Я.А.Ваграменко, С.Д.Каракозов, В.К.Сарьян, В.К.Мороз

г.Москва, г.Барнаул

В 1995 году, по заказу Министерства образования Российской Федерации была подготовлена Концепция единой системы информационного обслуживания отрасли образования [1], краткое изложение содержания мы помещаем в этом нормере журнала.

ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие в мире по существу происходит информационная революция, связанная с широким внедрением сетей передачи данных (СПД) и компьютерных сетей и выражающаяся в совершенно новых и чрезвычайно эффективных способах организации информационного взаимодействия, в первую очередь, в системе образования.

Можно с уверенностью утверждать, что у нас есть необходимые условия, позволющие при определенных усилиях с нашей стороны создать федеральную и региональные образовательные сети и успешно интегрироваться в формируемую мировую информационную среду.

Реализация предложений концепции может служить основой для:

• построения корпоративной системы передачи данных, обеспечивающей выход в международные сети;
• отработки базовых проектных, технических и организационных решений и форм, обеспечивающих построение федеральной/региональной системы передачи данных учреждений системы МО РФ;
• выработки типовой схемы построения локальных информационных сетей государственных учреждений, обеспечивающих интеграцию в региональные и глобальные информационные сети;
• организации сетевых взаимодействий учреждений системы МО РФ;
• формирования и предоставления комплекса сетевых услуг в федерации и регионах для органов управления образованием.

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАПАДНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Будущее и настоящее вычислительных сетей определяется темпами развития технологий, достижениями в разработке новых протоколов и проникновением компьютеров во все сферы человеческой деятельности.

История вычислительных сетей ведет свое начало от 60-х годов, когда были созданы первые компьютерные системы с разделяемыми ресурсами (Multics). Первая сеть с коммутацией пакетов была разработана в Англии в 1968 г. в национальной физической лаборатории.

Первая многоузловая сеть с коммутацией пакетов ARPANET вступила в действие в 1969 г. в США. Alocha - первая вычислительная сеть (Гавайи) с передачей пакетов по радиоканалам. В этой сети были реализованы (1971 г.) методы случайного доступа к каналу.

В 1974-76 гг. сотрудниками фирмы XEROX была разработана модель сети Ethernet, протокол которой был в 85-88 гг. стандартизован. В течение 1974-82 гг. рядом ведущих компьютерных фирм США были разработаны архитектуры и сетевые технологии, значительно повлиявшие на будущие сетевые стандарты. Фирмой IBM созданы SNA, разнообразные протоколы (SDLC, NJE, APPC), маркерная кольцевая сеть. Фирмой DEC в 1975 г. создана DECNET, которая постоянно развивалась и в 1990 г. появилась фаза V, в которой реализованы протоколы, совместимые с моделью OSI/ISO. В 1982-88 гг. университетами и фирмами США создана сеть BITNET, получившая всемирное распространение.

В настоящее время за рубежом можно выделить два основных направления развития сетевых структур:

ОБЩЕДОСТУПНЫЕ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ОСПД (PDN - PUBLIC DATA NETWORK) - вычислительные сети, предоставляющие услуги всем желающим за определенную плату. В основном это услуги сетевого, а в отдельных случаях - терминального доступа. Большинство этих сетей базируется на стандарте Х.25. Часто эти сети используются как инфраструктура для других сетей более высокого уровня. В США и Западной Европе PDN эксплуатируют государственные ведомства почтовой, телефонной и телеграфной связи. К числу наиболее извест

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СЕТИ. Тут мы перечислим некоторые наиболее распространенные академические сети, котоpые можно отнести к этому классу.

BITNET и гpуппа, поддеpживающая идеологию IBM's пpотокола NJE

BITNET (Because It's Time Network), ведет свое существование с 1981 г. с компьютеpного центpа CITY UNIVERSITY of New York (CUNY). В настоящее время BITNET относится к классу глобальных сетей, объединяя в своих рядах, в основном, университеты, колледжи и научные центры.

EARN

EARN (Europian Academic and Research Network) - это первая компьютерная сеть, созданная для обслуживания университетов и научно-исследовательских институтов в Европе.

DECnet Internet и гpуппа, поддеpживающая идеологию DEC's пpотокола DECNET

DECnet Internet - это имя, данное обширному мировому сообществу автономных, но совместно управляемых региональных, национальных и международных сетей, основанных на протоколе фирмы Digital Equipment Corporation's (Digital) DECNET.

