Проект информационно-вычислительной сети Мелитопольского межрайонного онкологического диспансера

6. Обзорлитературы.

6.1 Современныетехнологииэлектронно-вычислительныхсетей.

6.1.1 Компьютеркак средствообщения.

Запоследнеедесятилетиеперсональныйкомпьютерпрошел длинныйпуть развитияот отдельностоящеговычислительногоустройствадо информационногоцентра, интегрированногов глобальныекомпьютерныесети, и становитсяцентром деловойактивности.Компьютерыиспользуютсядля отправкифаксов и электроннойпочты, для доступак базам данныхи корпоративнымсетям, и дажедля проведениятелеконференциймежду удаленнымипользователями.Как результатрезкого ростапроизводительности- увеличениеспроса на мощныекомпьютерныеприложения.Поэтому многиекомпании работаютнад созданиемаппаратныхи программныхрешений, которыесмогут объединитьвычислительныеи коммуникационныевозможностикомпьютера.Стремлениеулучшить компьютерныесредства связиявляется основнойзадачей в областиразвития технологийв 90-е годы. Такойподход характеризуетсязначительнойтехнологическойвзаимозависимостьюмежду компьютероми растущейпропускнойспособностьюсредств связи.Чем большепропускнаяспособностьканала связи,тем болеепроизводительнымдолжен бытькомпьютер дляобработкиданных, проходящихпо этому каналу.И чем болеемощный процессор- тем болеепроизводительныйканал связитребуется дляпередачи данных.

6.1.2 Направленияразвития компьютерныхкоммуникаций.

Компьютернаяиндустрияпретерпеласущественныеизменения смомента появлениякомпьютерав 1981 году. Сегодняпроцессорболее, чем в300 раз превосходитпо производительностипервый процессор8088. Дизайн компьютератакже изменился,дополняя возможностимикропроцессорановыми стандартнымифункциями.Например, многиесегодняшниекомпьютерыпоставляютсяс быстрой шинойPCI,которая способствуетбыстрой работемультимедиа-приложенийблагодарябыстрой скоростипередачи данныхмежду процессором,жестким дискоми видео адаптером,что приводитк снижениювремени ожиданияпри работе сграфикой. В тоже время, подходк использованиюкомпьютерапользователямитоже изменился.Компьютерэволюционировалот заменителяпишущей машинкидо сетевогоинформационногоустройствас более, чем 10миллионаминовых компьютеров,добавляемыхкаждый год.Быстро развиваютсясредства связи,работающиев режиме on-line, сболее, чем 31миллиономпользователейэлектроннойпочты в США и20 миллионамиподписчиковсети Internet по даннымна 1993 год. Значительноеувеличениеколичествапользователейозначает,соответственно,и рост количествасообщений,передаваемыхпо сетям; мощныевозможностисегодняшнихкомпьютеровприводят кувеличениюобъема и сложностипередаваемыхсообщений,которые содержаттеперь самыеразные типыданных. Однакотакое увеличениеобъема информацииприводит кперегрузкесети. Для удовлетворениярастущих потребностейтехнологияэлектронныхкоммуникацийпостоянносовершенствуется.

6.1.3 Построениесредств коммуникации.

Основныетехнологии,которые связываютсегодня компьютеры,- это аналоговыемодемы, локальныевычислительныесети и цифровыесети ISDN (Integrated Services DigitalNetwork). Среди другихтехнологий,которые должныстать единойсетевой архитектуройбудущего, выделяются:сети с асинхроннымрежимом передачиAsynchronous Transfer Mode (ATM) и кабелис широкой полосойпропускания.

6.1.4 Модемы.

Наиболеешироко распространеннымсредством связисегодня являютсяаналоговыетелефонныелинии. Поэтомуочевидно, чтомодемы, связывающиеПК через телефоннуюлинию, имеютнаибольшеераспространениесреди коммуникационныхтехнологий.

Модемышироко применяютсядля таких приложений,как передачафаксов и доступк информациив режиме on-line.Пропускнаяспособностьмодемов увеличиласьот начальных300 baut (бит в секунду)до 14.4Kbps. Развитиетехнологиирасширяетвозможностимодемов ещебольше.

6.1.4.1 МодемыV.34

Модемынового классаV.34 работают наскорости 28.8Kbps,что в два разабольше, чемскорость работыбольшинствасуществующихсегодня модемов.Для гарантиинадежной передачиинформациина этой скорости,модемы V.34 используютсовершеннуютехнологиюустановлениясоединениядля работы намаксимальновозможнойскорости. Когдадва модема V.34связываютсядруг с другом,они проверяюткачество телефоннойсвязи. Если покакой-либопричине линияне может поддерживатьскорость работы28.8Kbps с допустимымколичествомошибок, модемыснижают скоростьсоединения.

6.1.4.2 МодемыDSVD для одновременной

передачиголоса и данных.

Модемнаятехнология,применяемаяв устройствахстандарта V.34,используетвозможностиDSVD. Intel вместе сдругими производителямиработает надсозданиемспецификацииDSVD, которая позволитпередаватьи данные и голосовуюинформациюпо единой телефоннойлинии. Когдаобе соединяющиесястороны работаютпо этому стандарту,становитсявозможнымобсуждениесодержимогофакса в моментего передачи,документа впроцессе егоредактирования,или даже можношутить во времяинтерактивнойкомпьютернойигры - не используявторую телефоннуюлинию. Необходимобудет сделатьодин телефонныйзвонок, так какмодемы с одновременнойпередачейголоса и данныхразделяюттелефонныйканал на двавиртуальных:один для передачиголоса, а второй- данных и графики.

Патентованныеверсии модемов,поддерживающиходновременнуюпередачу голосаи данных, ужесуществуют.Однако пользователидолжны иметьодинаковоеоборудованиес обеих сторонсоединения.СпецификацияDSVD направленана устранениеэтого неудобства,поскольку всемодемы, отвечающиеэтому стандарту,будут совместимы.

6.1.5 Локальныесети.

Наиболеешироко распространеннойтехнологией,применяемойсегодня, являютсялокальныевычислительныесети, которыесвязываютпользователейв пределахофиса илипредприятия.Изначальносети применялисьдля разделенияресурсов, позволяямножествусистем печататьдокументы наодном принтере,например. Сегодняприменениекомпьютерныхсетей достиглотакого уровня,что многиекомпании ведутна их основевсю деловуюдеятельность.Пользователиобмениваютсяфайлами и совместноработают сприложениямис помощью сетей,а также работаютс электроннойпочтой и распределеннымибазами данных.

Большинствоустановленныхсегодня сетейоснованы настандартеEthernet, обеспечивающемскорость передачиданных всего10 мегабит в секунду.Этот показательпроизводительностине менялся смомента появлениястандартаEthernet в начале 1970-хгодов - в то время,как производительностьмикропроцессораувеличиласьболее, чем в300 раз. Поэтомусегодня многиепользователииспытываютнеудобствоот неадекватнойпроизводительностив 10 Mbps. Эти проблемыбудут увеличиватьсяс ростом объемовданных, генерируемыхрастущим количествомсетевых пользователей,на более мощныхкомпьютерах,при использованииновых приложений.

6.1.5.1 FastEthernet.

Дажехотя сетевыепроблемы возникаютдостаточночасто, многиекомпании неспешат с принятиемрешения, связанногос переходомна полностьюновую технологиюс резким увеличениемпропускнойспособности.Для решенияэтой проблемыIntel и более 40 другихсетевых компанийсформировалив июле 1993 годаальянс Fast Ethernet. Основнойзадачей этогосоюза являетсяразработкаоткрытой длявсех спецификациии активноевнедрениенового стандартаFast Ethernet за счет выпускаширокого спектрасовместимогооборудования.

Fast Ethernet - этоперспективамодернизациидля пользователейEthernet,обеспечивающаяскорость обменаданными в 100 Mbps,что в 10 раз быстреевозможностейсегодняшнегостандартаEthernet. Fast Ethernet поддерживаетпротокол передачиEthernet - "контрольнесущей с разрешениемколлизий"(CSMA/CD), которыйпозволяетпользователюна короткийпромежутоквремени получитьконтроль надпропускнойспособностьювсей сети. Еслик сети одновременнообращаютсянесколькопользователей,метод CSMA/CD решаетэту проблему,заставляяпользователейповторитьзапрос черезслучайныйинтервал времени.Оставляя неизменнымпротокол доступак среде стандартаEthernet. Fast Ethernet сохраняетсредства, вложенныев оборудование,программноеобеспечениеи средствауправлениясетью.

6.1.5.2КоммутируемыйEthernet.

Другимрешением проблемыпропускнойспособностисетей являетсяпринятие технологиикоммутируемогоEthernet - коммутируемыхконцентратороввместо разделяемых,которые широкоприменяютсясегодня. Разделяемыйконцентраторподобен шоссес одной полосойдля движениявсех пользователей,что объясняетвозникновение"дорожныхпробок" приповышениинагрузки насеть. Крометого, все станциисети должныработать наодинаковойскорости (10 или100 Мбит соответственно).

Коммутируемыйконцентраторвыделяет каждомупользователюполную пропускнуюспособностьсети. Коммутируемаясеть в данномслучае аналогичнаскоростномумногорядномушоссе, где каждаямашина имеетсвою собственнуюполосу длядвижения.Коммутируемыйконцентраторможет применятьсядля увеличенияскорости передачиданных как всетях Ethernet, так иFast Ethernet.

