из помещения информационно-компьютерного отдела администрации Владимирской области.

Табл. 9. Ил. 10. Библиогр. 15.

Annotation

According to the given task the informative-calculative net for providing the exchange of information between the structural divisions of Vladimir region’s Administration have been developed in this diplome project. The grounded choice of the telecommunication transfering date net, wich are used during ICN expluatation. The recomtndation for the chois of the net topology, hardware environment fnd software have been given and the best case has been choosen.

The net characteristics and calculanion of the customsў delays have been presented.

The economical analysis of the elaboration have been carried out. It includes the calculation of the expenditures for the scientific research elaboration and the calculation of the expenditures for the realization of the project.

Some measures to organize the production process and the problem of labour protection have been enlighted. The calculation of the evacuation time of the peopl out the room of the informatic-computer depertment of Vladimir region administration.

Tab. 9. Ill. 10. Bibliogr. 15.

ВВЕДЕНИЕ

Наша страна идет к всеобщей компьютеризации. Быстро расширяется сфера использования компьютеров в народном хозяйстве, науке, образовании, в быту. Увеличивается выпуск вычислительных машин от мощных компьютеров, до персональных компьютеров, малых и микрокомпьютеров. Именно они устанавливаются у станков и конвейеров, в бухгалтерских конторах и научных лабораториях, на морских, речных и воздушных судах, в складских помещениях и в наших квартирах. Но возможности таких компьютеров ограничены. Поэтому и возникает необходимость объединить такие компьютеры в единую сеть, связать их с большими компьютерами и вычислительными центрами, где находятся базы и банки данных и где можно в ограниченное время произвести вычисления любой сложности или получить хранящуюся там информацию.

Включение персональных компьютеров в сеть позволяет решать объемные задачи не только на своем компьютере но и использовать компьютеры соседей или даже находящиеся в другом городе или стране, которые в данное время не используются их владельцами (сетевое решение задач). Объединение компьютеров в сети позволяет получить ряд преимуществ, в том числе совместно использовать дорогостоящие суперкомпьютеры, периферийное оборудование и так далее. Сеть компьютеров в определенной мере эквивалентна объединению в энергетические системы разрозненных электростанций и потребителей, позволяющих сглаживать нагрузку и перераспределять мощности.

В данной работе стоит задача разработать корпоративную информационно — вычислительную сеть (ИВС) для обеспечения обмена информацией между структурными подразделениями администрации Владимирской области ( АВО ), в пределах Владимирской области. Также необходимо обеспечить возможность выхода в глобальные сети ( Internet ). Кроме того, необходимо обеспечить следующее:

- обеспечить электронный обмен документати по протоколу Х.400;

- обеспечить высокую конфиденциальность передаваемой информации;

- скорость обмера информацией не должна опускаться ниже 14400 бит/с;

- обеспечить высокую надежность системы;

1. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

1.1. Анализ задания

В этом пункте будет рассмотрена ситуация, сложившаяся в системе обмена информацией(между администрацией Владимирской области и ее структурными подразделениями) на данный период,трудности, связанные с этой ситуацией и пути решения создания более перспективной ИВС.

Ситуация, о которой идет речь, имеет следующие характеристики и особенности. Рассмотрим их по порядку, начиная с оборудования ЛВС администрации Владимирской области(в дальнейшем АВО) , взаимодействия региональных пользователей(далее РП) и заканчивая обзором путей решения создавшейся ситуации.

ЛВС АВО представляет собой ЛВС NetWare 3.12 с используемыми линиями Ethernet и Arcnet. ЛВС состоит из (см.рис 1.1) :

- 4 коммуникационных серверов(хостов), 2 из которых подключены к обычной коммутируемой телефонной линии и 2 к коммутируемой телефонной линии “Искра-2”;

- 1 файл-сервера;

- 78 рабочих станций;

ЛВС АВО имеет 25 удаленных пользователей, как обыкновенные РС, так и ЛВС(см приложение 1), располагающичся во всех районах Владимрской области , среди которых городские и районные администрации. Связь происходит по коммутируемым линиям связи со средней скоростью обмена 9600 бит/с. Для связи используются модемы ZyXEL U-1496E+, способные работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах. Удаленный доступ к ЛВС АВО осуществляется с помощью коммуникацтонной программы PCAnywhere.

Теперь рассмотрим возможности РП и трудности, с которыми он незамедлительно столкнется. РП имеет следующие возможности: удаленный доступ к базам данных ЛВС АВО в режиме on-line и скачивания необходимой информации. Если быть точным, то этот удаленный доступ называется удаленным управлением. То есть нет возможности работы сразу всем пользователям одновременно, так как в наличии ЛВС АВО имеются только 4 канала связи. В связи с этим приходится какое- то время проводить в ожидании. В лучшем случае - это полчаса, да и то если РП сумеет дозвониться первым. Вторая проблема - низкая скорость обмена информацией (9600 бит/с), которую желательно увеличить. Информацию, переданную таким образом (по коммутируемым телефонным каналам) нельзя назвать конфиденциальной. Для опытного пользователя не составит особого труда влезть в эту систему. В связи с этим утвердим основные требования, которые будем предъявлять к проектируемой сети:

Рис 1.1 ЛВС АВО

- должна иметься электронная система отправки сообщений и распределения информации, или электронная почта (причем эта система должна удовлетворять протоколу Х.400);

- сеть должна обеспечить онлайновый доступ к базам данных ЛВС АВО;

- в сети должен быть предусмотрен выход в Internet со стороны ЛВС АВО;

- сеть должна обеспечивать высокую конфиденциальность передаваемой информации;

- скорость обмена не должна быть ниже 14400 бит/с;

- связь в сети должна быть высоко надежной.

При этом должно как можно эффективнее использоваться уже имеющееся оборудование и ПО и стоимость проекта должна быть по возможности минимальной.

Далее будут рассмотрены основные моменты, которые будут присутствовать при разработке сети.

1.2. Основы принципов построения корпоративных сетей передачи данных

1.2.1. Постановка задачи

Корпоративная сеть - это система, обеспечивавшая передачу информации между различными приложениями, используемыми в системе корпорации. Исходя из этого вполне абстрактного определения, мы рассмотрим различные подходы к созданию таких систем и постараемся наполнить понятие корпоративной сети конкретным содержанием. При этом мы считаем, что сеть должна быть максимально универсальной, то есть допускать интеграцию уже существующих и будущих приложений с минимально возможными затратами и ограничениями.

Корпоративная сеть как правило является территориально распределенной, т.е. объединяющей офисы, подразделения и другие структуры, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Часто узлы корпоративной сети оказываются расположенными в различных городах, а иногда и странах. Принципы, по которым строится такая сеть, достаточно сильно отличаются от тех, что используются при создании локальной сети, даже охватывающей несколько зданий. Основное отличие состоит в том, что территориально распределенные сети используют достаточно медленные (на сегодня десятки и сотни килобит в секунду, иногда до 2 Мбит/с) арендованные линии связи. Если при созидании локальной сети основные затраты приходятся на закупку оборудования и прокладку кабеля, то в территориально распределенных сетях наиболее существенным элементом стоимости оказывается арендная плата за использование каналов, которая быстро растет с увеличением качества и скорости передачи данных. Это ограничение является принципиальным, и при проектировании корпоративной сети следует предпринимать все меры для минимизации объемов передаваемых данных. В остальном же корпоративная сеть не должна вносить ограничений на то, какие именно приложения и каким образом обрабатывают переносимую по ней информацию.

Под приложениями мы здесь понимаем как системное программное обеспечение - базы данных, почтовые системы, вычислительные ресурсы, файловый сервис и проч. - так и средства, с которыми работает конечный пользователь. Основными задачами корпоративной сети оказываются взаимодействие системных приложений, расположенных в различных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей.

Первая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи[15]. Если в пределах одного города можно рассчитывать на аренду выделенных линий, в том числе высокоскоростных, то при переходе к географически удаленным узлам стоимость аренды каналов становится просто астрономической, а качество и надежность их часто оказываются весьма невысокими.

Естественным решением этой проблемы является использование уже существующих глобальных сетей. В этом cлучае достаточно обеспечить каналы от офисов до ближайших узлов сети. Задачу доставки информации между узлами глобальная сеть при этом возьмет на себя.

1.2.2. Использование Internet в корпоративных сетях

В зависимости от решаемых задач, Internet можно рассматривать на различных уровнях. Для конечного пользователя это прежде всего всемирная система предоставления информационных и почтовых услуг. Сочетание новых технологий доступа к информации, объединяемых понятием World Wide Web , с дешевой и общедоступной глобальной системой компьютерной связи Internet фактически породило новое средство массовой информации, которое часто называют просто the Net -Сеть. Тот, кто подключается к этой системе, воспринимает ее просто как механизм, дающий доступ к определенным услугам. Реализация же этого механизма оказывается абсолютно несущественной.

При использовании Internet в качестве основы зля корпоративной сети передачи данных выясняется очень интересная вещь. Оказывается, Сеть сетью-то как раз и не является. Это именно Internet-”междусетье”. Если заглянуть <внутрь> Internet, мы увидим, что информация проходит через множество абсолютно независимых и по большей части некоммерческих узлов, связанных через самые разнородные каналы и сети передачи данных. Бурный рост услуг, предоставляемых в Internet, приводит к перегрузке узлов и каналов связи, что резко снижает скорость и надежность передачи информации. При этом поставщики услуг Internet не несут никакой ответственности за функционирование сети в мелом, а каналы связи развиваются крайне неравномерно и в основном там, где государство считает нужным вкладывать в это средства. Соответственно, нет никаких гарантий на качество работы сети, скорость передачи данных и даже просто на достижимость ваших компьютеров. Для задач, в которых критичными являются надежность и гарантированное время доставки информации, Internet является далеко не лучшим решением. Кроме того, Internet привязывает пользователей к одному протоколу - IР. Это хорошо, когда мы пользуемся стандартными приложениями, работающими с этим протоколом. Использование же с Internet любых других систем оказывается делом непростым и дорогим.

Если у вас возникает необхолимость обеспечить доступ мобильных пользователей к вашей частной сети - Internet также не самое лучшее решение. Казалось бы, больших проблем здесь быть не должно - поставщики услуг Internet есть почти везде, возьмите портативный компьютер с модемом, позвоните и работайте. Однако, поставщик, скажем, в Новосибирске, не имеет никаких обязательств перед вами, если вы подключились к Internet в Москве. денег за услуги он от вас не получает и доступа в сеть, естес ственно,не предоставит. Либо надо заключать с ним соответствующий контракт, что врядли разумно, если вы оказались в двухдневной командировке, либо звонить из Новосибирска в Москву.

Еще одна проблема Internet, широко обсуждаемая в последнее время, - безо асность . Если мы говорим о частной сети, вполне естественным представляется защитить передаваемую информацию от чужого взгляда. Непредсказуемость путей информации между множеством независимых узлов Internet не только повышает риск того, что какой-либо не в меру любопытный оператор сети может сложить ваши данные себе на диск (технически это не так сложно), но и делает невозможным определение места утечки информации. Средства шифрования решают проблему лишь частично, поскольку применимы в основном к почте, передаче файлов и т.п. Решения же, позволявшие с приемлемой скоростью шифровать информацию в реальном времени (например, при непосредственной работе с удаленной базой данных или файл-сервером) малодоступны и дороги.

Дугой аспект проблемы безопасности опять же связан с децентрализованностью Internet - нет никого, кто мог бы ограничить доступ к ресурсам вашей частной сети. Поскольку это открытая система, где все видят всех, то любой желающий может попробовать попасть в вашу офисную сеть и получить доступ к данным и программам. Есть, конечно, средства зашиты (для них принято название Firewall, по-русски, точнее по-немецки брандмауэр - противопожарная сена). Однако, считать их панацеей не стоит - вспомните про вирусы и антивирусные программы. Любую защиту можно сломать, лишь бы хо окупало стоимость взлома.

Таким образом, рекомендовать Internet как основу для систем, в которых требуется надежность и закрытость никак нельзя. Подключение к Internet в рамках корпоративной сети имеет смысл, если вам нужен доступ к тому громадному информационному пространству, которое, собственно, и называют Сетью.

1.2.3. Виртуальные сети передачи данных

Идеальным вариантом для частной сети было бы создание каналов связи только на тех участках, где это необходимо, и передача по ним любых сетевых протоколов, которых требуют работающие приложения. На первый взгляд это возврат к арендованным линиям связи, однако существуют технологии построения сетей передачи данных, позволявшие организовать внутри них каналы, возникавшие только в нужное время и в нужном месте. Такие каналы называются виртуальными. Систему, обьединящую удаленные ресурсы с помощью виртуальных каналов естественно назвать виртуальной сетью. На сегодня существуют две основных технологии виртуальных сетей - сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов. К первым относятся обычная телефонная сеть, ISDN и ряд других, более экзотических технологий. Сети с коммутацией пакетов представлены технологиями Х.25, Frame Relay и - в последнее время - АТМ. Говорить о использовании АТМ е территориально распределенных сетях пока рано и мы оставим эту технологию за рамками нашего рассмотрения. Остальные типы виртуальных в различных сочетаниях сетей широко используются при построении корпоративных информационных систем.

1.2.3.1. Сети скоммутацией каналов

Сети с коммутацией каналов обеспечивают абоненту несколько каналов

связи с фиксированной пропускной способностью на каждое подключение.

1.2.3.1.1. Телефонная сеть

Хорошо нам знакомая телефонная сеть дает один канал связи между абонентами. При необходимости увеличить количество одновременно доступных ресурсов приходится устанавливать дополнительные телефонные номера, что обходится очень недешево. Даже если забыть о низком качестве связи, то ограничение на количество каналов и большое время установления соединения не позволяют использовать телефонную связь в качестве основы корпоративной сети. Для подключения же отдельных удаленных пользователей это достаточно удобный и часто единственный доступный метод.

1.2.3.1.2. ISDN

Другим примером виртуальной сети с коммутацией каналов является ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг). ISDN обеспечивает цифровые каналы (64 кбит/сек), по которым могут передаваться как голос, так и данные. Базовое подключение ISDN (Basic Rate Interface ) включает два таких канала и дополнительный канал управления со скоростью 16 кбит/с (такая комбинация обозначается как 2В+0). Возможно использование большего числа каналов - до тридцати (Ргimагу Rаtе Interface 3ОВ+D), однако это ведет к соответствующему удорожанию аппаратуры и каналов связи. Кроме того, пропорционально увеличиваются и затраты на аренду и использование сети. В мелом ограничения на количество олновременно доступных ресурсов, налагаемые ISDN, приводят к тому, что этот тип связи оказывается удобным использовать в основном как альтернативу телефонным сетям. В системах с небольшим количеством узлов 150М может использоваться также и как основной протокол сети. Следует только иметь в виду, что доступ к ISDN в нашей стране пока скорее исключение, чем правило.

