31163-1 (Разработка корпоративной ИВС)

Разработка корпоративной ИВС

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 документами 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), располагающихся во всех районах Владимирской 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 коммуникационной 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

- возможность одновременной работы в ЛВС АВО всех РП;

- 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, даюаций 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 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 необходимость 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, естественно, не предоставит. Либо надо заключать с ним соответствуюаций контракт, что вряд ли разумно, если вы оказались в двухдневной командировке, либо звонить из Новосибирска в Москву.

Еще одна проблема Internet, широко обсуждаемая в последнее время, - безопасность . 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 желаюаций 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 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, объединяющую 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 с коммутацией каналов

Сети с коммутацией каналов обеспечивают абоненту несколько каналов

связи с фиксированной пропускной способностью на каждое подключение.

1.2.3.1.1. Телефонная сеть