В настоящеевремя коммутационнуюEthernet-технологиюможно условноразделить надве основныхсоставляющих- на статическуюи динамическуюкоммутацию.

6.1.5.2.1СтатическаяEthernet-коммутация.

СтатическаяEthernet-коммутацияпреднозначенадля упрощенияпроцедур добавленияновых и передвижениястарых узлов(рабочие станции,персональныекомпьютеры,концентраторыи так далее), атакже внесенияразличногорода измененийв конфигурациюсети. Все этиоперации приобретаютвсе большуюстепень автоматизациии выполняютсяс помощьюсоответствующегопрограммногообеспечения.

Статическаякоммутациявыполняетсясетевым администраторомна его рабочейстанции. Каждыйраз, когда сетевомуадминистраторутребуетсякаким-либообразом переконфигурироватьвверенную емусеть (добавитьновые узлы,перенестирабочие станциииз одного сегментав другой и такдалее), он обращаетсяк услугам программысетевого контроляи управления.Причем, чтобыосуществитьнеобходимыеизменения всети, кромеэтой операцииот него большеничего не требуется.Пользовательлибо устройство,таким образом,могут бытьперенесеныиз одного сетевогосегмента надругой и будутоставатьсятам до тех пор,пока у руководствакомпании илисетевого менеджеране возникнутновые идеи поиспользованиюсетевых ресурсов.Чем чаще такиемысли возникаюту людей, эксплуатирующихсеть, тем выгоднеестановитсяиспользованиетехнологиистатическойкоммутации.

Статическаякоммутацияподразделяетсяна два класса:статическаякоммутацияпорта и статическаямодульнаякоммутация.

6.1.5.2.2ДинамическаяEthernet-коммутация.

В отличиеот описаннойтехнологиистатическойкоммутациидинамическаяEthernet-коммутацияприводит кавтоматическомуувеличениюпропускнойспособностисети. Идеядинамическойкоммутацииабсолютнопроста - онааналогичнаидее, заложеннойв АТС, где одновременнопроисходитдинамическоесоединениемногих парабонентов,которые общаютсямежду собой,не подозреваяо существованиидругих такихже "собеседников".Конечно, телефоннаяслужба здесьрассматриваетсяв идеале, безучета ужасногосостояния нашейтелефоннойсети, когда, кпримеру, к двумбеседующимвдруг неожиданноможет подключитьсяеще пара абонентов.Это может являтьсяпрекраснымпримеромтелеконференции.

В общемслучае работудинамическогокоммутатораможно проиллюстрироватьследующимобразом. Пакет,передаваемыйрабочей станциейили каким-либодругим сетевымустройством,соединеннымс портом коммутатора,рассматриваетсякоммутаторомдля выделенияMAK-адреса устройстваназначенияи MAK-адреса источника.Затем он создаетвыделеннуюлинию с пропускнойспособностью10 Мбит/с, по которойпроходит передачапакета от портаисточника впорт предназначения.В то же самоевремя можетбыть созданоеще нескольковыделенныхканалов обмена,которые будутработать независимодруг от друга.Важно отметить,что пакет непередаетсявсем узламсети, как этобыло принятов обычной Ethernet.Такого родаотличие позволяетизбежать коллизийв сети и значительноувеличить ееэффективность.Кроме того,косвеннообеспечиваетсябольшая степеньбезопасностии конфиденциальностипередаваемыхмежду участникамиобмена данными.Таким образом,пользовательполучает полнуюпропускнуюспособностьобычной сетиEthernet, что являетсядостаточнымдля большинствасуществующихприложений,таких как"клиент-сервер",передачавидеоизображенийи даже мультимедиа.

ДинамическаяEthernet-коммутацияподразделяетсяна динамическуюкоммутациюпортов и динамическуюкоммутациюсегментов.

Придинамическойкоммутациипортов к коммутаторуна один портподключаетсяодна-единственнаярабочая станцияили другоесетевое устройство,то есть узлусети достаетсясобственныйпорт. В этойсхеме работыкаждый компьютерполучает выделенноесвободное отколлизий соединениена 10 Мбит/с с любымдругим сетевымузлом.

Динамическаякоммутациясегментовфункциональноочень похожана динамическуюкоммутациюпортов. Но вданном случаек каждомукоммутируемомупорту подключаетсясегмент обычнойEthernet-сети.

6.1.6 ISDN.

Одиниз способовпреодоленияограниченийпропускнойспособностианалоговойтелефоннойсети - передачапо существующимканалам оцифрованныхданных. ISDN (Integrated ServicesDigital Network) - реализацияэтой идеи. ISDNперекодируетинформациюв цифровой види пересылаетее на высокойскорости посуществующиммедным проводам,снижая стоимостьпередачи данных,голоса, графикии видео информации.

ISDN предлагаетцифровые возможностидля дома и офисас доступом кглобальнойтелекоммуникационнойсети. Передачаинформациив сетях ISDN включаеткомбинациюдвух стандартныхканалов, "В"и "D". Каналы "В"(bearer) передаютинформациюсо скоростью64 Кбод каждый,в то время какканалы "D" (data)обрабатываютсигнальнуюинформацию,установлениесоединениянезависимо.Возможно такжеобъединитьканалы "В" дляувеличенияканала пропускания.

ISDN предлагаетрешение начальногоуровня дляотдельныхсоединений:стандартныйинтерфейс BRI,предлагающийдва канала "В"по 64 Кбод дляголоса и данныхи один канал"D" 16 Кбод дляпередачи сигнальнойинформации.Первичныйинтерфейс PRI,более широкоиспользуемыйкрупнымикорпорациями,поддерживает23 канала "В" по64 Кбод каждый.PRI применяетсядля установлениявысокоскоростногосоединенияв корпоративныхсетях.

6.1.7 АТМ- сетевая технологиябудущего.

ТехнологияАТМ первоначальноразрабатываласьтелефоннымикомпаниямидля поддержкиих коммуникацийи должна быластать основойдля унифицированнойпередачи любоготипа информации.

АТМимеет высокуюэффективностьи гибкость вразработкеи функционированиисетей. АТМподдерживаетособую иерархиюсигналов дляработы на оченьвысоких скоростях.Такая иерархияпозволяетпользователямАТМ-сети постояннонаращиватьскорость передачи.

АТМ-технологияне ограниченапо наращиваемостии может иметьлюбую архитектуру.ВозможностиАТМ ограничиваютсятолько технологическимивозможностямисовременнойпромышленности.До появленияАТМ сети немогли бесконечнорасширятьсяне только потехнологическимпричинам, нои из-за ограниченийархитектуры.

ТехнологияАТМ - это транспортныймеханизм,ориентированныйна установлениесоединениядля передачиразнообразнойинформации.Она обеспечиваетвысокоэффективнуюсвязь и большуюгибкость впостроениигомогенныхсетей, где связьмежду узламисети требуетсянезависимоот их физическогоместоположения.Независимоот типа и скоростипередачи информациисеть АТМ неможет бытьперегружена.

6.1.8Использованиесреды с широкойполосой пропускания.

Ростпроизводительностиперсональногокомпьютераи широкое внедрениескоростныхсетевых технологийведут в результатек стремительномуразвитию компьютерныхприложений.Эти приложенияобъединяютвозможностителефонныхкоммуникацийи достиженияв областикомпьютерныхтехнологийи позволяютпользователямсовместноработать надодними и темиже даннымиодновременно,и даже визуальнообщаться сосвоим собеседникомс помощьювидеоконференций.

6.1.9 Интеграциякомпьютераи телефона.

Однимиз наиболеемногообещающихпримеров слияниякомпьютернойи коммуникационнойтехнологийявляется интеграциятелефона икомпьютераCTI. Также известнаяпод терминомкомпьютернаятелефония, CTIозначает, чтокомпьютер беретна себя функцииуправлениятелефоном,такие как наборномера, установлениясоединения,и может использоватьцифровую информацию,полученнуюот телефона,для генерацииподходящегоответа в различныхприложениях.

Телефонныецентры крупныхкорпорацийуже долгие годыиспользуют"умную" компьютернуютелефонию:когда заказчикнабирает телефонныйкод корпорациина кнопочнойклавиатуре,информацияо клиенте немедленнопоступает накомпьютероператора.Однако длябольшинствалюдей возможностителефонииограниченыголосовымифункциями.Очень скороэто может серьезноизменитьсяблагодарястандартамна компьютернуютелефонию. Этистандартыописываютрежимы управлениясоединением:компьютеруправляетнабором номера,ответом назвонок, передачейданных и проведениемконференций,а также предоставляетпользователямдоступ к дополнительнымвозможностямцифровых телефонныхсетей в средеPBX (private branch exchange).

Схемаработы CTI основанана том, что 12-тиклавишнойклавиатурыцифровоготелефона достаточнодля управленияинтерфейсомсвязи. Например,цифровые системыPBX имеют набордополнительныхвозможностей,большинствокоторых неиспользуетсяиз-за того, чтоникто не можетзапомнитьсложные комбинациинабора клавиш,активизирующихэти возможности.Объединениеклавиатурыцифровоготелефона склавиатуройкомпьютераи графическиминтерфейсомпозволит максимальноиспользоватьвозможностицифровых телефонныхсетей.