1.2.3.2. Ceти с коммутацией пакетов

Альтернативой сетям с коммутацией каналов являются сети с коммутацией пакетов. При использовании пакетной коммутации один канал связи используется в режиме разделения времени многими пользователями - примерно так же, как и в Internet. Однако, в отличие от сетей типа Internet, где каждый пакет маршрутизируется отдельно, сети пакетной коммутации перел передачей информации требуют установления соединения между конечными ресурсами. После установления соединения сеть “запоминает” маршрут (виртуальный канал), по которому должна передаваться информация между абонентами и помнит его, пока не получит сигнала о разрыве связи[14]. Для приложений, работающих в сети пакетной коммутации, виртуальные каналы выглядят как обычные линии связи - с той только разницей, что их пропускная способность и вносимые задержки меняются в зависимости от загруженности сети.

1.2.3.2.1. Сети Х.25

Классической технологией коммутации пакетов является протокол Х.25. Сегодня принято морщить при этих словах нос и говорить - “это дорого, медленно, устарело и не модно”. Действительно, на сегодня практически не существует сетей Х.25, использующих скорости выше 128 кбит/сек. Протокол Х.25 включает мощные средства коррекции ошибок, обеспечивая надежную доставку информации даже на плохих линиях и широко используется там, где нет качественных каналов связи. В нашей стране их нет почти повсеместно. естественно, за надежность приходится платить - в данном случае быстродействием оборудования сети и сравнительно большими - но предсказуемыми - задержками распространения информации. В то же время Х.25 - универсальный протокол, позволяющий передавать практически любые типы данных.

“Естественным” для сетей Х.25 является работа приложений, использующих стек протоколов OSI. К ним относятся системы, использующие стандарты Х.400 (электронная почта) и FТАМ (обмен файлами), а также некоторые другие. доступны средства, позволяющие реализовать на базе протоколов OSI взаимодействие Unix -систем.

Другая стандартная возможность сетей Х.25 - связь через обычные асинхронные СОМ- порты. Образно говоря, сеть Х.25 удлиняет кабель, полключенный к последовательному порту, донося его разъем до удаленных ресурсов. Таким образом, практически любое приложение, допускающее обращение к нему через СОМ-порт, может быть легко интегрировано в сеть Х.25. В качестве примеров таких приложений следует упомянуть не только терминальный доступ к удаленным хост-компыотерам, например Unix-машинам, но и взаимодействие Unix-компыотеров друг с другом (сu, uucp), системы на базе Lotus Notes, электронную почту сс:Маil и М5 Маil и т.п

Для объединения LAN в узлах, имеющих подключение к сети Х.25, существуют методы упаковки (<инкапсуляции>) пакетов информации из локальной сети в пакеты Х.25 Часть служебной информации при этом не передается,.

поскольку может быть однозначно восстановлена на стороне получателя. Стандартным механизмом инкапсуляции считается описанный в документе RFC 1356. Он позволяет передавать различные протоколы локальных сетей (IР, IРХ и т.д.) одновременно через одно виртуальное соединение. Этот механизм (или более старая его реализация RFC 877, допускающая только передачу IP)реализован практически во всех современных маршрутизаторах.

Существуют также методы передачи по Х.25 и других коммуникационных протоколов, в частности SNA, используемого в сетях IBM mainframe, а также ряда частных протоколов различных производителей.

Таким образом, сети Х.25 предлагают универсальный транспортный механизм для передачи информации между практически любыми приложениями. При этом разные типы трафика передаются по одному каналу связи, ничего “не зная” друг о друге. При объединении LAN через Х.25 можно изолировать друг от друга отдельные фрагменты корпоративной сети, даже если они используют одни и те же линии связи. Это облегчает решение проблем безопасности и разграничения доступа, неизбежно возникающих в сложных информационных структурах. Кроме того, во многих случаях отпадает необходимость использовать сложные механизмы маршрутизации, переложив эту задачу на сеть Х.25.

Сегодня в мире насчитываются десятки глобальных сетей Х.25 общего пользования, их узлы имеються практически во всех крупных деловых, промышленных и административных центрах. В России услуги Х.25 предлагают Спринт Сеть, Infotel, Роспак, Роснет, Sovam Теleport и ряд других поставщиков. Кроме объединения удаленных узлов е сетях Х.25 всегда предусмотрены средства доступа для конечных пользователей. ЛЯ того чтобы подключиться к любому ресурсу сети Х.25, пользователю достаточно иметь компьютер с асинхронным последовательным портом и молем. При этом не возникает проблем с авторизацией доступа в географически удаленных узлах - во-первых, сети Х.25 достаточно иентрализованны и заключив договор, например, с компанией Спринт Сеть или ее партнером, вы можете пользоваться услугами любого из узлов Sprintnet - а это тысячи городов по всему миру, в том числе более сотни на территории бывшего СССР. Во-вторых, существует протокол взаимодействия между разными сетями (Х.75), учитывающий в том числе и вопросы оплаты. Таким образом, если ваш ресурс подключен к сети Х.25, вы можете получить доступ к нему как с узлов вашего поставщика, так и через узлы других сетей - то есть, практически из любой точки мира[15].

С точки зрения безопасности передачи информации сети Х.25 предоставляют ряд весьма привлекательных возможностей. Прежде всего, благодаря самой структуре сети, стоимость перехвата информации в сети Х.25 оказывается достаточно велика, чтобы уже служить неплохой зашитой. Проблема несанкционированного доступа также может достаточно эффективно решаться средствами самой сети. Если же любой - даже сколь угодно малый - риск утечки информации оказывается неприемлемым, тогда, конечно, необходимо использование средств шифрования, в том числе в реальном времени. Сегодня существуют средства шифрования, созданные специально для сетей Х.25 и позволяющие работать на достаточно высоких скоростях - до 64 кбит/с. Такое оборудование производят компании Racal, Суlink , Siеmens . Есть и отечественные разработки, созданные под эгидой ФАПСИ.

Недостатком технологии Х.25 является наличие ряда принципиальных ограничений по скорости. Первое из них связано именно с развитыми возможностями коррекции и восстановления. Эти средства вызывают задержки передачи информации и требуют от аппаратуры Х.25 большой вычислительной мощности и производительности, в результате чего она просто “не успевает” за быстрыми линиями связи. Хотя существует оборудование, имеющее лвухмегабитные порты, реально обеспечиваемая им скорость не превышает 250 - 300 кбит/сек на порт. С другой стороны, для современных скоростных линий связи средства коррекции Х.25 оказываются избыточными и при их использовании мощности оборудования часто работают вхолостую.

Второй момент, заставляющий рассматривать сети Х.25 как медленные, состоит в особенностях инкапсуляции протоколов LAN (в первую очередь IР и IРХ). При прочих равных условиях связь локальных сетей по Х.25 оказывается, в зависимости от параметров сети, на 15-40 процентов медленнее, чем при использовании HDLC по выделенной линии. Причем чем хуже линия связи, тем выше потери производительности. Мы снова имеем дело с очевидной избыточностью - протоколы LAN имеют собственные средства коррекции и восстановления (ТСР, SРХ), однако при использовании сетей Х.25 приходится делать это еще раз, теряя на скорости.

Именно на этих основаниях сети Х. 25 объявляются медленными и устаревшими. Но прежде чем говорить о том, что какая-либо технология является устаревшей, следует указать - для каких применений и в каких условиях. На линиях связи невысокого качества сети Х.25 вполне эффективны и лают значительный выигрыш по иене и возможностям по сравнению с выделенными линиями. Супругой стороны, даже если рассчитывать на быстрое улучшение качества связи - необходимое условие устаревания Х.25 - то и тогда вложения в аппаратуру Х.25 не пропадут, поскольку современное оборудование включает возможность перехода к технологии Frame Rеlау,

1.2.3.2.2. Сети Frame Relay

Технология Frame Rеlау появилась как средство, позволяющее реализовать преимущества пакетной коммутации на скоростных линиях связи. Основное отличие сетей Frame Relay от Х.25 состоит в том, что в них исключена коррекция ошибок между узлами сети, Задачи восстановления потока информации возлагаются на оконечное оборудование и программное обеспечение пользователей. естественно, это требует использования достаточно качественных каналов связи. Считается, что для успешной работы с Frame Relay вероятность ошибки в канале должна быть не хуже 10 ^-6 -10 ^-7 ,т.е. не более одного сбойного бита на несколько миллионов. Качество, обеспечиваемое обычными аналоговыми линиями, обычно на один - три порядка ниже.

Вторым отличием сетей Frame Relay является то, что на сегодня практически во всех них реализован только механизм постоянных виртуальных соединений (PVC). Это означает,что подключаясь к порту агате Relay, вы должны заранее определить, к каким именно удаленным ресурсам будете иметь доступ. Принцип пакетной коммутации - множество независимых виртуальных соединений в одном канале связи - здесь остается, однако вы не можете выбрать адрес любого абонента сети. Все доступные вам ресурсы определяются при настройке порта. Таким образом, на базе технологии Frame Relay удобно строить замкнутые виртуальные сети, используемые для передачи других протоколов, средствами которых осуществляется маршрутизаиия. “Замкнутость” виртуальной сети означает, что она полностью недоступна для других пользователей, работающих в той же сети Frame Relay. Например, в США сети Frame Relay широко применяются в качестве опорных для работы Internet, Однако, ваша частная сеть может использовать виртуальные каналы Frame Relay в тех же линиях, что и трафик Internet - и быть абсолютно от него изолированной.

Как и сети Х.25, Frame Relay предоставляет универсальную среду передачи для практически любых приложений. Основной областью применения агате Relay на сегодня является объединение удаленных LAN. Ори этом коррекция ошибок и восстановление информации производится на уровне транспортных протоколов LAN - ТСР, SPX и т.п. Потери на инкапсуляцию трафика LAN во Frame Relay не превышают двух-трех процентов. Способы инкапсуляции протоколов LAN во Frame Relay описаны в спецификациях RFC 1294 и RFC 1490. RFC 1490 определяет также передачу по Frame Relay трафика SNA.

Спецификация Аnnех G стандарта АNSI Т1.617 описывает использование Х.25 поверх сетей Frame Relay. При этом используются все функции адресации, коррекции и восстановления Х.25 - но только между оконечными узлами, реализуюшими Аnnех G.

Постоянное соединение через сеть Frame Relay в этом случае выглядит как “прямой провод”,по которому передается трафик Х.25. Параметры Х.25 ( размер пакета и окна ) могут быть выбраны таким образом, чтобы получить минимально возможные задержки распостранения и потери скорости при инкапсуляции протоколов LAN.

Отсутствие коррекции ошибок и сложных иеханизмов коммутации пакетов, характерных для Х.25, позволяют передавать информацию по Frame Relay с минимальными задержками. Дополнительно возможно включение механизма приоретизации, позволяющего пользователю иметь гарантированную минимальную скорость передачи информации для виртуального канала. Такая возможность позволяет использовать Frame Relay для передачи критичной к задержкам информации, например голоса и видео в реальном времени. Это сравнительно новая возможность приобретает все большую популярность и часто является основным аргументом при выборе Frame Relay как основу корпоративной сети.

Следует помнить, что сегодня услуги сетей Frame Relay доступны в нашей стране не более чем в полутора десятках городов, в то время, как Х.25 — примерно в двухстах. Есть все основания считать, что по мере развития каналов связи технология Frame Relay будет становиться все более распостраненной — прежде всего там, где сейчас существуют сети Х.25. К сожалению, не существует единого стандарта, описывающего взаимодействие различных сетей Frame Relay, поэтому пользователи оказываются привязаны к одному поставщику услуг. При необходимости расширить географию возможно подключение в одной точке к сетям разных поставщиков — с соответствующим увеличением расходов.

Существуют также частные сети Frame Relay, работающие в пределах одного города или иснользующие междугородние — как правило спутниковые — выделенные каналы. Построение частных сетей на базе Frame Relay позволяет сократить количество арендуемых линий и интегрировать передачу голоса и данных.

1.2.4. Структура корпоративной сети

При построении территориально распределенной сети могут использоваться все описанные выше технологии. Для подключения удаленных пользователей самым простым и доступным вариантом является использование телефонной связи. Там, где возможно, могут использоваться сети ISDN. Для объединения узлов сети в большинстве случаев используются глобальные сети передачи данных. Даже там, где возможна прокладка выделенных линий(например, в пределах одного города) использование технологии пакетной коммутации позволяет уменьшить количество необходимых каналов связи и обеспечить совместимость системы с существующими глобальными сетями.

Подключение корпоративной сети к Internet оправдано, если вам нужен доступ к соответствующим услугам. Использовать Internet как среду передачи данных стоит только тогда, когда другие способы не доступны и финансовые соображения перевешивают требования надежности и безопастности. Если вы будете использовать Internet только в качестве источника информации, лучше пользоваться технологией “соединения по запросу”(dial on demand), т.е. таким способом подключения, когда соединение с узлом Internet устанавливается по вашей инициативе и на нужное вам время. Это резко снижает риск несанкционированного проникновения в вашу сеть извне. Простейший способ обеспечить такое подключение — использовать дозвон до узла Internet по телефонной линии или, если возможно, через ISDN. Дугой , более надежный способ обеспечить соединение по запросу — использовать выделенную линию и протокол X.25 или- что гораздо предпочтительнее - Frame Relay. В этом случае маршрутиз атор с вашей стороны должен быть настроен так, чтобы разрывать виртуальное соединение при отсутствии данных в течении определенного времени и вновь устанавливать его только тогда, когда данные появляются с вашей стороны. Широко распространенные способы подключения с использованием PPP или HDLC такой возможности не лают. Если же вы хотите предоставлять свою информацию в Internet - например, установить WWW или FTP сервер, соединение по запросу оказывается неприменимым. В этом случае следует не только использовать ограничение доступа с помощью Firewail, но и максимально изолировать сервер Internet от остальных ресурсов. Хорошим решением является использование единственной точки подключения к Internet для всей территориально распределенной сети, узлы которой связаны друг с другом с помощью виртуальных каналов Х.25 или Frame Relay. В этом случае доступ из Internet возможен к единственному узлу, пользователи же в остальных узлах могут попасть в Internet с помощью соединения по запросу.

Для передачи бранных внутри корпоративной сети также стоит использовать виртуальные каналы сетей пакетной коммутации. Основные достоинства такого подхода - универсальность, гибкость, безопасность - были подробно рассмотрены выше. В качестве виртуальной сети при построении корпоративной информационной системы может использоваться как Х.25, так и агате Relay. Выбор между ними определяется качеством каналов связи, доступностью услуг в точках подключения и - не в последнюю очередь - финансовыми соображениями. На сегодня затраты при использовании Frame Relay для междугородной связи оказываются в несколько раз выше, чем для сетей Х.25. С другой стороны, более высокая скорость передачи информации и возможность одновременно передавать данные и голос могут оказаться решающими аргументами в пользу Frame Relay.

