Современные информационные технологии / Вычислительная техника и программирова­ние

Шорникова О.Н., Фомичева Т.А.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова 

(Казахстан, г. Кокшетау)

ВАРИАНТЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОРПОРОТИВНОЙ СЕТИ ВЫСШЕГО УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ

В течение XX века главной технологией стали сбор, обработка и распространение информации. Среди прочих разработок следует отметить создание глобальных телефонных сетей, изобретение радио и телевидения, рождение и небывалый рост компьютерной индустрии, запуск спутников связи.

Благодаря высокой скорости технологического прогресса эти области очень быстро проникают друг в друга. При этом различия между сбором, транспортировкой, хранением и обработкой информации продолжают быстро исчезать. Организации с сотнями офисов, разбросанных по всему миру, должны иметь возможность получать информацию о текущем состоянии своего самого удаленного офиса мгновенно, нажатием кнопки. По мере роста нашего умения собирать, обрабатывать и распространять информацию потребности в средствах еще более сложной обработки информации растут все быстрее [1].

Для компаний, имеющих удаленные филиалы в различных районах города или даже в регионах Республики Казахстан, насущной проблемой является организация быстрого, надежного обмена информацией и оперативного доступа к данным независимо от территориальной удаленности офисов. Для этого территориально разнесенные офисы объединяют в единую информационную корпоративную сеть. Такая проблема стоит также и перед ВУЗами нашей страны. Организация корпоративной сети учебного заведения обеспечит решение следующих задач:

1) Совершенствования системы управления ВУЗом в его основных направлениях деятельности (образовательной, научной, инновационной) за счет информатизации и интегрирования информационно-вычислительных ресурсов в единую информационную научно-образовательную среду ВУЗа.

2) Передачи данных между подразделениями ВУЗа и информационного обмена в адресном пространстве глобальной сети INTERNET.

3) Интегрирования информационных ресурсов ВУЗа на основе INTERNET технологий.

Корпоративная сеть – локальная сеть, построенная с использованием различных топологий и объединяющая разрозненные офисы в единую сетевую систему.

Исследуя возможные варианты построения корпоративной сети, можно выделить три основных способа организации связи как между отдельными компьютерами, так и между филиалами одной организации: 1) проводные сети;     2) беспроводные сети; 3) связь через Internet или выделенную линию в сети оператора связи.

Перед началом создания проводной (кабельной) сети следует выяснить, как и где будут располагаться подключаемые компьютеры. Также нужно опреде­лить места для необходимого сетевого оборудования и то, как будут проходить связывающие кабели. От выбора топологии зависит очень многое, в частности необходимое сетевое оборудование, а также перспектива ее расшире­ния.

Сегодня существуют три различные топологии проводной сети — «общая ши­на», «звезда» и «кольцо». Часто можно встретить компьютерные сети, объеди­няющие в себе свойства всех топологий.

Одним из важнейших параметров сети, от которого непосредственно зависит ее производительность, является стандарт. Локальная сеть состоит большого количества различных компонентов: компьютер и сетевая операционная система; сетевая карта; концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы; множество разных переходников; программное обеспечение, работающее с сетевой картой. Требования к сетевому оборудованию различны, их выпускают разные производители, поэтому без соответствия трудно получить  нужный результат. Для этого и существует стандарт.

Разработкой стандартов занимаются крупные организации и комитеты, которые обла­дают соответствующими специалистами:

1) «Международная организация по стандартизации» (International Organization for Standar­dization, IOS) — учреждение, состоящее из ведущих организаций разных стран, за­нимающихся разработками стандартов;

2) «Международный союз электросвязи» (International Telecommunications Union, ITU) — по­стоянно действующая организация, выпустившая большое количество разнообразных стан­дартов, в основном телекоммуникационных;

3) «Институт инженеров электротехники и радиоэлектроники» (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) — крупнейшая организация, занимающаяся определением се­тевых стандартов;

4) «Ассоциация производителей компьютеров и оргтехники» (Computer and Business Equipment Manufacturers Association, CBEMA) — организация производителей аппаратного обеспечения США, занимается разработкой стандартов по обработке информации;

5) «Американский национальный институт стандартов» (American National Standards Institute, ANSI) — организация, занимающаяся разработкой стандартов, в том числе и в составе ISO; внедряемые ею стандарты носят разнообразный характер, начиная с сетевых и заканчивая стандартами языков программирования [1].