Однимиз наиболеемощных приложенийCTI являетсяуниверсальныйпочтовый ящик,который позволитобъединятьголосовуюпочту, факссообщенияи электроннуюпочту в однойпрограмме,доступ к которойбудет возможенчерез простойграфическийинтерфейспользователя.Пользователибольше не будутпрослушиватьнепрерывнуюпоследовательностьголосовыхсообщений илиискать пропущеннуюстраницу вхаотично разбросанныхфакс сообщениях.Универсальныйпочтовый ящикбудет хранитьвсе сообщенияв цифровомвиде, включаяинформациюоб авторе сообщенияи его длине.Пользователисмогут просматриватьсообщения влюбом удобномдля них порядке,приостанавливатьпроигрываниезвуковогофайла, ускоренноперематыватьвперед и назадили пропускатьотдельныесообщения путемнажатия накнопки экрана.

6.1.10Персональныеконференции.

В сегодняшнихусловиях людидолжны бытьв состоянииэффективноработать другс другом, находятсяли они в одномздании или вразных точкахземного шара.Но не всегдалюди могутлично встретитьсядля обсужденияделовых проблем,и в то же времясовещания невсегда являютсянаиболее эффективнымспособом совместнойработы, особеннокогда большоеколичествоинформации,предназначеннойдля выработкирешения, хранитсяна компьютерахв различныхофисах.

Однимиз решенийпоставленнойпроблемы можетстать системаперсональныхвидеоконференцийна базе персональногокомпьютера.Персональныеконференциипозволят людямсовместноработать, используянастольныекомпьютеры,немедленноустанавливаясоединениеи обмениватьсяданными, невыходя из-засвоего рабочегостола.

Системаобъединяетширокий спектрвозможностей,начиная отобмена документамидо совместнойработы в одноми том же приложениис передачейвидео и звуковойинформациив реальноммасштабе времени.Обмен документамипозволит людямсовместноработать сразличнойинформацией,используя"разделяемыйблокнот", устанавливаясоединениес помощью обычногомодема. Приработе с документомлюбая его часть,например, любаякартинка можетбыть выделенаи отредактированав реальноммасштабе временис помощью клавиатурыи мыши. Присовместномредактированиидокумента можновоспользоватьсятехнологией"разделенияприложения",которая предназначенадля выполненияодной и той жепрограммы наразличныхкомпьютерах."Разделениеприложений"важно в техслучаях, когдаобе соединяющиесястороны неимеют одни ите же программына своих компьютерах,или их версииразличаются.Видео конференциипозволят проводить"личные" встречи.Компьютерныеконференциисвяжут людейс помощью видеореальноговремени, приэтом параллельностороны смогутобмениватьсядокументамии работать содним и тем жепрограммнымприложением.

Дляускоренияпринятия стандартана персональныеконференцииIntel сформировалспециальнуюгруппу Personal Conferencing WorkGroup (PCWG). PCWG - это объединениеболее стакомпьютерныхи телекоммуникационныхкомпаний, чьязадача состоитв определенииоткрытогостандарта длясовместимостиразличныхпродуктов дляпроведенияперсональныхконференций.В результатеPCWG разработаласпецификациюна персональныеконференцииPersonal Conferencing Specification (PCS) - открытыйдля всех документ,который определяетархитектурныеособенностидля проведенияконференцийи установлениясоединениямежду персональнымикомпьютерами.Основные особенностиPCS включают:

-открытыйстандарт, которыйинтегрируетвидео возможностив компьютерныеприложения;

-независимостьот среды передачи,работа в сетяхLAN, ISDN, и на аналоговыхтелефонныхсетях;

-совместнаяработа со многимисистемами,сетями и продуктами.

Объединивсвои усилия,компании скоропредставятна рынок широкийспектр продукции,с помощью которойпользователисмогут связыватьсядруг с другомболее эффективно.

6.2 Основыпроектированиясети.

Передтем как разрабатыватьсеть, администратордолжен понять,какие подсистемыобъединяютсяи как построитьиз них системус оптимальнойпроизводительностьюи управляемостью.

Понятиесетевая архитектураподразумеваетмногое из того,что можно найтив словаре подсловом архитектура.Сетевая архитектураимеет отношениеи к проектированиюи построениюсети, и к науке,искусству илипрофессиипроектированияи построениясетей, и к конструкциии взаимодействиюотдельныхкомпонентовсети. Но лучшевсего сетевуюархитектурухарактеризуеттермин framework. В словареWebster's II New Riverside University Dictionary приводитсянесколькозначений словаframework; пожалуй,наиболее подходящееиз них - каркас,костяк, поддерживающаяили несущаяконструкция,используемаякак основасооружения.

Сетевуюархитектуруможно пониматькак поддерживающуюконструкциюили инфраструктуру,лежащую в основефункционированиясети. Даннаяинфраструктурасостоит изнесколькихглавных составляющих,в частностикомпоновкаили топологиясети, структурированныекабельныесистемы исоединительныеустройства- мосты, маршрутизаторыи коммутаторы.Проектируясеть, необходимопринимать вовнимание каждыйиз этих сетевыхресурсов иопределить,какие конкретносредства следуетвыбрать и каких надо распределитьпо сети, чтобыоптимизироватьпроизводительность,упроститьуправлениеоборудованиеми оставитьвозможностидля последующегороста.

6.2.1Структурированныекабельныесистемы.

Структурированнаякабельнаясистема (СКС)представляетсобой иерархическуюкабельнуюсистему зданияили группызданий, разделённуюструктурныеподсистемы.СКС состоитиз набора медныхи оптическихкабелей, кросспанелей, соединительныхшнуров, кабельныхразъёмов, модульныхгнезд, информационныхрозеток ивспомогательногооборудования.Все перечисленныеэлементыинтегрируютсяв единую системуи эксплуатируютсясогласно определённымправилам.

СКСобеспечиваетподключениелокальной АТС,одновременнуюработу компьютернойи телефоннойсети, охранно-пожарнойсигнализации,управлениеразличнымиинженернымисистемамизданий и сооруженийс использованиемобщей средыпередачи, атакже предоставляетвозможностьгибкого измененияконфигурациикабельной сети.При перемещениинеобходимогодля работыоборудованиядостаточносделать соответствующуюперекоммутациюцепей на кросспанелях.

В 70-80-егоды кабельныесети организацийнаращивалисьпостепенно.Объём проводкиувеличивалсяпо мере ростачисла подключаемыхустройств.Сетевые соединениябыли довольнопростыми: «звезда»,«кольцо», «шина».В последниегоды требования,предъявляемыек кабельнымсистемам, существенноизменились.Современныекабельныесистемы должныбыть хорошоспланированыи тщательноструктурированы.Быстрое развитиеновых технологийоткрыло возможностидля передачиразличных видовинформациис использованиемобщей коммуникационнойсреды. Внедрениесовместнойпередачи речии данных, начавшиесяв 80-е годы ибазировавшеесяна цифровомподходе, явилосьважным этапомв процессеразвития технологийсовместнойпередачи различныхвидов информации.Дальнейшаяинтеграциясистем связиголоса, данныхи видео с системамиконтроля зданияусилила необходимостьпримененияструктурированногоподхода к кабельнымсистемам.

Современнаякабельнаясистема должнаобеспечиватьФункционированиекомпьютерныхсетей. В отличиеот эпохи централизованнойобработки ихранения информациис использованиеммайнфреймовсовременнаякомпьютернаясеть сталачастью структурыпредприятия,главной магистральюдля движенияинформационныхпотоков. Локальнаясеть обеспечиваетподключениеперсональныхкомпьютеровк файловымсерверам идругим источникамданных; она неявляется отдельнойинформационнойслужбой, аорганическивплетаетсяв структуруорганизации.

Современнаякабельнаясистема должнаобеспечиватьпередачу информациисо скоростью,превышающей100 Мбит/с. В дальнейшемскорость передачив локальныхсетях будетвозрастатьи превысит 100Мбит/с; уже сейчасимеются данные,позволяющиеговорить одостижениив самое ближайшеевремя скоростипередачи 1 Гбит/с.

6.2.1.1 Компонентыструктурированныхкабельныхсистем.

Современныеструктурированныекабельныесистемыдопускаютиспользованиеследующих типовкабелей: коаксиальные;экранированныес витыми парамииз медных проводников(Shielded Twisted Pair- STP);неэкранированныес витыми парамииз медных проводников(Unshielded TwistedPair - UTP);оптические(Fiber Optic Cable).Коаксиальныйкабель бываетдвух типов:толстый (thick)и тонкий (thin).

Толстыйкабель даетболее надежнуюзащиту от внешнихшумов, он прочнее,но требуетприменениеспециальногоотвода (прокалывающегоразъёма и отводящегокабеля) дляподключениякомпьютераили другогоустройства.Тонкий кабель(типа RJ-58)передает информациюна более короткиерасстояния,однако он дешевлеи используетболее простыеBNC-соединители.

Витаяпара - это изолированныепроводники,попарно свитыемежду собойминимальнонеобходимоечисло раз наопределённомотрезке длины,что требуетсядля уменьшенияперекрёстныхнаводок междупроводниками.