На тех участках корпоративной сети, где доступны арендованные линии, более предпочтительной является технология Frame Relay,. В этом случае возможно как объединение локальных сетей и подключение к Internet , так и использование тех приложений, которые традиционно требуют Х.25. Кроме того, по зтой же сети возможна телефонная связь между узлами. Для Frame Relay лучше использовать иифровые каналы связи, однако даже на физических линиях или каналах тональной частоты можно создать вполне эффективную сеть, установив соответствующее канальное оборудование. Хорошие результаты лает применение модемов Мо1ого1а 326 х SDC , имеющих уникальные возможности коррекции и компрессии данных в синхронном режиме. Благодаря этому удается - ценой внесения небольших задержек - значительно поднять качество канала связи и достичь эффективной скорости до 80 кбит/сек: и выше. На физических линиях небольшой протяженности могут использоваться также Short-range модемы, обеспечиваюшие достаточно высокие скорости. Однако , здесь необхолимо высокое качество линии, лоскольку Short-гаngе модемы никакой коррекции ошибок не поддерживают. Широко известны Short-rang модемы RAD , а также оборудование РаiгGаin, позволяюшее достичь скорости 2 Мбит/с на физических линиях длиной около 10 км.

Для подключения удаленных пользователей к корпоративной сети могут использоваться узлы доступа сетей Х.25, а также собственные коммуникационные узлы. В последнем случае требуется выделение нужного количества телефонных номеров (или каналов ISDN), что может оказаться слишком дорого. Если нужно обеспечить подключение большого количества пользователей одновременно, то более дешевым вариантом может оказаться использоваиие узлов доступа сети Х.25 .

1.3. Выбор телекоммуникационной сети для решения поставленной задачи

1.3.1. Методы и алгоритмы выбора

В данном разделе рассматривается подход к выбору телеком муникационных сетей который может быть распространен на выбор ЛВС в целом или их компонентов. В настоящее время у потенциальных пользователей появилась возможность выбора телекоммуникационных средств для решения прикладных задач, связанных с обработкой и передачей информации.

Чаще всего потребителей интересуют ответы на следующие вопросы.

1. Пользователем какой телекоммуникационной сети выгоднее стать для получения необходимого перечня услуг с приемлемыми затратами?

2. На базе какой сети можно объединить группу территориально удаленных пользователей, связанных общими целями в их профессиональной деятельности, без необходимости внесения в эту систему каких-либо изменений?

3. На базе какой сети можно решить задачу образования частной подсети территориально удаленных пользователей с минимальными доработками аппаратных, программных и информационных средств?

Очевидно, что перечень подобных вопросов может быть продолжен. Указанные задачи относятся к области многокритериальной оптимизации и принятия решений в условиях риска, и их решение строго формальными методами вызывает значительные трудности. Это связано"во-первых, со сложностью методов и, во вторых, с существенно отличающейся степенью полноты и достоверности имеющихся сведений о характеристиках сравниваемых телекоммуникационных сетей. В этих условиях возрастает роль эвристических методов, основанных на эмпирических правилах, упрощающих и ограничивающих область поиска решений, а так же существенно снижающих вероятность принятия ошибочного решения при выборе ТС.

Для определения предпочтительной телекоммуникационной сети авторами рекомендуется использовать метод главного критерия, метод “взвешивания” и метод оценки предпочтения”[9].

1.3.2. Выбор группы телекоммуникационных сетей(ТС)

На предварительном этапе подготовки к проведению сравнения и оценки ТС по каждому из указанных методов необходимо выполнить идентификацию потребностей пользователя и определить группу телекоммуникационных сетей, обеспечивающих реализацию этих потребностей. В соответствии с терминологией, используемой в теории принятия решения, пользователь, осуществляющий выбор ТС, является лицом, принимающим решение (ЛПР).

Для идентификации потребностей потенциального пользователя ЛПР следует определить состав характеристик ТС значимость этих характеристик. Значимость-это некий коэффициент(допустим от 0 до 1).Сумма всех коэффициентов значимости по всем характеристикам равна 1. Определим состав характеристик и их значимость при решении задачи.Все сведем в таблицу 1.3.1.

Описания эксплуатируемых и вводимых в эксплуатацию на территории России сетей и информационных систем в [4,9].

Допустимые значения характеристик ТС, полученные при идентификации потребностей пользователя, позволяют определить состав группы телекоммуникационных сетей, удовлетворяющих ограничительным требованиям и используемых для последующего выбора предпочтительной сети.

После определения состава группы ТС можно выполнить процедуру “уступки по параметрам”. Она заключается в том, что первоначально выбранное допустимое значение одной или нескольких характеристик изменяется на некоторую величину, после чего повторно определяется состав группы ТС. При этом возможна ситуация, для которой незначительная по величине “уступка” позволяет существенно расширить состав формируемой группы.

Характеристики ТС и их значимость Таблица 1.3.1

В нашем случае задача выбора группы ТС заметно упрощается. Дело в том, что на территории Владимирской области на данный период функционируют всего две ТС передачи данных. Это сеть Relcom(UUCP) и региональная сеть передачи данных Global X.25. Cледовательно, все методы выбора ТС будем применять к этой группе.

1.3.3. Метод главного критерия

Применительно к задаче выбора предпочтительной телекоммуникационной сети метод главного критерия заключается в следу ющем:

из состава характеристик ТС выбирается характеристика, определяемая ЛПР как наиболее важный критерий;

по выбранному критерию сравниваются сети, входящие в группу допустимых, и находится ТС, имеющая наилучшее значение этого критерия.

Определим состав характеристик, по которым будем производить оценку. Их две : существование электронной почты (Х.400) и высокая конфиденциальность к передаваемой информации.

Независимо от того какая характеристика наиболее предпочтительна, все сводится в пользу сети Global X.25, так как протокол Х.400 в сети Relcom попросту отсутствует, а на счет конфиденциальности информации было сказано в п 1.1.3 . Было обращено внимание на плохую организацию секретности информации в сетях UUCP(например, Internet). А так как Relcom это основной поставщик Internet(условно говоря,часть Internet) в России, то по всей видимости не отличается высокой степенью конфиденциальности, передаваемой информации.

Следовательно, применяя метод главного критерия, получаем наиболее благоприятную для нас ТС, а именно Global X.25.

1.3.4. Метод ЅвзвешиванияЅ

Использование метода “взвешивания” предусматривает задание для каждой характеристики ТС численного веса, отражающего ее относительную важность с точки зрения пользователя сети; при этом сумма всех характеристик должна быть равна 1. Далее значение каждой характеристики оценивается экспертным способом по определенной шкале (например, по 10-бальной системе). Для получения более объективных значений весовых коэффициентов и балльных оценок характеристик могут быть использованы различные способы формирования экспертных оценок группой специалистов.

Метод ЅвзвешиванияЅ Таблица 1.3.2

эксперт.оценки произведение

В заключение для каждой ТС производится умножение весов на численные значения оценок характеристик, и полученные результаты складываются. В качестве предпочтительной ТС выбирается вариант c максимально взвешенной оценкой. Отразим все сказанное в таблице 1.3.2(экспертные оценки проставлены служащими организации ЅВладимир ТелесервисЅ)

Как видно из таблицы 1.3.2 сеть Global X.25 набрала наибольшую сумму произведений значимость • экспертная оценка. Следовательно, в соответствии с методом ЅвзвешиванияЅ для решения нашей задачи предпочтительней выбрать именно эту сеть.

1.3.5. Метод оценки предпочтения

Из практики применения эвристических методов известно, что в ряде случаев необходимость выполнения количественной экспертной оценки характеристик сложной системы вызывает определенные трудности. Это обстоятельство учитывается в предлагаемом авторами методе оценки предпочтений, порядок использования которого для выбора ТС приведен ниже[7].

Шаг 1. Характеристики ТС располагаютея ЛПР в упорядоченной последовательности в соответствии с некоторой шкалой, определяющей их относительную важность.

Шаг 2. Составляется таблица, в которую в соответствии с последовательностью, определенной на предыдущем шаге, заносятся значения характеристик ТС, выбранных на предварительном этапе как допустимые для давного пользователя. При этом используются сведения о ТС, приведенные в [4].

Шаг 3. Для характеристик, имеющих числовое выражение, определяется коэффициент “запаса”, соответствующий отношению значения данной характеристики к допустимому для пользователя значению. Полученные показатели заносятся в таблицу.

Шаг 4. ЛПР проводит качественное сравнение занесенных в таблицу показателей по каждой из характеристик ТС. Результат сравнения выражаетея одним из следующих понятий: “значения параметров ТС Y’ и Y’’ приблизительно эквивалентны”;”ТС Y’ по данной характеристике предпочтительнее”. При определении результатов сравнения учитываются величины коэффициентов “запаса” (для тех характеристик, по которым они определены).

Шаг 5. На основании полученных результатов сравнения характерис- тик ТС с учетом относительной важности этих характеристик ЛПР опреде- ляет предпочтительную для пользователя телекоммуникационную сеть.

В случае, если две или более ТС имеют близкие оценки предпочтительности, может быть дополнительно проведено сравнение по характеристике риска принятия решения.

Для оценки риска можно воспользоваться понятием, применяемым в теории принятия решений. Величина риска, связанного с ущербом от принятия технического решения, определяется как произведение величины события на меру возможности его наступления. Последствие А в принципе нежелательного события или состояния в соответствии со своей величиной описывается и оценивается специфическими параметрами. Диапазон при этом может быть весьма широк. Мерой возможности события служит вероятность его наступления. Отсюда следует: Р=А*Ц, где Р - риск возникновения события А.

При практическом использовании оценки риска принятие решения в технических системах определения значения А вызывает определенные трудности. В тех случаях, когда это не представляется возможным, используется следующий подход. Если различные последствия нежелательного события одинаковы или очень велики, то для сравнения достаточно рассматривать одни соответствующие вероятности. При этом в качестве меры риска может быть использована вероятность превышения системой некоторого параметра, являющегося критичным для этой системы.

Сравнение данной рискованной ситуации с возникшими в прошлом аналогичными ситуациями дает для оценки риска более надежные исходные предпосылки. Используемые в этом случае данные неизбежно носят субъективный характер и, как правило, этот подход позволяет сравнить степень риска принятия тех или иных технических решений по критерию “больше-меньше” и несколько упорядочить ее значения. Использование этой информации наряду с другими факторами позволяет лицу принимающему решение сделать обоснованный выбор.

Применительно к рассматриваемой нами задаче риск принятия нежелательного решения, заключающегося в ошибочном выборе ТС, связан с оценкой научно-технического и финансового потенциала организации, представляющей данную ТС, и соответствующей вероятности устойчивого удовлетворения потребностей пользователя в настоящее время и в планируемом будущем.

Результаты применения каждого из указанных выше методов выбора предпочтительной ТС имеют в определенной степени рекомендательный характер. Для обеспечения большей обоснованности принимаемого решения целесообразно использовать все три метода (или по крайней мере два) и окончательный выбор сделать с учетом сравнения и анализа полученных результатов.

Если при использовании двух методов получены рекомендации об использовании одной и той же ТС, то эту сеть можно считать предпочтительной для данного пользователя. В случае получения несовпадающих результатов рекомендуетея выбирать ТС, определенную при реализации третьего из рассмотренных выше методов, так как он позволяет выявить интегральную оценку предпочтительности ЛПР. Так как сеть Global X.25 в предыдущих двух методах оказалась наиболее предпочтительной, то методом оценки предпочтений мы пользоваться не будем, а сеть Global X.25(точнее ее региональное представительство,называемое областной сетью передачи данных Х.25) определим как ключевую для решения поставленной задачи.

1.3.6. Создавать ли собственную сеть X.25?

В каких случаях имеет смысл строить свою сеть Х.25, а в каких до- статочно услуг, предоставляемых уже действующими сетями х.25.

Говоря об уже действующих ceTsrx можно отметить, что к настоящему времени в России функци он ирует ряд таких сетей, охватывающий достаточно большое количество населенных пунктов. При этом в некоторых городах присутствуют узлы сразу нескольких сетей общего пользования. Все эти сети являются магистральными, т.е. они охватывают обширные территории, размещая как правило в каждом из городов по одному своему узлу. Эти сети имеют выход в международные сети Х.25.

Если у вас есть не слишком большое число абонентов, рассредоточенных по большой территории, то вам имеет смысл пользоваться услугами уже действующих сетей Х.25, имеющих свои узлы в интересующих вас регионах. При этом вы становитесь владельцем т.н. "виртуальной сети". Это значит, что вы не закупаете оборудование, кроме может быть достаточно простых ПАДов и плат Х.25,являясь "владельцем" виртуальных каналов в сети общего пользования. При этом управление вашей виртуальной сетью осуществляет сетевой администратор сети общего пользования. При этом также важно, чтобы тот уровень надежности, который предоставляют сети общего пользования, вас удовлетворял.

Если же вам нужно объединить в сеть большое число пользователей в некотором регионе, то в этом случае целесообразно строить свою собст- венную сеть. Например в рамках одного города на базе существующего (обычно одного) узла магистральной сети, может быть построена только сеть Х.25 звездообразной топологии. Это, как мы уже говорили, является вырожденным случаем сети Х.25. Кроме того, иметь собственную сеть вам необходимо, если вы хотите добиться высокого уровня надежности ее функционирования. Это связано с тем, что администрщия магистральных сетей пока не имеет возможности держать боль шой штат на всех региональных узлах своей сети. Некоторые из возникающих в регионах проблем могут решаться дистанционно из центра с помощью удаленных средств диагностики и конфигурирования, однако в любом случае, проблемы, связанные с отказами каналов связи, требуют больших трудозатрат непосредственно в регионах. Крупные компании, банки, предприятия обычно идут по пути построения собственных сетей Х.25 в отдельных регионах. Эти сети могут связываться между собой как через магистральные сети Х.25, так и по собственным каналам (например спутниковым). Выбор топологии сети и оборудования оптимального по критерию стоимость-качество с учетом возможности террито- риального и функционального развития сети не является, разумеется, тривиальной задачей. Осложняется это в частности и тем, что не всегда просто получить требующиеся для соединения узлов сети Х.25 выделенные каналы связи. Опыт, однако, показывает, что в если работа над проектом с самого начала проводится в тесном взаимодействии фирмы, занимающейся системной интеграцией в области именно территориальных сетей передачи данных, и специалистов отдела ав- томатизщии заказчика, успешное решение задачи построения сети гарантировано.

В нашем случае имеются 25 абонентов, которым необходим доступ к центральной ЛВС. Кроме того, во всех регионах (кроме г.Радужный) имеются узлы доступа в сеть(см. приложение 2).

1.3.7. Выводы

В соответствии с вышеизложенным при выборе предпочтительной ТС рекомендуется следующая последовательность действий:

1) идентифицировать потребности потенциального пользователя;

2) определить состав группы ТС, удовлетворяющих ограничитель- ным требованиям пользователя;

3) провести процедуру уступки по параметрами;

4) провести оценку ТС по методу главного критерия;

5) провести оценку ТС по методу “взвешивания”;

6) провести выбор ТС по методу оценки предпочтений;

7) провести сравнение и анализ результатов, полученных на предыдущих этапах, и определить предпочтительный вариант ТС.