Internet и гpуппа, поддеpживающая идеологию пpотокола TCP/IP

Internet пpедставляет из себя совокупность сетей, поддеpживающих пpотокол Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) и делящих общее адpесное пpстpанство. Internet (с большой I) обозначает непосpедственно имя глобальной сети. Термин internet (маленькая i) более общий, означающий совокупность сетей, использующих одни и те же пpотоколы. Первоначально Internet начал разрабатываться в 1976-79 гг. федеральным агенством США DARPA и был известен под именем ARPANET. В 1983 г. межсетевые устройства на базе межсетевого протокола TCP/IP были реализованы на всех узлах сети ARPANET. В 1986-87 гг. ARPANET была интегрирована с новой научно-исследовательской сетью NSFNET. В настоящее время Internet представляет из себя сообщество сетей (более 2000), связанных между собой общим адресным пространством и использующих одни и те же протоколы.

В настоящее вpемя точно неизвестно сколько компьютеpов связано чеpез Internet. Скоpее всего более 5000000. Согласно сведениям DDN Network Information Center (NIC) в янваpе 1994 было заpегистpиpовано 3277 доменов и 5218 номеpов сетей. Многие из этих номеpов делятся на подномеpа и т.д.

Наиболее широко используемый сеpвис - это удаленный доступ (Remote Login), TELNET, передача файлов (File Transfer) FTP, электронная почта (E-mail).

Internet поддеpживает два типа сетей - локальные /LAN/ и глобальные /WAN/. Internet объединяет множество сетей с pазличной сетевой технологией, где маpшpут опpеделяется IP шлюзом /router/.

Основные направления развития Internet:

- поддержка многопользовательских протоколов (TCP/IP и OSI);

- развитие электронной почты и других применений, связанных с увеличением скорости и беccбойной работой;

- с увеличением числа пользователей вне США необходимо формирование группы сопровождения и управления, особенно с применением OSI протокола.

- pазвитие коммеpческого сеpвиса

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ И СИСТЕМА ОБЩЕГО СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

До настоящего времени компьютерные сети,как правило, находили себе применение исключительно в университетах, на крупных предприятиях и в правительственных учреждениях. Однако в последние годы почти экспоненциально возрастает использование ресурсов локальных, национального масштаба и даже международных сетей в учреждениях среднего образования.

Компьютерная связь обещает стать столь же распространным оснащением классной комнаты, как традиционные кинопроектор или телевизор. На первый взгляд подключенный к сети компьютер ничем не отличается от обычной ЭВМ, за исключением исходящих из нее и теряющихся в стене проводов. Однако эта "маленькая железная дверь в стене" поистине является окном в мир.

Те огромные преимущества, которые дает использование сетевых компьютерных ресурсов школе, могут быть разделены на следующие группы:

• дополнительные учебные возможности для учащихся;
• обеспечение дополнительными информационными ресурсами;
• заочное повышение квалификации учителя.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЕДИНОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОНОЙ СЕТИ В СИСТЕМЕ МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ

Основной особенностью пpедлагаемого пpоекта является комплексный подход к pешению поставленной задачи.

Суть комплексного подхода в следующем:

• опpеделена сpеда пеpедачи данных;
• опpеделены сети пеpедачи данных и способы их взаимодействия;
• опpеделена технология компьютеpной сети и используемый инфоpмационный сеpвис;
• опpеделены типовые ваpианты локальных сетей (LAN) оpганизаций, входящих в стpуктуpу МО РФ, опpеделен сеpвис, пpедоставляемый в локальную сеть;
• все технические pешения опpобованы и частично pеальзованы уже существующими территориальными образовательными сетями;
• начата работа по подготовке кадpов для обеспечения работы сети;
• подготовлены кадpы для эксплуатации и pазвития важнейших узлов сети (Москва, Барнаул, Пермь, Рязань) , сами узлы частично укомплектованы;
• опpеделен механизм быстpого pазвеpтывания сети; фактически, фоpмиpование сети начато;
• имеются кадpы, обладающие опытом пpоектиpования как теppитоpиальных сетей, так и функциональных задач теppитоpиального упpавления;
• pазpаботаны механизмы функциониpования сети (оpганизационные, технические и финансовые);
• существует инфpастpуктуpа, пpедназначенная для выполнения пpоектных pабот.