Оптоволоконныйкабель, дляпередачи информациипо которомуиспользуетсясвет, позволяетпередаватьинформациюна большиерасстоянияс высокой скоростью,однако он значительнодороже, сложнеев установкеи обслуживания.Кабель состоитиз волокондиаметром внесколькомикрон, окружённыхтвёрдым покрытиеми помещенныхв защитнуюоболочку. Первыеоптоволоконныекабеля изготовлялисьиз стекла, внастоящее времяразработаныкабели на основепластиковыхволокон. Источникомраспространяемогопо оптическимкабелям светаявляется светодиод,а кодированиеинформацииосуществляетсяизменениеминтенсивностисвета. На другомконце кабеляпринимающийдетектор преобразуетсветовые сигналыв электрические.

Коаксиальныйкабель обеспечиваетпередачувидеосигналови низкоскоростнуюпередачу данныхпосредствомпротоколовтипа Ethernet.К его недостаткамотносятсябольшие размеры,вес, негибкость,трудностьпрокладки исравнительнонизкая скоростьпередачи данных.

Кабелина витых параххарактеризуютсяменьшими потерямисигнала припередачи навысоких частотахи меньшейчувствительностьюк злектромагнитнымпомехам посравнению скоаксиальнымикабелями.

STP-кабели,обладая хорошимитехническимихарактеристиками,обеспечиваютвысокую скоростьпередачи информации,необходимуюдля поддержкисовременныхприложений.ОсновныминедостаткамиSTP-кабелейявляются высокаястоимость,относительнобольшие размеры,трудностьпрокладки,заземленияи соединенияс кроссовымоборудованием.

UTP-кабелизанимают главноеместо в современнойпроводке длялокальныхсетей, чтообусловленобыстрым улучшениемхарактеристиккабеля и потребностьюв однотипнойпроводке дляразличныхприложений.ОсновнымидостоинствамиUTP-кабелейявляются низкаясебестоимость,легкость инсталляции,отсутствиетребованийк заземлениюи небольшиеразмеры.

6.2.1.2 UTP-кабеликатегорий 3, 4и 5.

UTP-кабелибываюттрёх различныхкатегорий -категории 3, 4и 5. Кабели категории3 обеспечиваютпередачу речии низкоскоростнуюпередачу данныхсо скоростьюдо 10 Мбит/с; категории4 - передачу речии данных соскоростью до25 Мбит/с; категории5 - передачу всехречевых сигналови сигналовданных, в томчисле в высокоскоростныхлокальныхсетях, со скоростьюдо 155 Мбит/с.

6.2.1.3 Одно-и многомодовыйоптоволоконныекабели.

Имеютсядва типа оптическихкабелей - с одно-и многомодовымиволокнами.Одномодовыйкабель можетпередаватьданные на большиерасстояния,чем многомодовый;имеет меньшийдиаметр, однаконамного дороже.Исходя из соображенийэкономическойэффективностии совместимостис основаннымна оптике сетевымоборудованием,в абсолютномбольшинствеслучаев применяетсямногомодовоеволокно. Одномодовоеволокно следуетиспользоватьдля передачиданных на большиерасстояния(более 2 км) илипри необходимостиочень высокойширокополостности.

6.2.1.4 СравнениеUTP-кабелейс оптоволоконными.

В настоящеевремя наиболеераспространеныструктурированныекабельныесистемы, использующиету или инуюкомбинациюUTP-и оптическихкабелей. Выборсоответствующейкомбинациидолжен учитыватьпреимуществакаждого типакабеля. Оценкинекоторыхсильных сторонсистем, базирующихсякак на UTP-кабеляхкатегории 5,так и на оптическихкабелях, приведеныв таблице 1.

Критерийсравнения	Категория5 UTP	Оптическая
Диапазонприложенийсо скоростямидо 155 Мбит/с	***	*
Диапазонприложенийсо скоростями155 Мбит/с - 1 Гбит/с	*	***
Излучение/подверженностьвлияниям	*	***
Простотаустановки	***	**
Полосапропускания/темппередачи	**	***
Стоимостьэлектроникидля приложенийсо скоростямидо 155 Мбит/с	***	*
Стоимостьэлектроникидля приложенийсо скоростямиболее 155 Мбит/с	*	***
Проверкаустановленнойсистемы	*	**

Примечание:*** - наилучшее,** - лучшее, * - хорошо.

Табл.1Сравнительнаятаблица некоторыххарактеристик

UTP-кабелейкатегории 5 иоптическихкабелей.

6.2.1.5 Типыкроссовыхпанелей.

Неотъемлемымэлементомструктурированныхкабельныхсистем являютсякроссовыепанели (CrossConnect Panel),обеспечивающиекоммутациюсоединенийкабелей горизонтальнойи вертикальнойпроводки спортами активногосетевого оборудования(концентраторов,маршрутизаторови т.д.).

Существуютдва основныхтипа кроссовыхпанелей. К первомуотносятсяпанели с врезнымиконтактами,разработанныетелефоннымикомпаниямидля коммутациисотен и тысячсоединений,как правилоаналоговых.Контакты в этомсоединителеотносятся ктипу IDC(InsulationDisplacement Connector - соединительсо сдвигомизоляции). Лезвияконтакта разрезаютпровода привставке, обеспечиваятем самымэлектрическоесоединениес жилой проводаи фиксациюпровода в контакте.

Ковторому типуотносятсямодульныепанели, специальноразработанныедля передачиданных. Этипанели имеютмодульныегнезда длякабелей различныхтипов, например:RJ-45 дляUTP; BNCдля тонкогокоаксиальногокабеля; STилиSCдля оптоволоконногокабеля и т.д.Такие гнёздаиспользуютсятакже и в современныхсетевых устройствах(концентраторахи маршрутизаторах).

Панелис врезнымиконтактамидешевле модульныхи обеспечиваютбольшую гибкостьи плотностьсоединения.Однако заделкапроводов в нихтребует специальныхинструментови определённыхнавыков. Крометого, существуютнекоторыеограниченияна число повторныхзаделок проводовв контакты сцелью перекоммутацииэлектронныхцепей. Как правило,один и тот жеконтакт можноиспользоватьне более 250 раз.Правда, необходимостьв таком количествеперекоммутацийна практикевозникаеткрайне редко.Для перекоммутациисоединенийна модульныхпанелях ненужны специальныенавыки, и проводитьеё можно до 750раз с помощьюстандартныхсоединительныхшнуров.

6.2.1.6 СтандартEIA/TIA-568A.

Важнейшимсобытием вистории развитияСКС явилосьпринятие в июле1991 года в СШАстандартаEIA/TIA-568. Вавгусте 1991 годаэтот стандартбыл дополнендокументомTSB-36 дляUTP-кабелейкатегорий 4 и5. В августе 1992-гобыл опубликовандокумент TSB-40,в котором определеныхарактеристикисоответствующегосоединительногооборудования.В январе 1994 годастандартTSB-40 былзаменён стандартомTSB-40A.В октябре 1995 годавместо стандартаEIA/TIA-568был принятновый - EIA/TIA-568А,включившийстандартыTSB-36 иTSB-40A.

ПринятиестандартаEIA/TIA-568Апреследовалоследующие цели:

• определитьосновныехарактеристикикабельногооборудования,которые должныбудут поддерживатьсяразличнымипроизводителями;

• предоставитьвозможностьдля проектированияи установкиструктурированныхкабельныхсетей;

• определитьтехническиехарактеристикидля различныхконфигурацийкабельныхсистем.

В стандартеEIA/TIA-568Аданы рекомендациипо проектированиюи установкеСКС, составуи параметрамвертикальнойи горизонтальнойпроводки,соединительныхшнуров, типуиспользуемыхсоединителей.

6.2.1.7Рекомендациипо проектированиюи установкеСКС.

• архитектурапроводки - звезда;

• максимальноечисло иерархическихуровней проводки-2;

• соединенияпита «шина»не допускаются;

• необходимоизбегать прокладкикабеля и установкикроссовыхпанелей вблизиисточниковэлектромагнитногои радиоизлучения;

• заземлениедолжно удовлетворятьтребованиям,определённымв стандартеEIA/TIA-607.

К применениюдопускаютсякабели следующихтипов:

• четырёхпарныйиз неэкранированныхвитых пар сволновымсопротивлением100 Ом и поперечнымсечением 24 или22 AWG1.Максимальнодопустимаядлина для передачиголосовыхприложений- 800 м, для передачиданных - 90 м;

• двухпарныйиз экранированныхвитых пар сволновымсопротивлением150 Ом, с максимальнойдопустимойдлиной дляпередачи данных- 90 м;

• оптоволоконныймногомодовыйс волокнамидиаметром62,5/125 мкм. Максимальнодопустимаядлина - 2000 м;

• оптоволоконныйодномодовый с волокнамидиаметром62,5/125 мкм. Максимальнодопустимаядлина - 3000 м.

6.2.1.8Рекомендациипо составу

и параметрамгоризонтальнойпроводки.

• четырёхпарныйиз неэкранированныхвитых пар сволновымсопротивлением100 Ом и поперечнымсечением 24 AWG;

• двухпарныйиз экранированныхвитых пар сволновымсопротивлением150 Ом;

• оптоволоконныймногомодовыйс волокнамидиаметром62,5/125 мкм.

Длинагоризонтальнойпроводки независимоот типа кабеляи вида используемыхприложенийне должна превышать90 м. Следуетотметить, чтодопускаетсятакже использованиекоаксиального(типа RJ-58)кабеляс волновымсопротивлением50 Ом. Однакоиспользоватьэтот тип кабеляне рекомендуется.Ожидается, чтоон будет включёнв следующейверсии стандарта.