При дальнейшей разработки информационно-вычислительной сети между структурными подразделениями АВО в качестве базы будет положено использование услуг предоставляемых Владимирской региональной сетью передачи данных Х.25.

1.4. Сети Х.25. Краткое описание.

1.4.1. Введение в сети Х.25

В связи с компьютеризацией общества развиваются и компьютерные сети. Пожалуй не будет преувеличением сказать, что сегодня на фоне об щего стремительного развития компьютерных технологий технологии компьютерных сетей развиваются наиболее динамично. В данном разделе описано краткое введение в сети X.25

Будет показано, что из себя представляют сети Х.25, почему широкому кругу пользователей выгодно пользоваться уже функционирующими магистральными сетями X.25, а некоторым из них, представляющим крупные организщии, даже строить свои собственные сети[7].

Немного об используемой терминологии. Сети, доступ к которым производится в соответствии с рекомендациями МККТТ Х.25 (по Х.З/Х.28 в случае асинхронного доступа) мы будем называть сетями X.25 или сетями пакетной коммутации. Термин "территориальные сети (ТС)" соответст вует англоязычному термину Wide Агеа Networks (WAN), и служит для обозначения сетей передачи данных, не являющихся локальными (ЛС или ЛВС).

Итак, почему именно сети X.25? Дело в том, что на сегодняшний день, несмотря на появление новых, интегральных технологий сетей передачи данных/сетей связи, рассчитанных на высокоскоростные каналы связи, сети Х.25 по-прежнему являются наиболее распространенными сетями передачи данных.

Если рассматривать все имеющиеся на сегодняшний день сети передачи данных общего пользования то окажется, что именно сети X.25 с наибольшим основанием могут быть уподоблены телефонным сетям. Точно также, как подняв трубку телефонного аппарата подключенного к ближайшей АТС, вы можете соединиться с абонентом практически во всем мире, тж и установив соединение вашего компьютера с ближайшим узлом сети Х.25, вы сможете установить соединение с любым из миллиона пользователей сетей Х.25 по всему миру. Для этого вам надо лишь знать его сетевой адрес.

Упоминание о телефонных сетях имеет здесь смысл еще и потому, что мы говорим о территориальных сетях передачи данных, работающих в диалоговом режиме. Кроме таких сетей есть еще и территориальные сети, имеющие миллионы абонентов по всему миру, но работающие в режиме электронной почты (или "коммутации сообщений"). Как видно из их названия, соединение между их абонентами происходит не в режиме реального времени (аналогия - обычная почта либо отправка телеграмм). Доведение сообщения до адресата в этом случае занимает от десятков минут до одного - двух дней. Часто, кстати, служба электронной почты является надстройкой над сетью Х.25, используемой в качестве транспортного средства.

Что же такое сети X.25? Для чего они нужны? На базе какого оборудования и на основании какой теории они строятся?

1.4.2. Протоколы сетей Х.25.

Сети Х.25 получили свое название по имени рекомендации - "X.25”, выпущенной МККТТ (Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии). Данная рекомендщия описывает интерфейс доступа пользователя в сеть передачи данных а также интерфейс взаимодействия с удаленным пользователем через сеть передачи данных[12] .

Внутри же самой сети передача данных может происходить и в соответствии с другими правилами. Ядро сети может быть построено и на более скоростных протоколах Frame Relay. Мы однако, рассматривая вопросы построения сетей Х.25 в рамках данной статьи, будем иметь в виду сети, передача данных внутри которых производится также по протоколам, описанным в рекомендщии Х.25. Именно таким образом и строится в настоящее время большинство корпоративных сетей Х.25 в России.

Первый вариант рекомендщии был выпущен в 1976 году. За прошедшее время все стандарты были проверены практикой, и при необходимости дополнены.

Сегодня достигнут достаточно высокий уровень совместимости оборудования, выпускаемого различными фирмами, как в рамках одной сети, так и различных сетей Х.25. Наибольшие проблемы в области совместимости возникают в тех случаях, когда надо управлять из одного центра управления узлами сети, построенными на базе оборудования различных фирм. Однако и эта проблема видимо будет решена в ближайшем будущем благодаря установке на оборудовании X.25 SNMP- агентов. Одновременно ведется работа по расширению возможностей протокола SNMP в части его соответствия задачам управления большими территориально-распределенными сетями.

Рекомендщия Х.25 описывает три уровня протоколов: физический, уровень звена передачи данных и сетевой.

1.4.2.1. Физический уровень

Физический уровень описывает уровни сигналов и логику взаимодействия на уровне физического интерфейса.Определенная в рекомендации V.10, V.11, V.24, V.28 , ГОСТ 18145-81, ГОСТ 23675-79 (переизданного в 1993 г. с изменениями) характкристики стыка С2 обеспечивают сопряжение аппаратуры передачи данных (АПД) с оборудованием обработки данных (ООД). В рекомендациях Х.21 и Х.21 bis процедуры расширены с целью возможности подключения АПД к цифровым сетям с помощью аналоговых каналов. В стыке С2 по рекомендации Х.21 bis используют 8 цепей, перечень которых приведен ниже:

Cигнальная земля;

Общий возврат;

Передача;

Прием;

Управление;

Индикация;

Передача сигнальных элементов;

Байтовая сигнализация;

Функции цепей определены в рекомендации Х.24, их электрические характеристики - в рекомендации Х.27, альтернативные электрические характеристики - в рекомендации Х.26.

Рекомендацию Х.21 часто называют спецификацией физического уровня, хотя физически она содержит элементы всех трех нижних уровней модели OSI. В отличии от Х.21 bis рекомендация Х.21 регламентирует совместную передачу данных пользователя и информации управления аппаратурой всего по двум парам проводов. По одной паре , называемой цепью передачи, сигналы проходят от ООД к АПД, а по другой паре , называемой цепью приема ,- от АПД к ООД. Кроме того, для определения состояний ООД и АПД в цепи управления ( от ООД к АПД) и в цепи индикации (от АПД к ООД) используются логические уровни “Включено” и ”Выключено” в сочетании с последовательностями дешифрованных данных в цепях передачи и приема.

Основное отличие рекомендации Х.21 от Х.21bis состоит в том , что в Х.21 используются цепи нового стыка Х.24, а в Х.21 bis - цепи рекомендации V.24. Кроме того , в Х.21 сигналы управления кодируются знаками стандартного семиэлементного кода по рекомендации V.3 , а в Х.21 bis для каждого сигнала имеется отдельная цепь. Т аким образом, сети , реализующие рекомендации Х.21, предоставляют пользователю все усуги новых цифровых сетей с коммутацией цепей данных, а сети, реализующие Х.21 bis,- только часть этих услуг.
1.4.2.2. Канальный уровень

Второй уровень (LAP/LAPB), с теми или иными модификациями, также достаточно широко представлен сейчас в оборудовании массового спроса: в модемах например, - протоколами группы MNP, отвечающими за защиту от ошибок при передаче информации по каналу связи, а также в локальных сетях на уровне LLC.

Рис.1.4.1 Общий формат кадра LAP-B

1.4.2.3. Сетевой уровень

И наконец, третий уровень протоколов - "сетевой". Этот уровень наиболее интересен в контексте обсуждения сетей X.25, так как именно он определяет в первую очередь специфику этих сетей.

Функционально данный протокол отвечает в первую очередь за маршрутизщию в сети передачи данных Х.25, за доведение информации от "точки входа" в сеть до "точки выхода" из нее. На своем уровне протокол третьего уровня также структурирует информацию, т.е. разбивает ее на "порции". На третьем уровне порция информщии называется "пакетом" ("packet"). Структура пакета во многом аналогична структуре кадра(см. рис 1.4.2). В пакете имеется свой

Рис. 1.4.2 Общий формат пакета.

Введя термин "пакет", мы можем перейти к следующему вопросу, а именно: как же происходит доведение информации от одного абонента до другого через сеть X.25? Для этого используется т.н. метод "коммутации пакетов" ("packet switching"). В связи с этим сети Х.25 еще называют сетями пакетной коммутации. Этот метод реализуется посредством установления между абонентами т.н. виртуальных, т.е. логических (в отличие от физических) соединений (virtual circuits). Для того, чтобы передать информщию от абонента А к абоненту В, между ними прежде устанавливается виртуальное соединение, т.е. происходит обмен пакетами "запрос вызова" ("call request") - "вызов принят" ("call accept"). После этого между двумя абонентами может производиться обмен информацией. Виртуальные соединения могут быть как постоянными (permanent), так и коммутируемыми (switched). Коммутируемое соединение устанавливается под каждый сеанс обмена информацией, что не требуется для постоянного виртуального соединения. Тут могут быть приведены прямые аналогии из области телефонии. Действительно, если вы имеете выделенный ("постоянный)" теле фонный канал между двумя абонентами, вам не надо каждый раз набирать номер вашего абонента, вам достаточно лишь снять трубку телефона. Количество виртуальных соединений, которые могут одновременно поддерживаться на базе одного физического канала, зависит от конкретного типа оборудования, используемого для поддержания таких соединений. Это вполне понятно, т.к. для поддержания каждого соединения на этом оборудовании должен резервироваться определенный ресурс (например - оперативная память).

1.4.3. Преимущества сетей Х.25. Frame Relay как продолжение Х.25

Метод коммутации пакетов, лежащий в основе сетей Х.25, определяет основные преимущества таких сетей, или другими словами, их область применения. В чем же это преимущество? Рассматриваемые сети позволяют в режиме реального времени разделять один и тот же физический канал нескольким абонентам в отличие, например, от случая использования пары модемов, соединенных через канал того или иного типа. Действительно, если у вас и вашего абонента на компьютерах установлены модемы, вы можете обмениваться с ним информщией. Однако, используемой вами телефонной линией одновременно с вами не сможет воспользоваться уже никто другой. Благодаря реализованному в сетях Х.25 механизму разделения канала одновременно между несколькими пользователями во многих случаях оказывается экономически выгодней для передачи данных пользоваться сетью X.25, производя оплату за каждый байт переданной или полученной информщии, а не оплачивать время использования телефонной линии. Особенно ощутимо это преимущество может быть для международных соединений.

Рис 1.4.3. Канал с логическим мультиплексмрованием

Метод разделения физического канала между абонентами в сетях Х.25 называют еще мультиплексированием канала точнее "логическим" или "статистическим" мультиплексированием (рис. 1.4.3.).

Термин "логическое" мультиплексирование" вводится, чтобы отличить этот метод от временного разделения канала, например. При временном разделении канала каждому из разделяющих его абонентов выделяется в рамках каждой секунды строго определенное количество миллисекунд для передачи его информщии. При статистическом разделении канала нет строго регламентированной степени загрузки каждым из абонентов канала в каждый определенный момент времени. Эффективность использования статистического мультиплексирования зависит от статистических или вероятностных характеристик мультиплексируемого потока информщии. Означает ли это, что вам, прежде чем подключаться к уже действующей сети Х.25 или начинать создавать свою сеть, необходимо проводить детальный анализ вероятностных характеристик потоков информации, циркулирующих в вашей системе?

Конечно нет. Такие расчеты уже проведены. Имеется большой опыт использования сетей Х.25. Известно, что использование сети Х.25 эффективно для широкого спектра задач передачи данных. Среди них и обмен сообщениями между пользователями, и обращение большого количества пользователей к удаленной базе данных а также к удаленному хосту электронной почты, связь локальных сетей (при скоростях обмена не более 512 Кбит/с), объединение удаленных кассовых аппаратов и банкоматов. Другими словами, все приложения, в которых трафик в сети не является равномерным во времени.

Какие еще преимущества дает сеть X.25? Может быть одно из самых важных достоинств сетей построенных на протоколах, описанных в рекомендации Х.25, состоит в том что они позволяют передавать оптимальным обрюом данные по каналам телефонной сети общего пользования (выделенным и коммутируемым). Под"оптимальностью" имеется в виду достижение максимально возможных на указанных каналах скорости и достоверности передачи данных.

При улучшении качества каналов становится возможным переход к сетям, базирующимся на других протоколах. Чтобы лучше понять это, можно рассмотреть пример протоколов, являющихся в определенном смысле дальнейшим развитием протоколов Х.25, а именно протокола Frame Relay (в русскоязычной литературе этот термин часто переводится, как "ретрансляция кадров"). В странах Западной Европы в настоящее время происходит повсеместное развитие сетей, базирующихся на этом протоколе.

Протокол Frame Relay рассчитан на каналы существенно более высокого качества, поэтому в них меньшее внимание уделяется защите от ошибок при передаче. Переповтор искаженных пакетов происходит только на всем участке: точка входа в сеть - точка выхода из сети. Если же искаженный кадр обнаруживается при приеме кадра на одном из внутренних участках сети, то этот кадр просто стирается без запроса его повторной передачи. Ясно, что в том случае, когда ошибок много, такой протокол обеспечит более низкие скорости передачи, чем протоколы Х.25.

Большинство фирм, выпускающих сегодня оборудование сетей Х.25, выпускает также и оборудование сетей Frame Relay. Часто в одном и том же изделии часть каналов может работать по стандарту Х.25, а часть - по стандарту Frame Relay. Есть и такое оборудование (производимое фирмой RAD data communications, например), в каждом изделии которого, независимо от числа каналов и цены, реализованы как протоколы Х.25, так и протокол Frame Relay. Это очень удобно при создании магистральной сети, работающей, скажем, на оптоволоконных или спутниковых каналах связи и сопряжении ее с периферийной сетью, базирующейся на обычных телефонных каналах.

Эффективным механизмом оптимизации процесса передачи информщии через сети Х.25 является механизм альтернативной маршрутизации. Возможность задания помимо основного маршрута альтернативных, т.е. резервных имеется в обо рудовании Х.25, производимом практически всеми фирмами. Различные образцы оборудования отличаются по алгоритму перехода к альтернативному маршруту, а также по количеству альтернативных маршрутов. В некоторых типах оборудования,на пример, переход к альтернативному маршруту происходит только в случае полного отказа одного из звеньев основного маршрута. В других - переход от одного маршрута к другому происходит динамически в зависимости от загруженности маршрутов, и решение принимается на основании многопараметрической формулы (оборудование фирмы Motorola ISG, например). За счет альтернативной маршрутизации может быть значительно увеличена надежность работы сети. Однако это оэначает, что между любыми двумя точками подключения пользователя к сети должно быть по крайней мере два различных маршрута. В связи с этим,построение сети по звездообразной схеме можно считать вырожденным случаем. К сожалению, такая топология сети еще достаточно часто используется в тех городах, в которых есть только один узел сети Х.25, установленный в рамках той или иной сети общего пользования.

1.4.4. Доступ пользователей к сетям Х.25. Сборщики-разборщики пакетов

Рассмотрим теперь, каким образом на практике реализуется доступ различных типов пользовате лей к сети Х.25.