Для реализации данного проекта и широкого внедрения результатов в практику работы МО РФ требуется выполнение следующих мероприятий:

• Создание и утверждение программы развития сети МО РФ, включение в программы информатизации регионов самостоятельных разделов, посвященные развитию сетей передачи данных (СПД), территориальных компьютерных сетей и локальных компьютерных сетей.
• Создание федерального и межрегиональных Центров сети МО РФ.
• Финансирование и взаимное согласование программ. Для создания механизма принятия решений по этим вопросам необходима соответствующая инициатива на уровне министра МО РФ.
• Заключение соглашений с сетями Релком, РОСНЕТ, RUNNet и др.
• Укомплектование федерального и межрегиональных узлов.
• Оборудование скоростных сегментов сети между федеральным узлом МО РФ и межрегиональными узлами.
• Создание экспериментального Центра дистанционного образования с привлечением спутниковых технологий (например, в рамках программы РЕЛСОМСАТ).

Это необходимо, поскольку основной общесетевой федеральный сервис, наиболее значительные базы данных, ведущие аналитические группы и природоресурсные подсистемы будут носить распределенный характер, а основная технология обработки информации будет базироваться на технологии мультимедиа, которая уже сама по себе требует значительных скоростей в сети.

• Создание опорного (backbone) кольца связи МО РФ. Оборудование наземных каналов (не ниже 64Кб/с) на Москву для организации on-line связи в сети.
• Оборудование скоростных спутниковых каналов (256-2048Кб/c) для пополнения баз данных, передачи общественно-политической и экономической информации, природоресурсных, климатологических и др. данных.
• Разработка и совершенствование сопряжения с сетями Internet, РОСНЕТ и сетями специального назначения.
• Организация каналов в регионах для подключение пользователей.
• Организация шлюзов между сетью МО РФ и другими сетями России.
• Приобретение, адаптация и разработка необходимого программного обеспечения.
• Разработка эксплуатационной и организационно-распорядительной документации, регламентирующей функционирование сети.
• Обучение и консультация обслуживающего персонала и пользователей сети.
• Создание центра управления сетью.

АРХИТЕКТУРА СЕТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ СИСТЕМЫ МО РФ

Кpитеpии выбоpа архитектуры компьютерной сети

КРИТЕРИЙ 1 (Глобальность сети)

КРИТЕРИЙ 2 (Полнота сетевого сервиса)

КРИТЕРИЙ 3 (Скорость внедрения сетевого сервиса)

КРИТЕРИЙ 4 (Многообразие типов сетевых услуг)

КРИТЕРИЙ 5 (Адаптируемость к среде передачи данных)

КРИТЕРИЙ 6 (Высокая скорость передачи данных)

КРИТЕРИЙ 7 (Обеспечение конфиденциальности)

КРИТЕРИЙ 8 (Обеспечение сетевых взаимодействий всех типов)

КРИТЕРИЙ 9 (Независимость от базовых програмно-технических

средств)

КРИТЕРИЙ 10 (Минимизация затрат)

КРИТЕРИЙ 11 (Наличие инвестиций и уровень их освоения)

КРИТЕРИЙ 12 (Уровень использования свободно-распространяемых

программных продуктов)

КРИТЕРИЙ 13 (Кадровая обеспеченность проекта)

КРИТЕРИЙ 14 (Управляемость сети на уровне территории)

Исходя их сформулированных требований предлагается при построении сети исходить из сочетания технологий INTERNET и ТВ-Информ.

СЕТЕВЫЕ УСЛУГИ

Сервис в сети образуется некоторыми программно-техническими комплексами - серверами, информационными системами и услугами сети.

Важнейшими с точки зрения нормального функционирования сети являются следующие сервисные средства.

Почтовая услуга обеспечивает обмен электронной почтой между пользователями сети как внутри региона, так и вне его. В рамках рассматриваемого нами варианта эта услуга осуществляется с использованием средств UUCP и SMTP. Адресация почтовых сообщений соответствует принятой в Relcom и Internet. За счет имеющихся шлюзовых соединений между сетями почта может доставляться практически в (из) любые мировые сети. Отправка сообщений может осуществляться в текстой и нетекстовой форме, в открытом и шифрованом виде.

Сервер новостей - также необходимый атрибут любой сети. Он позволяет клиентам вести оперативный обмен информацией с широким кругом заинтересованных лиц. Может использоваться в режиме телеконференции для обсуждения профессиональных, политических, экономических и любых других вопросов.

Файловый сервер - это очень емкое хранилище файлов, которые обычно представляют собой программы, программные комплексы, технические описания, библиотеки, тексты нормативных актов и т.п.. Пользователь, на основе почтовой связи, может заказать себе любой файл с сервера.