Наиболее часто используемыми в настоящее время на территории Республики Казахстан являются сетевые стандарты, разработанные IEEE для проводных (кабельных) сетей: 1) Gigabit Ethernet. Существует несколько стандартов, которые входят в состав Gigabit Ethernet. В частности, стандарт 1000Base-T подразумевает использование кабеля, на основе витой пары 5-й категории. При этом используются все четыре пары проводников. Максимальная длина сегмента составляет 100 м.

2) 10 Gigabit Ethernet. На сегодняшний день стандарты 10 Gigabit Ethernet (10GBase-X, 10GBase-R и l0GBase-W) являются самыми перспективными и позволяют построить наиболее производительную сеть. Для этих целей используется оптоволо­конный кабель. Максимальная длина сегмента может составлять 40 км. Что­бы достичь таких результатов, используется высокая частота передачи сигна­ла и длина волны лазера [2].

Преимуществ у проводной сети достаточно много. Рассмотрим их:

1) Высокая производительность. Существуют стандарты, которые позволяют передавать данные в сети со скоростью более 100 Мбит/с. Как показывает практика, этой скорости вполне хватает для комфортной ра­боты достаточно большой сети с несколькими серверами. Кроме того, в лю­бой момент можно перейти и на более быстрый стандарт, просто поменяв имеющееся оборудование на более скоростное.

 2) Практически неограниченная расширяемость сети. Запаса по количеству подключаемого оборудования хватает для сети любого объема.

3) Возможность обслуживания сегментов сети с разными топологиями. Этот факт очень важен, поскольку позволяет соединить воедино сети с разными топологиями. При этом можно организовывать вирту­альные сети с четко ограниченными наборами прав доступа и т. п.

4) Широкие возможности настройки сетевого окружения (DNS, DHCP, шлю­зы, домены, рабочие группы и т. д.).

5) Защищенность сети. Проводная сеть является достаточно защищенной сре­дой, поскольку для того, чтобы к ней подключиться, злоумышленнику при­дется либо получить доступ к концентратору, либо каким-то образом про­извести врезку в существующую сетевую магистраль или кабель.

6) Возможность выбора среди стандартов сети оптимального показателя «ка­чество/цена».

7) Возможность высокоскоростного доступа в Интернет [2].

Из недостатков можно отметить следующие:

1) При большом количестве компьютеров дорогая в создании. Особенно этот факт заметен, если приходится прокладывать сеть по всем правилам. В этом случае необходимо подключать новый компьютер, используя для этого достаточной длины кабель, который зачастую необходимо прокладывать в коробах с возможными переходами между этажами. В случае невозмож­ности подключения к существующей системе приходится покупать допол­нительное активное оборудование.

2) Необходимо знание основ прокладки кабеля и обжима коннекторов.

3) Требуется четкая организация рабочих мест.

4) Очень плохая мобильность сетевых устройств [1].

Беспроводная сеть, как и проводная, требует изначального проектирования, то есть необходимо заранее, насколько это возможно, спланировать располо­жение клиентских компьютеров и их количество. Существует несколько типов беспроводных сетей, которые характеризуются разными показателями производительности и усло­виями использования. Наибольшее распространение среди них получили Wi-Fi-сети.

Методы и технологии модуляции сигнала на физическом уровне меняются в зависимости от стандарта беспроводной сети. На сегодняшний день существуют следующие специфи­кации, разработанные организацией IEEE, и технологии физического уровня беспроводной сети.

1) Спецификация для работы в инфракрасном диапазоне.

2) Спецификация DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) — определяет ра­боту устройств в диапазоне радиочастот по радиоканалам с широкополос­ной модуляцией с прямым расширением спектра методами прямой псевдо­случайной последовательности.

3) Спецификация FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) — определяет работу устройств в диапазоне радиочастот по радиоканалам с широкопо­лосной модуляцией со скачкообразной перестройкой частоты методами псевдослучайной перестройки частоты.

4) Технология кодирования Баркера — описывает способ кодирования дан­ных с помощью последовательностей Баркера. Чтобы повысить помехоустойчивость передаваемого сигнала, то есть увеличить вероятность безошибочного его распознавания на приемной стороне в условиях шума, можно воспользоваться методом перехода к широкополосному сигналу, добавляя избыточность в исходный.

5) Технология ССК (Complementary Code Keying) — описывает способ допол­нительного кодирования битов передаваемой информации. Технологию кодирования с использованием комплементарных кодов используют для кодирования битов данных с целью их сжатия, что позволяет достичь повышения скорости передачи.