Прежде всего, возможна организщия доступа в пакетном режиме (в соответствии с рекоменда цией X.25). Для осуществления доступа с компьютера в сеть в пакетном режиме можно, например, установить в компьютер специальную плату, обеспечивающую обмен данными в соответствии со стандартом Х;25. Наиболее популярной сейчас платой является плата компании Eicon Technology. Это обуславливается тем, что данной компанией разработан широкий спектр программ, обеспечи вающих функционирование платы в рамках различных операционных систем, как на отдельных компьютерах так и на компьютерах, включенных в ЛВС.

Для подключения ЛВС через сеть Х.25 используются также платы компаний Microdyne, Newport Systems Solutions и др. Кроме того, для доступа из ЛВС в сеть Х.25 могут использоваться мосты/маршрутизаторы удаленного доступа, поддерживающие протокол Х.25, выполненные в виде отдельных устроиств (standalone device). Преимущества таких устройств по сравнению с встраиваемыми в компьютер платами, помимо большей производительности заключается также и в том, что они не требуют установки специального программного обеспечения, а сопрягаются с ЛВС по стандартному интерфейсу ЛВС, что позволяет реализовать более гибкие и универсальные решения. Правда и цена таких устройств обычно выше, чем у встраиваемых в компьютер аналогов.Вообще, подключение пользоватепьского оборудования к сети в пакетном режиме очень удобно, когда требуется многопользовательский доступ к этому оборудованию через сеть.

Рис 1.4.4. Доступ пользователей к сетям Х.25

Выполняемыми задачами определяются конфигурируемые параметры ПАДа. Эти параметры описываются стандартом Х.З. Совокупность параметров носит название "профайла" ("profile"). Стандартный набор состоит из 22 параметров. Функциональное назначение данных параметров одинаково для всех ПАДов. В профайл входят параметры, определяющие скорость обмена по асинхронному порту, параметры, характерные для текстовых редакторов (символ удаления знака и строки, символ вывода на экран предыдущей строки и т.п.), параметры, включающие режим автоматической добивки строки незначащими символами (для синхронизации с медленными терминалами), а также параметр, которым определяется условие, при выполнении которого заканчивается формирование пакета.

Окончание формирования пакета может производиться по накоплении определенного числа байтов (обычно длина пакета равняется 128 байтам), либо по получении определенного символа (например, символа возврата каретки). Кроме обязательного набора из 22 параметров в большинстве ПАДов имеются дополнительные параметры, определяющие число битов четности при асинхронной передаче, длину знака и т.п. В некоторых ПАДах имеются уже готовые профайлы, один из которых настроен на работу с текстовыми данными, а другой т.н. "прозрачный", т.е. профайл, предназначенный для передачи двоичных данных.

Управление ПАДом в этом случае производится поднятием и сбрасыванием цепей физического стыка (RS-232, V.35или какого либо другого). Двух указанных стандартных профайлов достаточно для широкого круга приложений.

Обмениваясь данными с удаленным абонентом через сеть Х.25, пользователь ее практически "не видит". Работа через сеть Х.25, в принципе, не отличается для пользователя от работы с обычным коммуникационным пакетом. Параметры ПАДа настраиваются администратором сети в соответствии с пожеланиями пользователя. Единственной специфичной командой, которую должен выдать абонент при подключении к сети Х.25, это команда соединения с нужным ему абонентом. Для этого пользователь набирает сетевой адрес абонента. Адрес может быть представлен как набором цифр, так и некоторым идентификатором, выбираемым из мнемонических соображений. Обычного для каждого входного асинхронного канала ПАДа может быть задан свой профайл. Следует еще, наверное, упомянуть обеспечиваемуюобычно в ПАДе возможность защиты по паролю от несанкционированного обращения к сети по входным (асинхронным) портам ПАДа. Конкретная реализщия этой защиты (число уровней - "пароль пользователя", "пароль администратора" и т.д.) может быть различна у различных ПАДов.

Отдельный набор параметров описывает функ ционирование ПАДа при передаче информации через порт Х.25 в сеть. Тут могут быть заданы различные тайм-ауты (по разрыву соединения в случае его неактивности, таймауты повторной передачи пакета и т.д.), параметры, определяющие длину пакета, число пакетов и число кадров, которые могут быть переданы без получения подтверждения на них от принимающей стороны, сетевой адрес, соответствующий порту Х.25 ПАДа.

1.4.5. Узлы сети X.25. Центры коммутации пакетов

Параметры, описывающие канал X.25 ПАДa являются немаловажными и для узловых элементов собственно сети Х.25, называемых Центрами Коммутации Пакетов - ЦКП (packet switch), однако, ими список параметров ЦКП, конечно, не исчерпывается. При конфигурировании ЦКП обязательно требуется заполнить "таблицу маршрутизщии" (routing table). Эта таблица определяет, через какой из портов ЦКП направляются поступившие в ЦКП пакеты в зависимости от адресов, содержащихся в этих пакетах. В таблице за -даются как основные, так и альтернативные маршруты. Кроме того, важной функцией некоторых ЦКП является функция стыковки сетей ("шлюзования сетей"). Действительно, в мире существует великое множество сетей Х.25 как общего пользования, так и частных (private) или иначе - "корпоративных", "ведомственных". Естественно, в различных сетях могут быть установлены различные значения параметров передачи по каналам Х.25 (длина кадра и пакета величины пакетов, си-стема адресации и т.д.). Для того, чтобы все эти сети могли стыковаться друг с другом, была разработана рекомендация X.75, определяющая правила согласования параметров при переходе из сети в сеть. Сопряжение вашей сети с соседней сетью рекомендуется производить через ЦКП, в котором с достаточной полнотой реализована поддержка шлюзовых функций. Например, этот ЦКП должен уметь "транслировать" адреса при переходе из одной сети в другую. Эта функция обычно реализуется с помощью конфигурирования специальной таблицы трансляции адресов в шлюзовом ЦКП. Для ЦКП, не сопрягающихся с узлами другой сети пакетной коммутации, наличие шлюзовых функций не является обязательным.

1.4.6. Дополнительные услуги, предоставляемые сетями Х.25

Рассмотрим теперь т.н. необязательные услуги (faci litie s), поддерживаемые оборудованием сетей Х.25. Несмотря на свое название, многие из этих параметров в настоящее время реализуются в

большей части оборудования сетей Х.25 и являются крайне полезными при функционировании большой и, особенно, коммерчески используемой сети Х.25. Это, например, параметры, которые позволяют пользователю при установлении соединения через сеть пользоваться своим уникальным идентификатором (NUI - network user identificator). Чтобы эта услуга поддерживалась сетью, необходимо, чтобы ПАД, через который происходит доступ, позволял вместе с адресом абонента-получателя вводить собственный NUI. Кроме того, ПАД и/или ЦКП должен анализировать при установлении соединения, абоненты с какими именно NUI эти соединения устанавливают. Это оказывается особенно полезно, когда надо идентифицировать соединения, устанавливаемые через один и тот же канал ПАДа различными пользователями, получающими доступ к этому каналу по коммутируемой телефонной сети. Иден- тификация абонента используется потом, например, для нами сления платы за передачу/прием информации. Если вы хотите коммерчески использовать вашу сеть, то вам также надо быть уверенными, что в приобретаемых вами ПАДах/ЦКП реализованы функции накопления тарификационных записей (billing records). Обычно тарификационная запись - это некоторый объем информации, который хранится в оперативной памяти ПАДа/ЦКП. Запись "открывается" при установлении каждого нового соединения. При разрыве соединения запись закрывается и отсылается в центр тарификации сети, в котором записи накапливаются и анализирчются. Для коммерческого использования сети важна также поддержка оборудованием таких необязательных услуг, как "реверсивная тарификация". Это услуга, которая определяет режим обмена информацией, при котором плата взимается не с вызывающего абонента, а с абонента-получателя. Имеется также услуга "запрет реверсивной тарификщии".

В заключение упомянем о не так часто встречающейся функции оборудования сетей Х.25, а именно - о поддержке по асинхронным каналам специальных модификщий протоколов Х.З, Х.28 - протоколов Х3.28, T3.POS, VISA2, используемых в сетевых кассовых аппаратах/устройствах идентификщии кредитных карточек (POS-терминалах) для связи с удаленным центром. Ранее мы уже упоминали о том, что объединение POS-терминалов через сеть Х.25 является стандартным решением. POS-терминалы могут подключаться к ПАДу с использованием стандартных асинхронных протоколов Х.З, Х.28, однако в этом случае эффективность использования канала несколько снижается, т.к. протокол Р0S-терминала реализующего свой механизм защиты от ошибок "накладывается" на протокол Х.25. В случае поддержки протоколов POS-терминалов ПАД эмулирует для POS-терминала хост, используя специфический POS-протокол только на участке от терминала до ПАДа. Через сеть информщия передается уже в соответствии только с правилами протоколов Х.25. Из оборудования, поддерживающего указанные протоколы, можно упомянуть оборудование канадской фирмы Memotec Communications. Кроме POS-протоколов ПАДы могут также поддерживать ряд других протоколов, не относящихся к протоколам сетей Х.25, а именно - протоколы сетевой архитектуры SNA фирмы IBM, протоколы Unisys и др. Однако такая поддержка реализована не во всех изделиях х.25.

1.5. Выбор топологии сети

1.5.1. Варианты построения.

В п.1.3.8 было показано, что лучший способ построения сети- это использование Владимирской регионалной сети передачи данных Global X.25. Рассмотим варианты подключения ЛВС администрации Владимирской области(АВО) и ЛВС(РС) районов к этой сети. Фактически, нам надо обеспечить удаленный доступ районных пользователей к центральной, или офисной ЛВС, а именно с ЛВС АВО.

Надо сразу отметить следующий факат. Удаленный пользователь, будь то одиночный РС или группа РС, объединенных в ЛВС может поддерживать только три разновидности удаленного доступа[14,]. Среди них: эмуляция терминала, удаленное управление,или удаленный контроль и удаленный узел. Эмуляция терминала безвозвратно устарела, поэтому мы о ней говорить не будем. Остаются два дугих варианта. Но какой из них лучше? Кратко посмотрим, что они из себя представляют и проанализируем ситуацию с целью выбора наиьолее оптимального решения.

Удаленное управление - это взаимосвязь удаленного пользователя с центральной ЛВС, при которой в этой ЛВС выделяется один компьютер, которым , в принципе и управляет удаленный клиент. По сети сети не передаются все данные и управляющая информация, а только коды клавиатуры.

Удаленный узел - это подключение, когда удаленная станция рассматривается как локальная. Этой станции присваивается свой сетевой адрес, как и любому компьютеру в локальной сети. Она снабжается всеми утилитами, необходимыми для работы в локально-вычислительной сети.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТЕЙ СВЯЗИ ЭВМ

Говоря вообще сети связи ЭВМ характеризуются их функциональным назначением, эффективностью и стоимостью[2]. Это - три показателя, с помощью которых может быть представлена сеть с точки зрения пользователей.

Функциональные возможности - это вся сумма функций, которые пользователь связывает с применением сети. О функциональном назначении сети много говорилось в предыдущих разделах , характеристику стоимости рассмотрим в разделе, посвященному экономическому анализу, а в этом разделе поговорим об эффективности сети.

С точки зрения пользователя имеется четыре категории параметров эффективности функционирования:

• связанные с задержкой, или параметры задержки;

• связанные с пропускной способностью ,или параметры пропускной способности;

• связанные с целостностью, или параметры точности;

• связанные с готовностью, или параметры готовности.

2.1. Параметры эффективности функционирования

Параметры задержки

Параметры задержки относятся к классу параметров, влияющих на возможность пользователя управлять продолжительностью времени, в течение которого происходят желаемые события или явления. Например, при поиске информации время, в течение которого получен требуемый ответ после введения запроса, представляет собой параметр значительной важности для пользователя. Позднее мы увидим, что параметры, в свою очередь, явля- ются функциями нескольких других параметров, характеризующих сеть.

Параметры пропускной способности

Параметры пропускной способности количественно харарактеризуют общий объем работы, который может выполнить пользователь за заданный промежуток времени. Например, в области применения, связанной с передачей больших файлов, эффекттивная скорость, с которой канал передает информацию, или пропускная способность канала, является важным параметром. Аб- солютная задержка между моментами передачи и приема информации (в пределах известных границ) менее важна.

С первого взгляда может показаться, что задержка и пропускная способноеть связаны обратной пропорциональной зависимостью. Это не обязательно. Напрймер, спутниковый канал характеризуется большой задержкой, но при односторонней передаче информации с использованием соответствующего протокола он может обеспечить очень высокую пропускную способность.

Параметры точности,

Параметры, связанные с точностью, характеризуют количественно целостность процесса передачи, т. е. точность сообщения, а также точность процесса доставки. Каждое сообщение (или пакет), распространяемое по сети, содержит адрес доставки. Как само сообщение, так и его адресная часть подвержены ошибкам при передаче. Искажение бита в адресном поле приведет к срыву доставки. Время от времени ошибки могут появляться как в адресе, так и в сообщении.

Параметры готовности

Систему связи называют неготовой, когда она не способна функционировать так, как спроектирована, или когда ее эффективность функционирования снизилась ниже заранее определенного уровня. Восстановление из состояния неготовности может быть автоматическим (как после периода повторной синхронизации) или с помощью оператора (как, например, при отказе в устройстве сети и необходимости устранить его вручную) . Чтобы эффективно проектировать систему от “абонента до абонента”, пользователю необходимо уметь анализировать статистические характеристики готовности.

Эффективность функционирования от ”абонента до абонента”, или общая эффективность сети показанная на рис. 2.1, может быть отдельно оценена по трем основным компонентам:

• подсистеме доступа на стороне терминала;

• собственно сети;

• подсистеме доступа на стороне главной ЭВМ.

Каждый из этих трех основных компонентов может быть охарактеризован параметрами эффективности функционирования всех упомянутых четырех категорий. Заметим, что подсистема доступа включает также соответствующие оконечные пункты.

Рис.2.1. Основные компоненты компьютерной сети связи

Каждая подсистема доступа описывается совокупностью параметров, входящих в четыре категории параметров эффективности функционирования, описанных в п.2.1. Аналогично характеризуется и сама сеть.

При рассмотрении задач такого характера строятся сложные математические модели и применяются методы имитационного моделирования, Мы остановимся только на параметрах среды передачи и очень важной характеристике (с точки зрения пользователя) как пользовательские ,или интегралбные задержки.

2.2. Параметры среды передачи

2.2.1. Задержка

Задержка в собственно среде передачи обычно постоянна и равна времени распространения. Значение времени распространения сигнала по аналоговым линиям обратно пропорционально скорости распространения света и равно 3 мкс/км.

2.2.2. Пропускная способность

Пропускная способность собственно среды передачи характеризуется максимальной скоростью передачи данных (бит/с), которая может быть достигнута в ней. Очевидно, что это - максимальная скорость, с которой информация может транспортироваться в среде. Из-за избыточности и ошибок в канале обычно действительная скорость передачи информации в среде будет меньше возможного максимума. Пропускная способность часто выражается в процентах от номинальной канальной скорости.