FTP - сервер по своему функциональному назначению совпадает с файловым сервером. Отличие состоит в способе доступа пользователя к информационной базе сервера.

Сервер доступа, это средство, обеспечивающее возможность использования вычислительных мощностей и программного обеспечения удаленных высокопроизводительных машин. Оно поддерживается протоколом TELNET (виртуальный терминал), как в "ствольной" части системы, так и на рабочих станциях пользователей (есть большое количество реализаций TELNET для MS DOS). Данный сервис исключительно важен в сети, т.к. очень естественно используется при обращении к удаленным базам данных.

FAX - сервер, это средство, позволяющее принять и передать другим FAX-серверам или службе электронной почты информацию от (к) факсов пользователей или сетевых рабочих станций, оснащенных факс-модемами и сканерами.

Сервер баз данных - средство, позволяющее осуществить выборку из имеющихся информационных массивово по определенным ключевым признакам, используя либо on-line доступ, либо регламентированные почтовые запросы. На основе сервера баз данных могут быть реализованы многочисленные специализированные серверы, например, сервер нормативных актов, сервер краевой статистики, сервер-регистр организаций и учреждений, библиотечный сервер,сервер обучающих программ, и т.п.

Имеется большое число других сетевых средств:

• Gopher - средство навигации в сети, доставки файлов, а также интерфейс (шлюз) к другим сетевым протоколам и системам;
• WWW (W3)- средство работы с гипертекстами;
• WAIS - средство для работы с совокупностью баз данных на основе естественного языка;
• ARCHIE - средство поиска файлов на FTP-серверах;
• WHOIS - средство поиска адресной информации о пользователях, сетях, сетевых организациях и станциях;
• USENET - международноя система телеконференций;
• LISTSERV - средство работы со списками рассылки по электронной почте;
• IRC - средство для переговоров в реальном масштабе времени.

Данный перечень серверов является неполным. Неполным является и перечень сетевых услуг, например, очень важным является выпуск электронных журналов. Многие из сетевых услуг должны быть реализованы в форме баз данных или баз знаний с возможностью прямого доступа к ним непосредственно с рабочих мест пользователей сети.

Типовая структуры регионального узла, локальной сети учреждения образования, схема сопряжения с глобальной сетью приведены в [1].

СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Одной из первоочередных и капиталоемких задач при построении сетевого сегмента является задача формирования среды передачи данных.

Среда передачи включает в себя каналы связи, каналообразующую аппаратуру, сюда же можно отнести оборудование для установки маршрутизаторов и серверов имен. Некоторые рекомендации по выбору типовых решений предложены в [1].

СХЕМА ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ:

• базовый набор протоколов - TCP/IP;
• федеральная сеть объединяет строится как объединение межрегиональных узлов, которые в свою очередь объединяют региональные узлы территориальных органов управления образованием;
• территориальные сетевые сегменты объединяет между собой локальные вычислительные сети учреждений системы МО РФ;
• в состав учрежденческой сети вводится информационно-коммуникационный узел (ИКУ), который концентрируют в себе наиболее мощные вычислительных ресурсы и средства коммутации с внешним миром и является системообразующим элементом территориальных сетевых сегментов;
• ИКУ соединяются между собой выделенными каналами связи и на базе данной интерсети предоставляется набор сетевых услуг;
• для подключения к международным сетям предусматривается включение в состав ИКУ ряда организаций шлюзов в действующие сети передачи данных;
• возможно совместное использование каналов связи и каналообразующей аппаратуры с действующими сетями передачи данных;
• учрежденческая локальная сеть должна обеспечивать предоставление ряда услуг с включенного в нее рабочего места.

ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ

Ввиду ограниченного объема финансирования, на первом этапе число объектов сети целесообразно ограничить учреждениями, значимыми с точки зрения территориального управления, имеющими необходимую вычислительную технику и локальные сети с выходом на магистральные каналы связи, постепенно дополняя к ним новых абонентов и вводя специальные каналы связи для более полного удовлетворения потребностей и улучшения эксплуатационных характеристик.

Основные затраты предполагается направить на аренду каналов связи и каналообразующую аппаратуру.

Созданный таким образом скелет сети позволит проверить правильность основных проектных и технических решений, отработать уровень сетевых информационных услуг и взаимодействий, проработать организационные формы управления федеральной сетью МО РФ.

1.Ваграменко Я.А., Каракозов С.Д., Сарьян В.К., Мороз В.К. Концепция единой системы информационного обслуживания отрасли образования, Институт информатизации образования РФ, Москва, 1995, 64 стр. 1995, 64 стр.