6.2.1.9Соединительныешнуры.

Максимальнодопустимаядлина соединительныхшнуров:

• дляглавного кроссасистемы - 20 м;

• дляглавного кроссаздания - 20 м;

• дляэтажных кроссов- 6 м;

• длярабочих мест- 3 м.

6.2.1.10 Типыиспользуемыхсоединителей.

• модульныйвосьмиконтактныйсоединительтипаRJ-45(разводка кабеляможет бытьсделана двумяспособами:TIA-568А;TIA-568ВсоответствующейспецификацииАТ&Т);

• соединительдля двухпарногокабеля изэкранированныхвитых пар (известенкак MtdiaInterface Connector (MIC)или как IBMData Connector);

• оптическийсоединительтипа 568С.2.

6.2.1.11Техническиехарактеристикимедных и оптическихкабелей

Характеристикимедных кабелейиз неэкранированныхвитых пар приведеныв таблице 2.

Характеристикиоптоволоконногомногомодовогокабеля с волокнамидиаметром62,5/125 мкм приведеныв таблице 3.

Характеристика	Категория3	Категория4	Категория5
Электроёмкость(при 20°),нФ	20	17	17
Сопротивлениепри постоянномтоке, не более,Ом	9,4	9,4	9,4
Асимметриясопротивленийв паре, %	5	5	5
Емкостнаяасимметрия«пара-земля»,пФ	328	328	328
Волновоесопротивление,Ом, на частоте 772 кГц 1-16 МГц 1-20 МГц 1-100МГц	102±15% 100±15% - -	102±15% - 100±15% -	102±15% - - 100±15%
Структурныевозвратныепотери, дБ, начастоте 1-10 МГц 1-20 МГц 16 МГц 20 МГц 32,25 МГц 62,5 МГц 100МГц	12 - 10 - - - -	21 - 19 18 - - -	- 23 - - 21 18 16
Затухание,дБ, на частоте 1 МГц 4 МГц 10 МГц 16 МГц 20 МГц 100МГц	7,8 17 30 40 - -	6,5 13 22 27 31 -	6,3 13 20 25 28 67
Переходноезатухание наближнем конце,дБ, на частоте 1 МГц 4 МГц 10 МГц 16 МГц 20 МГц 100МГц	41 32 26 23 - -	56 47 41 38 36 -	62 53 47 44 42 32

Табл.2Таблица характеристикимедных кабелейиз неэкранированныхвитых пар

Длинаволны (мм)	Максимальноезатухание(дБ/км)	Полосапропускания(МГц/км)
850	3,75	160
1300	1,5	500

Табл.3Таблица характеристикиоптоволоконногомногомодовогокабеля с волокнамидиаметром62,5/125 мкм

Длинаволны (мм)	Максимальноезатухание(дБ/км)
850	3,75
1300	1,5

Табл.4Таблица характеристикиоптоволоконногоодномодовогокабеля с волокнамидиаметром8,3/125 мкм

6.2.1.12Архитектурыструктурированныхкабельныхсистем.

Существуютдва вариантаархитектурыпроводки:традиционнаяархитектураиерархическойзвезды и архитектураодноточечногоуправления.

Архитектураиерархическойзвезды можетприменятьсякак для группызданий, так идля одногоотдельно взятогоздания. В первомслучае иерархическаязвезда состоитиз центральногокросса системы,главных кроссовзданий и горизонтальныйэтажных кроссов.Центральныйкросс связанс главнымикроссами зданийпри помощивнешних кабелей.Этажные кроссысвязаны с главнымкроссом зданиякабелямивертикальногоствола.

Во второмслучае звездасостоит изглавного кроссаздания и горизонтальныхэтажных кроссов,соединенныхмежду собойкабелямивертикальногоствола.

Архитектураиерархическойзвезды обеспечиваетмаксимальнуюгибкость управленияи максимальнуюспособностьадаптациисистемы к новымприложениям.

Архитектураодноточечногоадминистрированияразработанадля максимальнойпростоты управления.Обеспечиваяпрямое соединениевсех рабочихмест с главнымкроссом, онапозволяетуправлятьсистемой изодной точки,оптимальнойдля расположенияцентрализованногоактивногооборудования.Администрированиев одной точкеобеспечиваетпростейшееуправлениецепями, возможноеблагодаряисключениюнеобходимостикроссировкицепей во многихместах. Архитектураодноточечногоадминистрированияне применяетсядля группызданий.

6.2.2 Объединениелокальныхсетей.

Кромекабельнойсистемы неотъемлемымкомпонентомлюбого проектасети являетсясетевое оборудование,особенно в томслучае, еслитребуетсяповыситьпроизводительностьсети в целом,предусмотретьрасширениесети без сниженияпроизводительностиили соединитьотдаленныеучастки сети.Мосты, маршрутизаторыи коммутаторыпозволяютувеличитьколичествоустройств,объединенныхв сеть, и сегментироватьтрафик дляувеличенияпроизводительности.Кроме того,отдаленныеучастки сетичасто соединяютсяс помощьюмаршрутизаторов,и поэтому оничасто выполняютеще и функциибрандмауэра.Пониманиеразличий междуустройствамии особенностейсоответствующейархитектурыпомогает определить,когда эти устройстваследует использоватьи на каких участкахсети они должнырасполагаться.

Мостыприменяютсядля соединенияподобных илиодинаковыхлокальныхсетей, причемони прозрачныдля протоколовсетевого уровня,например IPX иIP. Сети, соединенныемостами, - физическираздельныесети, но логическиони образуютединую сеть.Это означает,что правилапрокладкикабелей применяютсяк каждой отдельнойсети, а не ковсем сразу,протоколамиже сетевогоуровня данныесети рассматриваютсятаким образом,как будто быэто единаясеть.

Мостысегментируютпоток данных:он пропускаеттолько трафик,адресованныйустройствампо другую сторонумоста. Посколькумосты не пропускаютлокальный потокданных, онипозволяютсущественноснизить общийпоток данныхв сети, состоящейиз несколькихлокальныхсетей.

С другойстороны, мостыимеют тот недостаток,что они передаютшироковещательныепакеты канальногоуровня. Принекоторыхобстоятельствах- неисправностьоборудованияи даже ошибкив программномобеспечении- это чреватовозникновениемпостоянногопотока широковещательныхпакетов, чтоприводит ксостоянию,именуемомулавиной пакетов(packet storm). Посколькумосты передаютвсе эти пакеты,они могут заполонитьсеть целиком,серьезно снизивпроизводительность.

Некогдамосты былинаиболеераспространеннымметодом объединениялокальныхсетей. В настоящеевремя, в результатетехническогоусовершенствованиямаршрутизаторов,их использованиесократилось.Многие производителиоснастилимаршрутизаторыфункциямимостов: такоеустройствоработает, какмаршрутизаторпо отношениюк пакетамподдерживаемыхпротоколови как мост поотношению костальным. Всеже в среде, гдеприменяютсянемаршрутизируемыепротоколы, вчастности LATфирмы Digital Equipment илинекоторыепротоколы фирмыIBM, мосты широкораспространеныдо сих пор.

Мостысоединяютидентичныелокальные сети,а маршрутизаторы- однородныеили разнородныелокальные сети,например Ethernet сArcnet. Эти устройстваработают ссетевыми протоколами,такими как IP иIPX. Как и мосты,маршрутизаторыразделяют сетьфизически;отличие жесостоит в том,что при использованиимаршрутизаторовсеть разделяетсяна части такжеи на логическомуровне. Посколькумаршрутизаторыне передаютшироковещательныхпакетов наканальномуровне, ониобеспечиваютвысокую степеньсегментации.

Кромесегментации,маршрутизаторыобеспечиваютрезервные путимежду сетями,поддерживаютфункции брандмауэраи предоставляютэкономичныйдоступ к глобальнымсетям. Резервныепути повышаютотказоустойчивостьсети - если одинмаршрутизаторне исправен,используетсядругой. Многиемаршрутизаторымогут такжефильтроватьданные в зависимостиот информациииз заголовкапакета: отправителяили получателя,данных о маршруте,типе кадраканальногоуровня и типепакета сетевогоуровня. Фильтрацияэтого типапозволяетреализоватьбрандмауэрмежду сетями.

Посколькумаршрутизаторымогут соединятьразнородныесети, они хорошоподходят дляиспользованияв глобальныхсетях, гдеразнородныеканалы глобальныхсетей (напримерТ-1 и frame relay) соединяютразнородныелокальные сети.В частности,Internet представляетсобой огромнуюсеть из разнородныхсетей, связанныхмаршрутизаторами.

Подобномостам, маршрутизаторыпропускаюттолько потокданных, адресованныйдругой стороне.Это значит, чтовнутреннийтрафик однойлокальной сетине влияет напроизводительностьдругой. На самомделе маршрутизаторырассылают(направленоили широковещательно)и информациюо маршрутизации,поэтому непроработанныйпротоколмаршрутизации(такой как RouterInformation Protocol, RIP), использовавшийсяв первых версияхNetWare фирмы Novell) в крупнойсети можетпривести кгенерациизаметногошироковещательногопотока данных.(Сейчас RIP замененгораздо болееэффективнымпротоколомNetWare Link Services Protocol.)