Скорость среды передачи иногда представляют в бодах. Бод просто равен величине, обратно пропорциональной наименьшей длительности сигнала в секундах, который может быть успешно передан в среде (наименьшую длительность сигнала иногда так же представляют как единичный интервал). Например, если единичный интервал равен 10 мс, то линейная скорость равна 100 бод. Для указанной скорости передачи данных в бодах сама по себе форма представления сигнала не важна. Он может быть двоичный или m-ичный (с m уровнями отсчета, а не двумя). Для перехода от значения в бодах к значениям в битах в секунду и наоборот необходимо знать число уровней, связанных с каждым элементом сигнала и вероятностями их появления. В нашем случае ( среда передачи телефонный канал) можно воспользоваться формулой Шеннона, которая устанавливает связь между шириной полосы пропускания канала в герцах и скоростью передачи в битах за секунду. Математически это соотношение может быть представлено как

С=Wlog₂(1+S/N) (1.7.1) ,

где С-канальная скорость, бит/с ; W-ширина полосы, Гц

S,N-уровни мощности сигнала и помехи соответственно.

Выражение (1.7.1) дает верхнюю границу канальной скорости в идеальных условиях. Если рассматривать телефонный каналс шириной полосы и отношением сигнал-помеха:

W=3000 Гц; S/N=30 дБ или 10 ³ , то

С=3000 log₂(1+1000)=29880 бит/с.

Эта скорость не может быть достигнута на практике по следующим причинам: 1) телефонная среда не свободна от помех; 2) мощность шума в канале распределена неравномерно. Однако, при применении передовых технологий кодирования и сжатия сигнала этот порог не критичен.

В рассматриваемой нами сети Global X.25 для передачи информации используются те же самые телефонные каналы. Пропускная способность этих телефонных каналов связи составляет 14400 - 19800 бит/с.

2.2.3. Целостность или точность

Целостность передачи - это показатель точности процесса передачи. Распределение ошибочных битов может полностью характеризовать процесс передачи. Если биты с ошибками распределены по случайному закону, то вероятность бита с ошибкой, или частость ошибочного бита (ЧОБ), будет полезным параметром, который может быть использован для полной характеристики среды передачи в статистическом смысле.

Исследования показали, что нормы ошибок по битам при передаче данных по стандартным телефонным каналам имели следующие результаты(исследования проводились на магистральных каналах с пропускной способностью 14400 бит/с): при использовании протокола Х.25 вероятность передачи ошибочного бита составила 10 ^-5 ; при использовании протокола Х.28 - 10 ^-4 .

2.2.4. Готовность

Готовность среды передачи (в общем, любой системы) - это вероятность того, что она находится в рабочем состоянии . Коэффициент готовности может быть рассчитан как

К= Т₀/(Т₀ + Тв), (1.7.2)

где То - средняя наработка на отказ; Тв - среднее время восстановления.

Мы рассматриваем здесь только средние или ограниченные значения готовности. В действительности готовность есть случайная величина. Например, если готовность измеряется с использованием реальныл объемов данных, она будет изменяться из года в год.

Выражение (3.8) может быть также записано в виде

Время работы

К= ------------------------------------------------------ (1.7.3)

Время работы+ Время восстановления

Знаменатель в выражении (3.9) представляет собой весь период наблюдения. Далее представлены значения показателей для готовности типичной среды передачи .

Среда передачи Коэффициент готовности, %

Физическая цепь 99,99

Канал телефонной коммутируемой сети 99,96

Космический канал 99,96

Выделенная линия 4 КГц (160 км) 97,50

Нередко надежность системы R (t) определяется как вероятность того, что система будет в рабочем состоянии (без отказов) в течение временного интервала (0, 1). Функция надежности часто выражается экспоненциальным законом:

R (t) = ехр ( - lt). (1.7.4)

Из выражения (3.10) функция потоков отказов может быть рассчитана как:

f (t) = l ехр ( - lt). (1.7.5)

Среднюю наработку на отказ Т₀ можно теперь записать в виде

T₀=1/l (1.7.6)

Параметр l называется потоком отказов системы.

Аналогичный подход используется для описания восстановления системы. Функция восстановления часто выражается как

М (t) = ехр ( - mt). (1.7.7)

Как и ранее, можно показать, что

Т_в = 1/m. (1.7.8)

Параметр m называется потоком восстановлений системы.

Из (1.7.6) и (1.7.8) для экспоненциально распределенных функций надежности и восстановления получаем выражение для коэффициента готовности в виде

A=(1/l)(1/l+ 1/m)= m /(l+m) (1.7.9)

Отметим, что выражение (1.7.9) пригодно только для случая, когда функции надежности и восстановления экспоненциальные.

С точки зрения пользователя не всегда практично разделение между полным отказом среды передачи и периодом высокой интенсивности искажений битов. По мнению МККТТ поток ошибок, превышающий 10 ^-3 в каждую секунду в течение более чем десяти следующих друг за другом секунд, соответствует полному отказу, т. е. состоянию неготовности.

Способ, которым распределены реально длительности отказов, не может быть предугадан. Очевидно, если функция нахождения системы в исправном состоянии распределена экспоненциально, то длительности отказов могут быть предсказаны статистически. Это положение существенно для расчета функционирования на уровне пользователя и особенно при проектировании системы, которая отвечает требованиям пользователя. Рассмотрим ту конфигурации, которую имеем мы, точнее один из отрезков ( удаленный пользователь - хост ). Это терминал и подсистема доступа (районного пользователя) , собственно сеть и главная ЭВМ и подсистема доступа (хост ЛВС АВО). Если при данной конфигурации подсистема доступа или сеть отказывают, пользователь будет воспринимать это как общий отказ системы. Если предположить, что характеристики отказов трех компонентов всей системы статистически независимы, то межконцевая (сквозная) готовность системы может быть выражена как

А = А₁ * А₂ * А₃, (1.7.10)

где А₁ , А₂ , А₃ - коэффициенты готовности подсистем терминального доступа, сети и подсистемы доступа к главной ЭВМ соответственно. Выражение (1.7.10) легко выводится из предположения о независимости.

Из [2] приняв А₁ =А₃=0,9996 и А₃=0,99 , легко расчитать межконцевую готовность:

А = А₁ * А₂ * А₃=0,9892, или 98,92 % .

2.3. Пользовательские задержки

2.3.1. Значение интегральных задержек

Основными факторами, влияющими на интегральные показатели функционирования в зависимости от ограничений, вводимых пользователем и его прикладными задачами и продессами, являются среда доступа и функционирование сетей общего пользования.

Задержки в сетях связи ЭВМ могут быть проанализированы при рассмотрении только самой сети или всей системы от абонента до абонента (“насквозь”). В этом пункте анализируется среднее значение интегральной задержки, с которой сталкивается пользователь при работе с запросно-ответными прикладными задачами, используя для взаимодействия с удаленной ЭВМ коммуникационную программу(программное обеспечение для удаленного доступа) , которую будем называть терминалом , через линию доступа в сеть общего пользования с пакетной коммутацией.

Коммуникационная программа, прежде чем отправить сообщение формирует информацию в блоки. Поэтому будем рассматривать такую коммуникационную программу как терминал с поблочной передачей Среднее значение интегральной задержки, в дальнейшем называемой средним временем ответа (СВО), определим как среднее время от момента передачи последнего символа запроса до момента приема первого символа ответа.

Задержка в сетях с коммутацией пакетов являлась предметом серьезных исследований в ”Message Path Delays in Packet-Switching Communication Networks” I.Rubin и “Transit Delay Objectives for the Datapac Network” D.Sproule and M.Unsoy [2] Большинство из них направлено на исследование задержек, возникающих при ожидании в очередях и обработке транзитных пакетов в узлах. Сеть сама по себе может рассматриваться как совокупность узлов, соединенных между собой средствами передачи информации. Сетевая задержка (т. е. интегральная задержка за вычетом составляющих задержки, связанных с подсиетемами доступа) представляет собой, таким образом, сумму задержек пакета в узлах сети и соединяющих их средств передачи.

В данной главе сеть с коммутацией пакетов рассматривается как единое целое, характеризуемое переменным значением задержки. Это оправдано при рассмотрении интегральных задержек, представляющих собой сумму сетевой задержки и задержек, связанных с подсистемами доступа.

2.3.2. Интегральные задержки в сетях с коммутацией пакетов

В исследованиях, проведенных Гарвардским научно- исследовательским центрам, результаты которых изложены в “Users: See For Yourslelves How Public Data Nets “ S.M.Lauretti, приводилась оценка рабочих характеристик задержки и производительности (пропускной способности) нескольких сетей с коммутацией пакетов. Для анализа интегральных задержек мы будем использовать данные, полученные Гарвардскими научно- исследовательскими центрами [2].

Время ответа измерялось для коротких и длинных пакетов. Время между передачей последнего символа команды и приемом одиночного символа ответа являлось временем ответа для короткого односимвольного пакета. Время ответа для длинного сообщения измерялось с помощью команды, запрашивающей от главной ЭВМ передачу 2000 символов. Время между передачей последнего символа команды и приемом первого символа ответа являлось временем ответа для длинного пакета.

В табл. 2.1,2.2 представлены статистические данные результатов измерений времени ответа для коротких и длинных пакетов в различных сетях.

Время ответа для коротких пакетов, с Таблица 2.1

Время ответа для длинных пакетов, с Таблица 2.2

2.3.3. Составляющие интегральных задержек

Терминал с поблочной передачей хранит информацию, генерируемую пользователем, в своем собственном буфере. После того как блок информации, обычно с установленним максимальным размером, сформирован, он передается со скоростью работы линии доступа в синхронном режиме. На рис. 2.2 изображен терминал с поблочной передачей,составляющие задержки для терминала с поблочной передачей связанный с удаленной ЭВМ или другим таким же терминалом через сеть с коммутацией пакетов.

Будем считать, что для рассматриваемых здесь запросно-ответных прикладных задач запросное сообщение целиком входит в один блок. Тем не менее в зависимости от размера сообщения содержимое одного блока может быть преобразовано начальным узлом в более чем один пакет для передачи в узел пункта назначения.

Оценка СВО для терминалов с поблочной передачей производилась отдельно по шести составляющим: T₁-T₆

Рис.2.2. Составляющие задержки для терминала с поблочной передачей

2.3.2., следует, что терминал с поблочной передачей имеет ощутимую задержку, связанную с пакетированием (преобразованием блока в пакеты) в сетевом узле,

взаимодействующем с терминалом. Эта задержка равна задержке передачи символов, составляющих первый пакет сообщения.

Воспользовавшись выражением 2.1 ,приведенным в [2] и условившись, что параметры пользовательских сообщений прежние, получим время задержки сборки пакета

1/m₂ = е km₁(1-m1)^k-1+N(1- m₁)=

(2.1) =(1/m₁)(1-(N+1)(1-m₁)^N+N(1-m₁)^N+1)+N(1-m₁)^N

T₁=(1/s₁m_i)[1-( N+1)(1-m_i)^N+N(1-m_i )^N+1]+(N/s₁)(1-m_i)^N , где

1/m_i - среднее значение длины запросного сообщения _. Для примера возьмем 200 символов.

1/m₀ - среднее значение длины ответного сообщения. Возьмем 400 символов.

N - максимальный размер пакета. Воспользуемся промышленным стандартом - 128 Байт.

s₁ и s₂ - скорости линии доступа со стороны терминала и главной ЭВМ. В нашем случае они одинаковы и равны 14400 бит/с или 1800 байт/с.

Т₁=200/1800 [1-(128+1)(1-1/200)¹²⁸+128(1-1/120)¹²⁹]+128/1800(1-1/200)¹²⁸

Получаем

Т₁=0,054 с

Вторая составляющая СВО Т₂ называется средним значением транзитной задержки в сети и является рабочей характеристикой сети.Примем Т₂ равной 500 мс или 0,5 с , как среднее значение(руководствуясь[2]). Обычно, транзитная задержка составляет сотни миллисекунд.

Третья составляющая СВО будет возникать в узле назначения и представляет собой время, необходимое для приема всего сообщения главной ЭВМ со скоростью работы линии доступа. Зная характеристики запросного сообщения, имеем

Тз = 1/(m_i s₂).

Т₃ = 200/1800 = 0,111 c

Четвертая составляющая Т₄ является рабочей характеристикой главной ЭВМ и не связана с характеристиками сети общего пользования и параметрами доступа в сеть. Возьмем ее равной 1 секунде.

Как уже отмечалось в разд. 2.3.3 ответное сообщение будет преобразовываться в блочную форму и пакетироваться до того, как будет направлено запрашивающему терминалу.Возникающая при этом задержка соответствует составляюшей Т₅. А так как СВО включает время до поступления первого символа ответа, то параметры первого пакета ответного сообщения будут определять значенне Т₅. Воспользовавшись выражением из [2]:

1/m₂ = е km₁(1-m1)^k-1+N(1- m₁)=

(2.1) =(1/m₁)(1-(N+1)(1-m₁)^N+N(1-m₁)^N+1)+N(1-m₁)^N

и полагая характеристики ответного сообщения прежними, цолучаем :

T₅=(1/s₂m₀)[1-(N+1)(1-m₀)^N+N(1-m₀)^N+1]+(N/s₂)(1-m_i)^N

Т₅=400/1800 [1-(128+1)(1-1/400)¹²⁸+128(1-1/400)¹²⁹]+128/1800(1-1/400)¹²⁸

Таким образом, Т₅= 0,061 с

Последняя составляющая СВО Т₆ такая же, как и Т₂.

Итак, полная задержка в сети составляет :

Т=Т₁+Т₂+Т₃+Т₄+Т₅+Т₆= 0,054 + 0,5 + 0,111 + 1 + 0,061 + 0,5 = 2,226 с

Следует заметить, что односимвольные задержки, связанные с пересылкой последнего символа запроса и первого символа ответа, невелики и ими можно пренебречь. Кроме того, если первый пакет ответного сообщения требует полной его разборки перед печатью или отображением на дисплее, то срок разборки пакета будет определяться аналогично, как м для Т₅ , но только с заменой s₂ на s_1.

3. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЦЕНТРАХ

3.1. Опасные и вредные производственные факторы в вычислительных центрах

В вычислительных центрах (ВЦ) операторы ЭВМ, операторы по подготовке данных, программисты и другие работники сталкиваются с воздействием таких физических опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, опасность поражения электрическим током, статическое электричество и др. Многие сотрудники ВЦ связаны с воздействием таких психофизиологических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызываемое развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими в процессе работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга. Например, сильный шум вызывает трудности в распозновании цветовых сигналов, снижает быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную адаптацию, нарушает восприятие визуальной информации, снижает способность быстро и точно выполнять координированные движения, уменьшает на 5-12% производительность труда. Длительное воздействие шума с уровнем звукового давления 90 дБ снижает производительность труда на 30-60%. [11].

С целью создания нормальных условий для персонала ВЦ установлены нормы производственного микроклимата (ГОСТ 12.1.005-88). Действующие санитарные нормы для ВЦ СН 512-78 устанавливают следующие оптимальные и допустимые значения: температура воздуха должна быть 20±2 °С, относительная влажность воздуха в зале рекомендуется 55±5%.