6) Технология CCK-OFDM — описывает способ кодирования данных с помо­щью гибридного метода, что позволяет увеличить скорость передачи сигна­ла при невысокой избыточности данных. Данную технологию используют при работе обо­рудования как с обязательными, так и с опциональными скоростями передачи данных.

7) Технология QAM (Quadrature Amplitude Modulation, QAM) — описывает способ квадратурной амплитудной модуляции сигнала, который работает на скорости выше 48 Мбит/с.

На се­годняшний день в мире используют два варианта беспроводной архитектуры. Отличия между ними незначительные, однако они кардинально влияют на такие показатели, как количество подклю­чаемых пользователей, радиус сети, помехоустойчивость и т.д.:  1) независимая конфигурация (Ad-Hoc). Режим независимой конфигурации, часто еще называемый «точка-точка», или независимый базовый набор служб (Independent Basic Service Set, IBSS), — самый простой в применении. Соответственно такая беспроводная сеть является самой простой в построении и настройке.  2) инфраструктурная конфигурация (режим «клиент/сервер») — более перспективный и быстроразвивающийся вариант беспроводной сети [2].

Она имеет много плюсов, главными из которых являются возможность под­ключения достаточно большого количества пользователей, более высокая по­мехоустойчивость, полный контроль подключений и многое другое. Кроме то­го, есть возможность использования комбинированной топологии и проводных сегментов сети. Рассмотрим следующие основные преимущества беспроводной сети: 1) Легкость создания и реструктуризации сети.  2) Мобильность.

3) Подключение к другому типу сети. 4) Высокая скорость доступа в Интернет.

В настоящее время сеть MPLS - наиболее активно развивающийся сервис, который предоставляют операторы передачи данных.  Данная сеть имеет внутреннюю логику сетей IP – MPLS-маршрутизаторы используют IP-адресацию, внутри сети MPLS используются специально адаптированные протоколы IP-маршрутизации.

Основные преимущества данного вида связи:

1) сквозная поддержка нескольких классов обслуживания.

2) возможность сохранения собственной IP-адресации. Данная возможность важна для компаний, которые уже имеют собственные ЛВС и используют собственные, немаршрутизируемые в Интернет адреса.

3) организация доступа в Интернет также может служить дополнительным стимулом для подключения к MPLS-сети одного оператора, поскольку позволяет получить все необходимые услуги из одних рук [3].

Организация корпоративной сети через Интернет получает все большее распространение вместе с доступностью самой сети. Каждый офис компании в настоящее время имеет собственное подключение к Интернету по выделенному каналу. После этого между ЛВС офисов организуется зашифрованный канал VPN, по которому передаются данные.

Основным минусом подключения через Интернет, с корпоративной точки зрения, является отсутствие каких либо гарантий относительно полосы пропускания, задержек и потерь пакетов.

Плюсы данного подключения следующие:

1) высокая доступность услуги подключения к Интернету и, как следствие, быстрое время развертывания канала;

2) низкая стоимость подключения;

3) низкая стоимость владения такими каналами (центральный офис в любом случае имеет доступ в Интернет, остается подключиться только отдельным офисам).

Особое внимание при использовании интернет-подключений следует уделять вопросам безопасности, поскольку существует вероятность как перехвата передаваемых данных, так и проникновения в корпоративную сеть через Интернет. Поэтому обязательно использование межсетевых экранов.

Подводя итог, можно сказать, что на сегодняшний момент для организации распределенной корпоративной сети передачи данных имеется довольно широкий спектр решений, способных удовлетворить все современные требования.

Следует иметь в виду, что объединение сетей, существующих раздельно, в единую сеть передачи данных требует тщательного планирования, поскольку может повлечь за собой существенные изменения внутри каждой отдельной сети.

Вместе с тем плюсы от создания единой сети зачастую могут сделать настолько более удобной работу отдельных подразделений организации, что через некоторое время изолированная деятельность подразделений уже не представляется возможной.

Для более эффективной работы учебных заведений, состоящих из нескольких корпусов,  необходимо проектировать и внедрять единую информационную корпоративную сеть. Это создаст необходимые условия для внедрения новых информационных технологий и педагогических инноваций в основные направления деятельности ВУЗа.

 

Список использованной литературы:

1. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. Питер, 2003 г.

2. Ватаманюк А.И. Создание и обслуживание локальных сетей. Питер, 2008 г.

3. Соколов М. Услуги операторов связи для создания корпоративных сетей передачи данных. 2009 г. // www.citforum.ru