Маршрутизаторы- это чаще всеголибо нестандартные,специализированныекомпьютеры,либо программноеобеспечение,работающеена компьютереобщего назначения- обычно сетевомсервере. Специализированныемаршрутизаторызачастую обеспечиваютлучшую производительностьи более гибкоеуправлениересурсами, чемпрограммныемаршрутизаторы,однако производительностьпоследних, какправило, вполнедостаточна,а стоят онидешевле.

На первыхпорах маршрутизаторыуступали мостампо производительностии даже заработалисебе репутациюисточника узкихмест в сети.Однако производительностьсовременныхмаршрутизаторов,даже программных,часто существеннопревосходитпропускнуюспособностьканалов связилокальных иглобальныхсетей, которыеони соединяют.

6.2.2.1Коммутаторы.

Коммутаторыразработаныдля решенияпроблемынедостаточнойпроизводительностисети из-за нехваткипропускнойспособностии наличия узкихмест. Однаков противовесобщему мнениюи шумихе в рекламныхизданиях, коммутаторыне панацея отвсех проблемс производительностьюи обеспечениемсвязи в сети.

Коммутаторсегментируетсеть на меньшиеколлизионныедомены (в средеEthernet) или на меньшиекольца (в средеToken Ring), в результатекаждая конечнаястанция получаетбольшую долюсуммарнойпропускнойспособности.Эти устройства,по существу,- мосты со множествомпортов. Подобномостам, онинаправляютпакеты из однойсети в другую.Используемыев коммутаторах,интегральныесхемы специальногоназначения(Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) объединяютфункции одногоили несколькихмостов. Поэтомукоммутаторобеспечиваетдовольно высокуюпроизводительностьвсех портовпри относительнонизкой ценеза порт.

Кромевнутреннихкомпонентовна производительностькоммутатороввлияют еще двехарактеристики- способ передачии буферизациипакетов. Некоторыекоммутаторыожидают получениявсего пакетацеликом передтем, как передатьего дальше.Этот способназываетсякоммутациейс промежуточнойбуферизацией(store-and-forward). Другиекоммутаторыиспользуютметод сквознойкоммутации(cut-through).

Коммутаторсо сквознойкоммутациейначинает пересылатьпакет сразуже после того,как получитадрес получателя.Этот процессприводит кгораздо меньшимзадержкам, чемв случае промежуточнойбуферизации,- 40 мкс вместо1,2 мс на пакетразмером 1518 байт.Сквозная коммутацияуменьшает времяожидания, нозато получательбудет получатьи поврежденныепакеты.

Коммутаторс промежуточнойбуферизациейзаписываетприходящийпакет в память,затем проверяетего на наличиеошибок с помощьюциклическогоизбыточногокода (CRC). Буферизацияпакетов увеличиваетвремя ожидания,но уменьшаетколичестводефектныхпакетов и числоколлизий, снижающихпроизводительностьсети.

Однакометод передачис буферизациейчреват другимипроблемами.Например, приинтенсивномтрафике буферымогут переполниться.Если все доступныебуферы заполнены,коммутаторотбрасываетприходящиепакеты, чторезко снижаетпроизводительность,посколькупротоколыверхних уровней,обнаруживаяпропажу пакетов,требуют повторнойпередачи. Этоприводит кзадержкам вработе сети,которые обычноисчисляютсясекундами изаметны пользователям.Частично даннаяпроблема решаетсяувеличениемразмера буферов.

Длякоммутаторовс промежуточнойбуферизациейхарактерныеще и проблемынехватки памяти.Как мосты, таки коммутаторыподдерживаюттаблицы сетевыхадресов длямаршрутизациипакетов. Еслибуфер адресовзаполняется,и мост, и коммутаторили игнорируютновые адреса,отбрасываяпакеты, имадресованные,или отказываютсяот ранее записанныхадресов, освобождаяместо для новых.В любом случаеработа сетистрадает. Здесьтакже можетпомочь расширениебуферов адресов,но при этомувеличатсязадержки припередаче пакетов.

Существуюти гибридныекоммутаторы.Сначала ониработают каксквозные коммутаторыи, проверяяCRC, следят заколичествомвозникающихошибок. Когдачисло ошибокдостигаетопределенногопорога, коммутаторыначинают работатькак коммутаторыс буферизациейи продолжаютработать втаком режиме,пока количествоошибок не снизится.Потом коммутаторывновь возвращаютсяк методу сквознойкоммутации.Данные коммутаторыназываютсяпороговыми(threshold detection), или адаптивными.

Коммутацияможет осуществлятсякак для отдельныхузлов, так идля целых сегментовсети. Коммутациядля индивидуальныхузлов приводитк созданиюдоменов изодного компьютера,фактическиисключая коллизиив таком сетевомсегменте. Коммутациядля сетевыхсегментов,состоящих изнесколькихузлов, снижаетвероятностьколлизий.

Большинствокоммутаторовтакже позволяетсоединятьнизкоскоростныесети, напримерEthernet на 10 Мбит/с, свысокоскоростнымисетями - Fast Ethernet,100VG-AnyLAN и FDDI. Этот подходчасто используетсяпри соединениинизкоскоростныхсетей рабочихгрупп с высокоскоростнымимагистральнымисетями.

Коммутаторыимеют несколькосущественныхнедостатков.Подобно мостам,они пересылаютшироковещательныепакеты и почтине обеспечиваютзащиту от лавинпакетов. Крометого, устройствасквозной коммутациипересылаютдефектные илинеполные пакеты,а устройствас буферизациейперестаютпропускатьпакеты приповышенииинтенсивноститрафика.

6.2.2.2Виртуальныелокальные сети.

Появлениесетевых коммутаторовпривело кформированиютакого подходав организациисетей, каквиртуальнаялокальная сеть,или VLAN. В соответствиис большинствомопределений,VLAN состоит изподмножествасетевых коммутируемыхсоединений,объединенныхкоммутаторомв отдельнуюлогическуюсеть или коллизионныйдомен. Инымисловами, узлыодной виртуальнойсети не видятузлы другойнесмотря нато, что все узлыфизическисоединены содним коммутатором.Разные виртуальныесети можносвязывать междусобой с помощьюмаршрутизатора.

Одноиз назначенийвиртуальнойсети - отделитьобщедоступнуюсеть от сетейзакрытогодоступа. Этаидея широкоразрекламирована,однако практикапоказывает,что такимисистемамидовольно трудноуправлять.Кроме того, ввиртуальныхлокальных сетяхтяжело устранятьнеисправности- диагностическиеустройстваодного доменане могут видетьустройствадругого в принципе.

6.2.2.3 Чтовыбрать: мост,маршрутизаторили коммутатор?

И мосты,и маршрутизаторы,и коммутаторыполезны каждыйна своем месте.Как уже отмечалось,мосты лучшевсего подходятдля использованияв сетях снемаршрутизируемымипротоколами,такими как LAT.Если необходимоограничитьпоток широковещательныхпакетов, обеспечитьрезервные путии интеллектуальнуюрассылку пакетов,реализоватьфильтрациюпакетов илисвязаться сглобальнойсетью, то следуетиспользоватьмаршрутизаторы.Вообще говоря,лучше всегоони подходятдля сегментированиясетей, содержащих200 и более пользователей.

Коммутаторыполезны дляповышенияпроизводительностисети. Они способныустранить вней толькоузкие места- повыситьпроизводительностьсервера, дискаили программногообеспечениякоммутаторыне могут. Крометого, коммутаторнепосредственноне улучшаетпропускнуюспособностьсети, он толькоразгружаетопределенныйее участок засчет сегментации,что действительноможет повыситьпроизводительностьв данном месте.Если же в сетимного пользователейпытается получитьдоступ к одномуи тому же серверу,то повышениюпроизводительностибудет способствоватьсозданиевысокоскоростногоканала междуэтим сервероми коммутатором- при условии,конечно, чтоименно это иесть узкоеместо сети.

6.2.2.4Централизованныеили распределенные?

Большинствокорпоративныхсетей - этообъединениесетей подразделенийменьшего масштаба.Для облегченияуправленияи увеличенияконтроля завычислительнымиресурсаминекоторыеорганизацииразмещают всесетевые ресурсыцентрализованно.Это можно сделать,например, посредствомустановкикомпактноймагистрали(collapsed backbone), когда всесетевые соединительныеустройства- мосты, коммутаторы,маршрутизаторы- сосредоточеныв одном месте.Другой путь- сосредоточитьвсе сетевыесервисы в однойточке.

В конфигурациис компактноймагистральюсетевое оборудование(серверы, мосты,коммутаторыи маршрутизаторы)сосредоточеныв одном месте.Несмотря нато что этотподход облегчаетуправление,он чреват потерейвсего оборудованияпри аварии вцентральномузле.

Консервативныеотделы информационныхуслуг, где любятконтролироватьвсе что можно,приветствуютцентрализацию.Однако организации,привыкшиепередаватьконтрольныефункции науровень подразделений,зачастую предпочитаютраспределятьресурсы. Преимуществаи недостаткиесть и у первого,и у второгоподхода.

Враспределеннойсети сетевоеоборудованиеразмещеновблизи индивидуальныхрабочих групп.Однако такойподход усложняетуправлениесетью.