Для обеспечения установленных норм микроклиматических параметров и чистоты воздуха в администрации Владимирской области применяют водяную систему центрального отопления, центральные и местные кондиционеры.

Согласно действующим строительным нормам и правилам СНиП II-4—79 для искусственного освещения регламентирована наименьшая допустимая освещенность рабочих мест. Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 400 лк.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ “Шум. Общие требования безопасности” нормируемой шумовой характеристикой рабочих мест при постоянном шуме являются уровни звуковых давлений в децибелах в октавных полосах. Совокупность таких уровней называется предельным спектром (ПС), номер которого численно равен уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Допустимые уровни звукового давления при ПС 45 - 50 Дб (А).

Различные реакции организма на действие электрического тока позволили установить три критерия электробезопасности и соответствующие им уровни допустимых токов (ГОСТ 12.1.038-82*).

Первый критерий - неощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 мин в сутки) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. Для переменного тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для постоянного - 1 мА. В качестве второго критерия принимают неотпускающий ток. Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Сила неотпускающего тока: для переменного тока - 6 мА, для постоянного - 15 мА (неболевое значение). Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно до 1 с. Длительность воздействия переменного тока промышленной частоты в течении смены - до 10 мин.

3.2. Характеристика пожарной опасности

Пожары в ВЦ представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность ВЦ - небольшие площади помещений. Как известно, пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окислителя и источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуют все три основных фактора, необходимых для возникновения пожара.

Горючими компонентами на ВЦ являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещения, двери, полы, изоляция силовых, сигнальных кабелей, обмотки радиотехнических деталей, шкафы и др.

ЭВМ питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Электропитание к установкам ВЦ подается по кабельным линиям. Они являются наиболее пожароопасным местом ВЦ. Кабельные линии проложены под технологическими съемными полами. Для администрации Владимирской области установлена категория пожарной опасности В - пожароопасная.

При проектировании новых и реконструкции зданий ВЦ необходимо соблюдать мероприятия пожарной профилактики, руководствуясь при этом СН 512-78 “Инструкции по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин” и СНиП 2.01.02-85 “Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений”, в которых изложены основные требования к огнестойкости зданий и сооружений, противопожарным преградам, эвакуации людей из зданий и помещений.

С учетом высокой стоимости электронного оборудования ВЦ, а также категории их пожарой опасности бюро САПР относится к 1 степени огнестойкости.

Таблица 3.1

Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций для 1 степени огнестойкости зданий, ч

Создание укрупненных ВЦ, размещенных в высотных зданиях, с большим штатом работающих придает особое значение вопросам вынужденной эвакуации из них людей при пожаре. Процесс вынужденной эвакуации начинается одновременно из всех помещений ВЦ и протекает в одном направлении - в сторону выходов.

3.3. Расчет времени эвакуации.

Кратковременность процесса вынужденной эвакуации достигается устройством эвакуационных путей и выходов, число, размеры и конструктивно-планировочные решения которых регламентированы строительными нормами СНиП 2.01.02-85. Методика расчета времени Tp, а также установленные значения времени Тнб для зданий различного назначения даны в ГОСТ 12.1.004-91. В общественных зданиях I степени огнестойкости необходимое время эвакуацции людей Тнб составляет:

- по коридорам 1 мин от дверей наиболее удаленных помещений, расположенных между двумя лестничными клетками или наружными выходами, и 0,5 мин от помещений с выходом в тупиковый коридор;

- по лестницам 5 мин для зданий высотой до пяти этажей включительно и 10 мин для зданий высотой свыше пяти до девяти этажей.

В зданиях I и II степени огнестойкости при категории пожарной опасности производства В СНиП I-90-81 установленны обязательные размеры эвакуационных путей и выходов из помещений, размеры коридоров и выходов из коридоров наружу или на лестничную клетку. Эвакуационные выходы располагаются рассредоточенно так, чтобы минимальные расстояния между ними составляли: lі1,5ЦП, где П - периметр помещения. С каждого этажа из зданию существует два эвакуационных выхода.

Рассчитаем время эвакуации людей из информационно-компьютерного отдела при пожаре в соответствии с методикой изложенной в ГОСТ 12.1.004-91.

Информационно-компьютерный отдел расположен на втором этаже шестиэтажного здания (план эвакуации людей представлен на рис 3.1).

Время эвакуации людей tp следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути ti по формуле:

tp = t1 + t2 (3.1)

гле t1 - время движения людского потока на начальном участке пути (из помещения и по коридору), мин; t2 - время движения людского потока на втором участке пути (по лестничной клетке к выходу из здания), мин.

Время движения людского потока по участку пути вычисляется по формуле:

li

ti = — ,

vi

где li - длина i-го участка пути, м; vi - cкорость движения людского потока на i-том участке пути , м/мин.

Рис 3.1. План эвакуации людей из помещения ИКО

N_i*f

D = ѕѕ ,

l_i*d_i

где N- число людей на участке пути; f - средняя площадь горизонтальной проекции человека , принимается равной, м²:

взрослого в летней одежде - 0,1;

d_Д= 0,82 м - ширина первых участков пути (дверных проемов);

d_Ш=d₆=d₇=10 м - ширина залы;

d_Л=1,2 - ширина коридора;

l1=l₂=l₃=l₄=l₅=l₈=l₉=l=1 м - длина участков пути(выход из комнат сквозь дверные проемы);l₁₀=10 м;l₁₁=6 м;l₁₂=4 м;l₁₃=7,5 м;l₇= l₆=5 м;l₁₄=4 м

N имеет следующие значения:

N₁=7 чел;N₂ =2 чел;N₃=1 чел;N₄=1 чел;N₅=1 чел;N₆=1 чел;N₇=3 чел;N₈=5 чел;N₉=5 чел;

Найдем плотность людского потока на 1,2,3,4,5,8,9 участках :

7 * 0,1

D₁ = ѕѕѕ = 0,84 м / мин .

1 * 0,83

2 * 0,1

D₂ = ѕѕѕ = 0,24 м / мин .

1 * 0,83

1 * 0,1

D₃ =D₄ =D₅ =D₈ =D₉ = ѕѕѕ = 0,12 м / мин .

1 * 0,83

По таб. 2 [3] находим значения интенсивности движения людского потока qi по каждому из участков пути:

q₁=13,3 м/мин; q₂=14,8 м/мин; q₃ = q₄ = q₅ = q₈ = q₉ =9,7 м/мин

Найдем значения интенсивности движения людского потока от ИКО по коридору к лестничной площадке, которое вычисляется по следующей формуле:

S qi-1 * di-1

qi = ѕѕѕѕ ,

di

где qi-1 - интенсивность людских потоков, сливающихся в начале участка, м/мин; di-1 - ширина участков пути слияния, м; di - ширина рассматриваемого участка пути, м.

Если qi > qmax , то ширину di данного участка пути следует увеличить на такое значение, чтобы соблюдалось условие:

qi Ј qmax , (3.1)

При невозможности выполнения условия (3.1) интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути i определяется по таб. 2 [3] при значании D=0,9 и более. При этом должно учитываться время задержки движения людей из-за образовавшегося скопления. Значения qmax следует принимать равными, м/мин:

для горизонтальных путей - 16,5;

для дверных проемов - 19,6;

для лестницы вверх - 16;

для лестницы вниз - 11.

Расчитаем интенсивность на 11,12 и 13 участках пути:

q₁* d_Д + q₉ * d_Д

q₁₁ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 15,5 м/мин,

d_К

q₁₁* d_К + q₃ * d_Д

q₁₂ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 20,9 м/мин,

d_К

q₁₂* d_К + q₄ * d_Д

q₁₃ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 18,8 м/мин,

d_К

Значения q₁₂ и q₁₃ > qmax= 16,5 м/мин , следовательно принимаем значения, равные 13,5 м/мин.По табл.2[3] определим скорсть движения потока людей по горизонтальному участку пути:

V₁₁= 21 м/мин; V₁₂ =15 м/мин; V₁₃ =15м/мин;

Теперь можем найти t1:

l₁₁ l₁₁ l₁₁

t1 = ѕѕ + ѕѕ + ѕѕ

V₁₁ V₁₂ V₁₃

t₁=6/21+4/15+7,5/15=1,05 мин

Рассчитаем время t₂ .

Найдем плотность людского потока на 6 и 7 участках :

2 * 0,1

D₆ = ѕѕѕ = 4*10^-3 м/ мин .

5 * 10

3 * 0,1

D₇ = ѕѕѕ = 6*10^-3 м/ мин.

1 * 0,83

q₆ и q₇ соответственно табл.2 [3] будут равны 1 м/мин.

q₁₀ рассчитывается по следующей формуле:

q₈ * d_Д + q₉ * d_Д

q₁₀ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 10,7 м/мин,

d_К

Теперь есть все необходимые данные для расчета интенсивности движения потока по лестнице q₁₄:

q₁₃ * d_К + q₆ * d_Ш + q₇ * d_Ш + q₁₀ * d_К

q₁₀ = ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ = 47,3 м/мин,

d_Л

Так как q₁₀ = 47,3 м/мин> qmax = 16 м/мин и мы не можем увеличить ширину этого участка пути, то по табл. 2 находим :

V₁₄= 8 м/мин

Теперь можно найти время t₂(время задержки примем равной 1 мин; коэффициент 2 означает 2 лестничных проема):

t₂= 2( l₁₄/ V₁₄)+t_зад=2(4/8)+1= 2 мин

Найдем время эвакуации людей из здания по формуле (3.1):

tр = t1 + t2 = 1,05 + 4 = 4,05 мин.

Все найденные значения времени эвакуации удовлетворяют требуемым нормативам, представленным выше.

Существует противодымная защита здания. Для ликвидации пожара в начальной стадии применяют углекислотные огнетушители , если очаг находится под напряжением. В любом случае все электроустановки следует обесточить.

Устройства пожарной автоматики предназначены для обнаружения, оповещения и ликвидации пожаров , а также для защиты людей от воздействия опасных факторов. В соответстви с “Типовыми правилими пожарной безопасности для промышленных предприятий” залы ЭВМ, помещения для программистов и графопостроителей оборудованы дымовыми пожарными извещателями.

В данном разделе были приведены и сравнины с нормами опасные вредные факторы в ВЦ, подробно рассмотрена пожарная опасность ВЦ, также было расчитано время эвакуации людей из информационно-компьютерного отдала администрации Владимирской области.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В экономической части дипломного проекта предлогаеться рассмотреть следующие вопросы:

• расчет затрат на НИР,

• расчет единоразовых затрат при реализации проекта.

4.1. Затраты на НИР

Общая сумма затрат на НИР определяется по смете затрат, в которую включаются следующие статьи расходов[13]:

• заработная плата исполнителя ( основная и дополнительная ),

• начисления на заработную плату,

• затраты на материалы и комплектующие изделия,

• услуги сторонних организаций и предприятий,

• командировочные расходы,

• прочие прямые расходы,

• затраты на спецоборудование,

• накладные расходы,

• прибыль.

Исходные данные:

• количество исполнителей НИР - 2 ;

• штат:

главный специалист ( оклад 670 000 рублей ),

ведущий специалист ( оклад 550 000 рублей ),

• срок выполнения НИР:

• для ведущего специалиста— 4 месяца,

• для главного специалиста — 2 месяца.

4.1.1 Расчет прямых расходов

4.1.1.1 Расчет заработной платы.

Затраты на заработную плату ( прямую и дополнительную ) рассчитываются на основе численности работников, их квалификации, месячных должностных окладов, часовых тарифных ставок и трудоемкости работ. Фонд заработной платы рассчитываются по формуле (3.1).

к

ФЗП =е ( Дi + Дi ґ Кр/100 ) ґ Тi ґ n, (3.1)

1

где Дi - должностной оклад работника, руб.;

Kp - процент премии, Кр = 40 %;

Ti - общее время работы за срок исполнения НИР, месяц;

(Ti = 2 и 4 месяца)

к - число категорий,

n - количество работников данной категории, %.

(n = 1 человек).

Итак, фонд основной заработной платы:

ФЗП = ( 670 000 +268 000)ґ2 + (550 000 +220 000) ґ 4 = 4 956 000 (руб.)

Сумма дополнительной заработной платы берется на уровне 10 % от основной заработной платы. С учетом дополнительной заработной платы фонд заработной платы рассчитывается по формуле (3.2).

ФЗПд = ФЗП ґ К (3.2)

К - коэффициент равен 1.1,

ФЗПд = 4 956 000 ґ 1.1 = 5 451 600 (руб.)

4.1.1.2. Начисления на заработную плату.

Начисления на заработную плату ( отчисления на социальные нужды ) составляют 39 % от фонда заработной платы ( ФЗПд )

НФЗП = 5 451 600 ґ 0.39 = 2 126 124 (руб.)

ИТОГО: общий фонд заработной платы с начислениями составляет:

ФЗПо = ФЗПд + НФЗП = 5 541 600 + 2 126 124 = 7 577 724 (руб.)

4.1.1.3. Затраты на материалы и комплектующие изделия

Затраты на материалы и комплектующие изделия связаны с изготовлением макета или опытного образца. В процессе выполнения НИР не предусмотрено подобного изготовления поэтому затраты в этой области отсутствуют.

4.1.1.4. Услуги сторонних организаций

К услугам сторонних организаций и предприятий относятся работы, выполняемые на основе договорных условий с предприятиями и организациями.

Стоимость этих работ рассчитывается в соответствие со сметой, которая является приложением к договору. При выполнении НИР услугами сторонних организаций не пользовались, таким образом затраты по этой статье отсутствуют.

4.1.1.5. Командировочные расходы

Суммы расходов на командировки рассчитываются по нормативам в зависимости от общей суммы средств, выделяемых на НИР, которая, в свою очередь, определяется на основе договорных условий или экспертных оценок. Расходы по этой статье можно считать двумя путями: первый — использование нормативных показателей, второй - прямым счетом.

Расчитаем сумму расходов на командировки из расчета 4 поездки в течении срока исплнения работсо стоимостью билета 25 000 руб. (командировки однодневные).

К₁= 4 * 25 000 = 100 000 (руб.)

Рассчитаем сумму расходов на 2-х дневную командировку в Москву на одного человека. Стоимость билета в один конец 30 000 руб., суточные расходы 50 000 руб., расходы на гостиницу 100 000 руб.

К₂= 30 000 * 2 + 50 000 * 2 + 100 000 * 2 =360 000 (руб.)

Таким образом, получаем

К=К₁+К₂

К= 100 000 + 360 000 = 460 000 (руб.)

4.1.1.6. Прочие прямые расходы

В процессе разработки городской ИВС к прочим прямым расходам можно отнести затраты на литературу, бумагу для печати, дискеты, порошок для копировальной техники, лента и катриджи для принтеров. Сумма прочих прямых расходов определяется на уровне 1 % от общего фонда заработной платы (ФЗПо):

Ппр = ФЗПо ґ 0.01 =7 577 000 ґ 0.01 = 75 777 (руб.)

4.1.1.7. Расходы на спецоборудование

Расходы на спецоборудование определяются в зависимости от его видов, количества, оптовых цен, стоимости транспортных расходов и установки. Расходы по этой статье отсутствуют.

Таким образом, прямые затраты на НИР состоят из общего фонда заработной платы и прочих прямых расходов.

ПЗ = ФЗПо + Ппр = 7 577 724 + 460 000 + 75 777 = 8 113 501 (руб.)

4.1.2. Расчет накладных расходов

Накладные расходы определяются по нормативам, устанавливаемым к предыдущим статьям калькуляции по НИР. Уровень накладных расходов составляет 20 % от суммы прямых расходов:

НР = ПЗ ґ 0.2 =8 113 501 ґ 0.2 = 1 622 700 (руб.)

ИТОГО, себестоимость разработки составляет:

С = ПЗ + НР = 8 113 501 + 1 622 700 = 9 736 201 (руб.)

4.1.3. Расчет прибыли

Определение прибыли производится на основе рентабельности разработки. Нормативных показатель рентабельности - 25 %. Тогда согласно формуле рентабельности (3.3) прибыль находится по формуле (3.4).

Р = П / С (3.3)

П = С ґ Р (3.4)

где Р - рентабельность;

С - себестоимость разработки, то есть затраты на разработку;

П - прибыль.

П = 9 736 201 ґ 0.25 = 2 434 050 (руб.)

Таким образом, при указанных затратах и рентабельности равной 25% прибыль составит: 2 434 050 руб..

В таблице ( “4.1. Смета затрат на НИР.”) приведена смета затрат на НИР.

Таблица 4.1. Смета затрат на НИР.

4.2. Единовременные затраты

Единовременные затраты включают в себя затраты, связанные с подписанием контракта с общедоступной сетью передачи данных Global Х.25 и затраты, вызванные необходимостью приобретения аппаратного и программного обеспечения.

4.2.1. Затраты, связанные с подписанием контракта

В эти затраты входит стоимость подключения абонента к сети Global X.25 и затраты на инсталляцию Unix-сервера.

Стоимость подключения к сети составляет 1000 $ . Если принять 1 $ равным 5 800 руб.(так же примем и в дальнейшем), то получим следующее: стоимость подключения одной точки 5 800 000 руб. В нашей ситуации 25 удаленных пользователя, то есть 25 точек входа и 2 точки входа имеет АВО.

Следовательно, получаем

ПА=27 ґ 5 800 000 = 156 600 000 (руб.)

Инсталляция Unix - сервера составляет 2 000 $ или 10 600 000 руб.

Следовательно, затраты , связанные с подписанием контракта составят

ЗПК=156 600 00 + 10 600 000 = 167 200 000 (руб.)

4.2.2. Затраты на приобретение аппаратного и программного обеспечения.

Все необходимое аппаратное и программное обеспечение описывалось в 1 главе. Затраты, вызванные приобретением обрудования и ПО сведем в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Затраты на приобретение аппаратного и программного обеспечения.

Калькуляцию единоразовых затрат представим в сводной таблице.

Единоразовые затраты. Таблица 4.3.

Важно отметить тот факт, что в зависимости от поставщика оборудования при проектировании частной корпоративной сети единоразовые затраты составляют от 400 000 $ до 1 000 000 $. Нам , используя общедоступную сеть передачи данных , предстоят расходы порядка 35 000 $.

СПИУОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Велч Д. ”Удаленный доступ становится реальностью”

ж.LAN Magazine, № 5, 1995.

2. Верма П. Сети связи ЭВМ . Оценка эффективности функционирования: структурный анализ.

М.: Радио и связь,1992.-113с.

3. ГОСТ12.1.004-91-Пожарная безопасность. Общие требования. Комитет стандартизации и метрологии СССР.

М.: Издательство стандартов,1992.

4. Дмошинский Г.М., Серегин А.В. Телекоммуникационные сети России.

М.: Архитектура и строительство,1993.-198с.

5. Кирсанов Д. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет.

Спб.: Символ-Плюс,1995.-288с.

6. Корпоративные территориальные сети связи. Выпуск 1.

М.: Информсвязь,1996.-198с.

7. Корпоративные территориальные сети связи. Выпуск 2.

М.: Информсвязь,1996.-120с.

8. ЛВС. Книга 3: организация функционирования, эффективность,оптимизация. Под ред. С.В.Назарова.

М.: Финансы и статистика,1995.-210с.

9. Максимов В.А., Пархомук Е.И. “Коммерческие сети в России”.

ж. Сети, № 7,1995.

10. Миллер М. “Средства удаленного доступа”.

ж. Сети, № 2,1995.

11. Сиборов Ю.Г., Сколотнев Н.Н. и др. Охрана труда в вычислительных центрах: учебник для студентов средних специальных учебных заведений по специальности ”Программирование для электронно-вычислительных мвшин и автоматических систем”.

М.: Машиностроение,1990.-122с.

12. Справочник: протоколы информационно-вычислительных сетей. Под ред. Мизина И.А., Кулешова А.П.

М.: Радио и связь,1990.-254 с.

13. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов.Под ред.Беклешова.

М.: Высшая школа,1991- 25 с.

14. Шатт С. Мир компьютерных сетей.

Киев: “BHV”,1996.-288 с.

15. Шестаков М. “Частные сети передачи данных: подходы и методы построения”.

ж.Компьютер пресс, № 8,9,1996.

3.2. Перечень предполагаемых чертежей и плакатов.

1. СТРУКТУРА ВЛАДИМИРСКОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (СЕТЬ GLOBAL Х.25).

2. ПЛАН ОБЛАСТИ.

3. ИЛЛЮСТРАЦИЯ РАБОТЫ СЕТИ, ОСНОВАННОЙ НА РЕКОМЕНДАЦИИ Х.25.

4. СХЕМЫ ВОЗМОЖНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ СВЯЗИ АВО С ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ.

5. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦЕНТРАЛЬНОГО УЗЛА КОММУТАЦИИ ПАКЕТОВ.

6. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АБОНЕНТСКОГО УЛА.

7. ОПИСАНИЕ ПРОТОКОЛОВ.

3.2. Перечень предполагаемых чертежей и плакатов.

1. СТРУКТУРА ВЛАДИМИРСКОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (СЕТЬ GLOBAL Х.25).

2. ПЛАН ОБЛАСТИ.

3. ИЛЛЮСТРАЦИЯ РАБОТЫ СЕТИ, ОСНОВАННОЙ НА РЕКОМЕНДАЦИИ Х.25.

4. СХЕМЫ ВОЗМОЖНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ СВЯЗИ АВО С ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ.

5. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦЕНТРАЛЬНОГО УЗЛА КОММУТАЦИИ ПАКЕТОВ.

6. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АБОНЕНТСКОГО УЛА.

7. ОПИСАНИЕ ПРОТОКОЛОВ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Список удаленных пользователей ЛВС администрации Владимирской области

CОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................................................................6

1. Построение информационно-вычислительной сети............................................................7

1.1. Анализ задания..................................................................................................................7

1.2. Основы принципов построения корпоративных сетей передачи данных...................8

1.2.1. Постановка задачи.......................................................................................................8

1.2.2. Использование Internet в корпоративных целях.......................................................9

1.2.3. Виртуальные сети передачи данных........................................................................10

1.2.3.1. Сети с коммутацией каналов..............................................................................11

1.2.3.1.1. Телефонная сеть.............................................................................................11

1.2.3.1.2. ISDN................................................................................................................11

1.2.3.2. Сети с коммутацией пакетов..................................................................................11

1.2.3.2.1. Сети Х.25........................................................................................................12

1.2.3.2.2. Сети Frame Relay...........................................................................................14

1.2.4. Структура корпоративной сети................................................................................15

1.3. Выбор телекоммуникационной сети для решения поставленной задачи..................16

1.3.1. Методы и алгоритмы выбора...................................................................................16

1.3.2. Выбор группы телекоммуникационных сетей........................................................17

1.3.3. Метод главного критерия.........................................................................................18

1.3.4. Метод “взвешивания”...............................................................................................18

1.3.5. Метод оценки предпочтения....................................................................................19

1.3.6. Создавть ли собственную сеть Х.25........................................................................20

1.3.7. Выводы.......................................................................................................................21

1.4. Сети Х.25..........................................................................................................................22

1.4.1. Введение в сети Х.25.................................................................................................22

1.4.2. Протоколы сетей Х.25...............................................................................................23

1.4.2.1. Физический уровень............................................................................................23

1.4.2.2. Канальный уровень.............................................................................................24

1.4.2.3. Сетевой уровень...................................................................................................25

1.4.3.Преимущества сетей Х.25.FR как продолжение Х.25.............................................26

1.4.4. Доступ пользователей к сетям Х.25.Сборщики-разборщики пакетов....................28

1.4.5. Узлы сети Х.25.Центры коммутации пакетов.........................................................31

1.4.6. Дополнительные услуги, предоставляемые сетями Х.25.......................................31

1.5. Выбор топологии сети.....................................................................................................32

1.5.1. Варианты построения................................................................................................32

1.5.1.1. 1 вариант..............................................................................................................33

1.5.1.2. 2 вариант..............................................................................................................34

1.5.1.3. 3 вариант..............................................................................................................34

1.5.1.4. Выводы..................................................................................................................35

1.5.2. Подключение города Радужный...............................................................................35

1.6. Аппаратное обеспечение.................................................................................................36

1.6.1. Общий общий обзор оборудования для корпоративных сетей.............................37

1.6.1.1. RAD Data Communication....................................................................................37

1.6.1.2. Memotec Communication................................................................................37

1.6.1.3. Cisco Sistems....................................................................................................38

1.6.1.4. Motorola ISG....................................................................................................39

1.6.1.5. Eicon Technology.............................................................................................42

1.6.2. Выбор оборудования............................................................................................43

1.6.2.1. Оборудование для АВО.................................................................................43

1.6.2.2. Оборудование для РП......................................................................................44

1.7. Программное обеспечение..........................................................................................45

1.7.1. Почтовые оболочки......................................................................................................45

1.7.2. Программное обеспечение для АВО....................................................................46

1.7.3. Программное обеспечение для РП.......................................................................46

1.8. Выход в Internet............................................................................................................47

1.8.1. Методы доступа к Internet.....................................................................................47

1.8.2. Аппаратное и программное обеспечение для выхода в Internet........................48

1.9. Обеспечение надежности.............................................................................................49

1.10. Обеспечение безопасности.........................................................................................50

1.11. Технологичесуие моменты.........................................................................................50

2. Характеристика сетей связи...............................................................................................51

2.1. Параметры эффективности функционирования........................................................51

2.2. Параметры среды передачи.........................................................................................53

2.2.1. Задержка..................................................................................................................53

2.2.2. Пропускная способность........................................................................................53

2.2.3. Целостность или точность.....................................................................................54

2.2.4. Готовность...............................................................................................................54

2.3. Пользовательские задержки........................................................................................56

2.3.1. Значение интегральных задержек.........................................................................56

2.3.2. Интегральные задержки в сетях с коммутацией пакетов...................................56

2.3.3. Составляющие интегральных задержек...............................................................57

3. Пожарная безопасностьв вычислительных центрах.......................................................60

3.1. Опасные и вредные производственные факторы в вычислительных центрах.......60

3.2. Характеристики пожарной опасности........................................................................61

3.3. Расчет времени эвакуации...........................................................................................62

4. Экономическая часть..........................................................................................................67

4.1. Затраты на НИР.............................................................................................................67

4.1.1. Расчет прямых расходов.........................................................................................67

4.1.1.1. Расчет заработной платы..................................................................................67

4.1.1.2. Начисления на заработную плату....................................................................68

4.1.1.3. Затраты на материалы и комплектующие изделия........................................68

4.1.1.4. Услуги сторонних организаций.......................................................................68

4.1.1.5. Командировочные расходы..............................................................................68

4.1.1.6. Прочие прямые расходы...................................................................................69

4.1.1.7. Расходы на спецоборудование.........................................................................69

4.1.2. Расчет накладных расходов....................................................................................69

4.1.3. Расчет прибыли........................................................................................................69

4.2. Единовременные затраты.............................................................................................70

4.2.1. Затраты, связанные с подписанием контракта.....................................................70

4.2.2. Затраты на приобретение аппаратного и программного обеспечения..............70

Заключение..............................................................................................................................72

Список используемой литературы........................................................................................73

Приложение 1..........................................................................................................................75

Приложение 2..........................................................................................................................76

1. г.Владимир

2. г. Муром3. Октябрьский р-н

4. Фрунзенский р-н

5. Ленинский р-н

6. г. Ковров

7. г. Радужный

8. Гороховецкий р-н

9.Гусь-Хруст. р-н

10. Судогодский р-н

11. Суздальский р-н

12. г. Вязники

13. г. Гусь-Хрустальн

14. Вязниковский р-н15. г. Александров

16. г. Суздаль

17. г. Собинка

18. Киржачский р-н

19. Меленковский р-н

20. Юрьев-Польск. р-н

21. Кольчугинск. р-н

22. Александровск. р-н23. г. Кольчугино

24. Ковровский р-н

25. Камешковский р-н

26. Петушинский р-н

27. Селивановский р-н

28. Собинский р-н

29. Муромский р-н

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте была разработана территориальная информационно-вычислительная сеть, необходимая для обмена информацией между структурными подразделениями администрации Владимирской области. Дана краткая характеристика сетей, использующих протокол Х.25. Приведены возможные варианты пстроения территориальных корпоративных сетей связи Приведен краткий обзор сетевого оборудования и программного обеспечения и сделан обоснованный выбор, обеспечивающий все необходимые характеристики проектируемой сети, представленные в задании. Кроме того, данный проект представляет собой гибкое решение создавшейся проблемы, так как позволяет производить наращивание аппаратных и пограммных средств. При улучшении каналов связи, возможен безболезненый переход на более совершенную технологию Frame Relay.

Разработана ИВС обладает следующими параметрами и возможностями:

1. Oнлайновый доступ районных пользователей к ЛВС АВО со скоростью обмена информации не менее 14 400 бит/с..

2. Выход в Internet со скоростью 64 Кбит/с и наличие своего UNIX-сервера,

3. Обработка электронных сообщений по протоколу Х.400.

4. Высокая степень конфиденциальности, передаваемой информации.

5. Высокая надежность связи.

При проектировании был учтен фактор минимальной стоимости проекта

В разделе “Характеристика сетей связи” представлены параметры эффективности функционирования сети и сделан расчет очень важной характеристики, как пользовательские задержки.

В экономической части дипломного пректа представлены расчеты затрат на научно-исследовательскую разработку и единоразовые затраты на реализацию проекта.

Раздел “Пожарная безопасность в вычислительных центрах” включает в себя анализ опасных и вредных факторов в вычислительных центрах, расчет времени эвакуации людей из информационно-компьютерного отдела администрации Владимирской области.