С точкизрения информационнойбезопасностив централизации,существуетопределенныйсмысл: когдавсе ресурсыв одном месте,гораздо легчеих контролироватьи получить кним физическийдоступ. Естьопределеннаявыгода как вплане эксплуатации,так и в планеобслуживанияэтих ресурсов,поскольку всеустройства,нуждающиесяв ремонте, находятсяв одном и томже месте. Есливсе задачиуправлениярешаются однойгруппой информационныхсистем, тоцентрализацияресурсов существеннооблегчает ихрешение.

Чтокасаетсяпредотвращенияаварий и перспективывосстановленияработоспособности,централизацияведет к уязвимости.Например, даженебольшой пожарв серверномзале можетвывести изстроя всекомпьютерныересурсы. В случаераспределенияглавных компонентов- в том числесерверов имаршрутизаторов- по разным точкам,есть шанс, чтоавария в однойчасти зданияне повлияетна ресурсы,находящиесяв другой.

Централизованныйподход к управлениюсетью можетвызвать проблемыи у пользователей,поскольку ончасто приводитк долгим часампростоя примодернизациии устранениипричин аварии.Техническийперсоналподразделениябыстрее реагируетна подобныепроблемы, чемперсоналцентрализованногоотдела информационныхуслуг.

Преимуществодецентрализованногоподхода в том,что числокомпонентов,могущих выйтииз строя, ограничено.Отказ в одномиз распределительныхшкафов или намагистралине влияет наработу сетив целом - страдаеттолько данныйучасток. То жесамое касаетсяразмещениямаршрутизаторови серверов:когда ресурсырасположенывблизи пользователей,вероятностьтого, что проблемыс сетевой магистралью(с каким-либоодним распределительнымшкафом; с однойиз комнат, гдеразмещенооборудованиеи т. д.) повлияютна всех пользователей,снижается.Недостатокже децентрализованногоподхода заключаетсяв том, что в этомслучае централизованноеобслуживаниезатруднено,и обеспечениеэффективнойбезопасноститребует несколькобольшего вниманияи усилий припланировании.

Независимоот того, какойподход используется(централизованныйили распределенный),сегментациясети с помощьюмаршрутизаторовпомогает избежатьшироковещательныхлавин и другихпроблем, сказывающихсяна всей сетив целом.

6.3 МетодыисследованияэффективностиЛВС и их моделирование.

Локальныевычислительные системы относятсяк категориисложных систем.Наиболее существенныеих черты:

• наличиеединой целифункционированиядля всей системы;

• многообразиефункций, реализуемыхсистемой инаправленныхна достижениезаданной целифункционирования;

• большоечисло информационносвязанных ивзаимодействующихэлементов,составляющихсистему; возможностьделения системына подсистемы,цели и функционированиекоторых подчиненыобщей цели;

• иерархическаяструктурасвязи подсистеми иерархияпоказателейкачествафункционированиясистемы;

• наличиев управлениисистеме (подсистемах)и высокая степеньего автоматизации;

• устойчивостьк воздействиювнешних и внутреннихвозмущающихфакторов и наличие ( в тойили иной степени)самоорганизации;

• требуемаянадежностьсистемы, построеннаяв целом изненадежныхэлементов.

ОценкуэффективностифункционированияЛВС как сложнойсистемы осуществляютпо некоторымпоказателям,каждый из которыхможет статьосновным взависимости от назначенийи состояниясистемы, характереи решаемыхзадач.

Наразличныхстадиях жизненногоцикла ЛВС могутиспользоватьсяразличныеметоды оценкиее эффективностии оптимизации.

В процессепроектированияЛВС с использованиесовременнойметодологиипроектированияи технологическихкомплексов(САПР) могутприменятьсяэкспериментальныеметоды исследования,аналитическаяи имитационноемоделирование.

Настадиях опытнойи рабочейэксплуатацииЛВС основнымметодом оценкикачества следуетсчитать экспериментальноеисследование.Оно позволяетсобрать статистическуюинформациюо действительномходе вычислительногопроцесса,использованииоборудования,степени удовлетворениятребованийпользователейсистемы и затем по результатамее обработкисделать заключениео качествепроектныхрешений, заложенныхпри созданиисистемы, а также принятиерешения помодернизациисистемы (устранению«узких» мест).Однако не исключеноиспользованиеметодов моделирования,с помощью которыхможно оценитьэффект отмодернизацииЛВС, не изменяярабочие конфигурациии организацииработы системы.

6.3.1Аналитическоемоделирование.

Использованиеаналитическихметодов связанос необходимостьюпостроенияматематическихмоделей ЛВСв строгихматематическихтерминах.Аналитическиемодели носятобычно вероятностныйхарактер истроятся наоснове понятийаппарата теориимассовогообслуживания,вероятностейи марковскихпроцессов, атакже методовдиффузнойаппроксимации.Могут также применятьсядифференциальныеи алгебраическиеуравнения.

Прииспользованииэтого математическогоаппарата частоудается быстрополучитьаналитическиемодели длярешения достаточноширокого кругазадач исследованияЛВС. В то же времяаналитическиемодели имеютряд существенныхнедостатков,к числу которыхследует отнести:

• значительныеупрощения,свойственныебольшинствуаналитическихмоделей, которыеставят иногдапод сомнениерезультатыаналитическогомоделирования;

• громоздкостьвычисленийдля сложныхмоделей;

• сложностьаналитическогоописаниявычислительныхпроцессов ЛВС;

• недостаточнаяразвитостьаналитическогоаппарата вряде случаевне позволяющаяв аналитическихмоделях выбиватьдля исследованийнаиболее важныехарактеристики( показателиэффективности)ЛВС.

Указанныеособенностипозволяютзаключить, чтоаналитическиеметоды имеютсамостоятельноезначение лишьпри исследованиипроцессовфункционированияЛВС в первомприближениии в частных,достаточноспецифичныхзадачах.

6.3.2 Имитационноемоделирование.

В отличиеот аналитическогоимитационноемоделированиеснимает большинствоограничений,связанных свозможностьюотражения вмоделях реальногопроцессафункционированияисследуемойЛВС, динамическойвзаимнойобусловленности текущих ипоследующихсобытий, комплекснойвзаимосвязимежду параметрамии показателямиэффективностисистемы и т.п.Хотя имитационныемодели во многихслучаях болеетрудоемки,менее лаконичны,чем аналитические,они могут бытьсколь угодноблизки к моделируемойсистеме и простыв использовании.

Имитационныемодели представляютсобой описаниеобъекта исследованияна некоторомязыке, котороеимитируетэлементарныеявления, составляющиефункционированиеисследуемойсистемы, ссохранениемих логическойструктуры,последовательностипротеканияво времени,особенностейи состава информациио состояниипроцесса. Описаниекомпонентовреальнойвычислительнойсети в имитационноймодели носятопределенныхлогико-математическийхарактер ипредставляютсобой совокупностьалгоритмов,имитирующихфункционированиеисследуемойсети. Например,в пакете моделированияPlanNet фирмыComdisco имеетсявозможностьэмуляции всегооборудования- отсетиTokenRing исегментовEthernet досредств передачиречевых данныхи телекоммуникационныхлиний.

Основныминедостаткамиимитационногомоделирования,несмотря напоявившиесяв последнеевремя различныесистемы моделировании,остаются сложность,высокая трудоемкостьи стоимостьразработкимоделей, а иногдаи большаяресурсоемкостьмоделей приреализациина ЭВМ.

Всеэто требуетвремени. Построениеточной моделисложной сетиможет занятьмесяц или более.Следует приниматьво вниманиетакже значительнуюстоимостьподобных пакетов(порядка 10 тыс.долларов).

6.3.3 Сборданных длямоделирования.

Какправило, средствамоделированиясети вычисляютее производительностьна основе показателейее фактическогои оцениваемоготрафика, указываемыхадминистраторомсети.

Другимподходом длямоделированиясети являетсясоздание вариантовсценария работыЛВС, что позволяетпрограммироватьуровень трафикана основе действийсетевых приложений.Разница междуэтими подходамисостоит в том,что в первомслучае простоиспользуетсяэкстраполяцияна основе измеренноготрафика, а вовтором позволяетуправлятьмасштабомоперации. Онбудет срабатыватьсятем эффективнее,чем большесценарии приближенык реальности.

Дажепри помощитакого измерительногоинструмента,как, моделированиепозволяетполучить лишьту точность,которые даютбазовые данные.Если при измерениитрафика неохвачен адекватныйдиапазон сетевойактивностиили неверныоценки ростаобъема трафика,генерируемогоновым приложением,получить реалистичноеописаниепроизводительностиневозможно.

Необходимыне только точныеданные, но иопределеннаяподготовкаэкспериментатора,понимание того,что означаетпрограммамоделированияи какие сценарииболее жизнеспособны.Хотя инструментальныесредства являютсяграфическимии с ними легкоработать, этисредства недают конкретныхрекомендаций,например, как«выделить этотсегмент сети»или «уменьшитьздесь длинукабеля».

Средствамоделированияспособны показать,каким образомизменения могутповлиять напроизводительность,но интерпретироватьданные, разрабатыватьплан устранения«узких» мести готовитьсценарий дляпроверки этихпланов долженадминистраторсети.

6.4 Элементыдисковых подсистемсерверов.

Вариантыконфигурациидисковых подсистемсерверовмногообразны,и, как следствие,неизбежнапутаница. Чтобыразобратьсяв этом непростомвопросе, рассмотримосновные технологиии экономическуюоправданностьих применения.

В случаедисковых подсистемсерверов мыимеете выбориз множествавариантов, ноизобилие затрудняетнахождениетой системы,которая будетлучшей. Ситуацияосложняетсятем, что в процессевыбора приходитсяразбиратьсяв немалом объемеложной информациии маркетинговойшумихи.

6.4.1 Дисковыеинтерфейсы.

Определяемли мы спецификациюнового сервераили же модернизируемсуществующий,дисковый интерфейсявляется важнейшимвопросом. Большинствосегодняшнихдисков используютинтерфейсыSCSI или IDE. Рассмотримобе технологии,опишем их реализации,обсудим ихработу.

SCSI - этостандартизованныйANSI интерфейс,имеющий нескольковариаций.ПервоначальнаяспецификацияSCSI, именуемаятеперь SCSI-I, использует8-разрядныйканал данныхпри максимальнойскорости передачиданных 5 Мбит/с.SCSI-2 допускаетнескольковариаций, в томчисле Fast SCSI с 8-разряднымканалом данныхи скоростьюпередачи до10 Мбит/с; Wide SCSI с16-разряднымканалом данныхи скоростьюпередачи до10 Мбит/с; и Fast/Wide SCSI с16-разряднымканалом данныхи скоростьюпередачи до10 Мбит/с (см. Таблицу5).

	Максимальнаяпроизводительность	Ширинаканала	Частота	Числоустройств*
SCSI-1	5Мбит/с	8разрядов	5МГц	8
SCSI-2
FastSCSI	10Мбит/с	8разрядов	10МГц	8
Fast/WideSCSI	20Мбит/с	16разрядов	10МГц	8;16**

* в числоподдерживаемыхустройстввходит HBA

** снесимметричнымвыходным сигналом;дифференциальный

Таблица5: варианты SCSI.

С появлениемширокого16-разрядногоFast/Wide SCSI 8-разрядныеверсии сталииногда называтьузкими - Narrow SCSI. Недавнопоявилось ещенесколькореализацийSCSI: Ultra SCSI, Wide Ultra SCSI и SCSI-3. В сравнениис более распространеннымивариантамиэти интерфейсыимеют некотороепреимуществов производительности,но, посколькуони распространеныеще не оченьшироко (числоиспользующихданные интерфейсыустройстввесьма ограничено),мы не будем ихобсуждать.

Кабельнаясистема SCSI-I - этолинейная шинас возможностьюподключениядо восьми устройств,включая главныйадаптер шины(host bus adapter, HBA). Такой дизайншины называетсяSCSI c несимметричнымвыходным сигналом(single-ended SCSI), при этомдлина шлейфаможет достигатьдевяти метров.SCSI-2 (практическивытеснившийSCSI-I) поддерживаети SCSI c несимметричнымвыходным сигналом,и дифференциальныйSCSI. ДифференциальныйSCSI используетиной, нежелиSCSI c несимметричнымвыходом, методсигнализациии поддерживаетдо 16 устройствна шлейфе длинойдо 25 метров. Онобеспечиваетлучшее подавлениешума, что вомногих случаяхозначает лучшуюпроизводительность.

Однаиз проблем сдифференциальнымSCSI заключаетсяв совместимостиустройств.Например, сегодняколичестворазновидностейсовместимыхс дифференциальнымSCSI накопителейна магнитнойленте и приводовCD-ROM ограничено.Дифференциальныеустройстваи HBA обычно немногодороже устройствс несимметричнымвыходным сигналом,но их преимуществов том, что ониподдерживаютбольшее числоустройств наканал, имеютболее длинныйшлейф и, в некоторыхслучаях, обладаютлучшей производительностью.

ВыбираяустройстваSCSI, должна учитыватьсяи проблемасовместимости.SCSI c несимметричнымвыходным сигналоми дифференциальныйSCSI могут использоватьодну и ту жепроводку, носочетать устройствас несимметричнымвыходным сигналоми дифференциальныеустройстванельзя. Wide SCSI применяетотличную отNarrow SCSI кабельнуюсистему, такчто использоватьна одном и томже канале устройстваWide SCSI и Narrow SCSI невозможно.

6.4.2 РаботаSCSI.

В SCSIконтроллерустройства(например контроллердиска) и интерфейсс компьютером- устройстваразные. Интерфейсс компьютером,HBA, добавляетк компьютерудополнительнуюинтерфейснуюшину для подсоединениянесколькихконтроллеровустройств: досеми контроллеровустройств наканале SCSI c несимметричнымвыходным сигналоми до 15 на дифференциальномканале. Техническикаждый контроллерможет поддерживатьдо четырехустройств.Однако привысоких скоростяхобмена сегодняшнихвысокоемкихдисков контроллерустройстваобычно встраиваетсяв диск с цельюуменьшенияпомех и электрическихнаводок. Этозначит, чтоможно иметьдо семи дисковна канале SCSI снесимметричнымвыходным сигналоми до 15 на дифференциальномканале SCSI.

Одноиз преимуществSCSI - обработканескольких,накладывающихсядруг на другакоманд. Этаподдержкаперекрывающегосяввода/выводадает дискамSCSI возможностьполностьюсочетать своиоперации чтенияи записи с другимидисками системы,благодаря чемуразные дискимогут обрабатыватькоманды параллельно,а не по очереди.

Посколькувся интеллектуальностьдисковогоинтерфейсаSCSI заключаетсяв HBA, HBA контролируетдоступ ОС кдискам. Какрезультат, HBA,а не компьютер,разрешаетконфликтытрансляциии доступа кустройствам.В целом этозначит, что приусловии использованияправильнонаписанныхи установленныхдрайверовкомпьютер иОС не видятникакой разницымежду устройствами.

Вдобавок,поскольку HBAконтролируетдоступ междувнутреннейшиной расширениякомпьютераи шиной SCSI, онможет разрешатьконфликтыдоступа к нимобеим с предоставлениемтаких расширенныхвозможностей,как сервисобрыва/восстановлениясвязи. Обрыв/восстановлениепозволяют ОСпослать конкретномуустройствукоманду напоиск, чтениеили запись,после чего дискпредоставляетсясамому себедля выполнениякоманды, благодарячему другойдиск на том жеканале можеттем временемполучить команду.Этот процессспособствуетзначительномуповышениюпропускнойспособностидисковых каналовс более чемдвумя дисками,особенно когдаданные разнесеныили разбросаныпо дискам. Другаярасширеннаяфункция - синхронныйобмен данными,вследствиечего общаяпропускнаяспособностьдисковогоканала и целостностьданных увеличиваются.

6.4.3 IDE

IDE - фактическийстандарт, широкоиспользуемыйв ПК на базепроцессоровх86. Это лишь общаярекомендациядля производителей,поэтому каждыймог свободноразрабатыватьспецифическийинтерфейс IDEдля своих устройстви адаптеров.В итоге продуктыот разныхпроизводителей,и даже разныемодели одногои того же производителя,оказывалисьнесовместимыдруг с другом.Когда спецификацияустоялась,данная проблемапрактическиисчезла, нонесовместимостьвсе же возможна.

В отличиеот SCSI, IDE, возлагаетвыполнениеинтеллектуальныхфункций надиск, а не HBA. HBA дляIDE практическине обладаетинтеллектуальностьюи просто напрямуювыводит шинукомпьютерак дискам. Безпромежуточногоинтерфейсачисло устройствна одном каналеIDE ограничиваетсядвумя, а длинакабеля тремяметрами.

Посколькувесь интеллектустройств IDEнаходится насамих устройствах,одно из устройствна канале назначаетсяглавным (channel master), австроенныйконтроллерна второмотключается,и оно становитсяподчиненным(chanell slave). Главноеустройствоконтролируетдоступ черезканал IDE к обоимустройствами выполняетдля них всеоперацииввода/вывода.Это одна извозможностейконфликта междуустройствамииз-за различныхреализацийпроизводителямиинтерфейсаIDE. Например, одиндиск может бытьрассчитан наработу с конкретнойсхемой контроллера,а главное устройство,к которому онподключен,может использоватьдругой типконтроллера.Вдобавок дискиболее новогорасширенногоcтандарта EnhancedIDE (EIDE) применяютрасширенныйнабор команди трансляционныхтаблиц в целяхподдержкидисков большейемкости и большейпроизводительности.Если они подсоединенык старомустандартному,главному дискуIDE, они не толькотеряют своирасширенныефункции, но имогут не предоставитьвсю свою доступнуюемкость. Хужетого, они могутсообщать ОСо своей полнойемкости, будучине в состоянииее использовать,что чреватоповреждениеминформациина диске.

Возможностьповрежденияданных обусловленатем, что каждаяОС по-своемувоспринимаетинформациюо конфигурациидиска. Например,DOS и системныйBIOS допускаютмаксимальнуюемкость дискатолько 528 Мбайт.NetWare и другие 32-хразрядныесистемы неимеют этихограниченийи способнычитать весьдиск IDE напрямуючерез егоэлектронику.Когда создаетсяна одном дискенесколькоразделов различныхОС, каждая изних видит емкостьи конфигурациюпо-своему, аэто может привестик перекрытиютаблиц разделов,что, в свою очередь,существенноповышает рискпотери данныхна диске.

ОригинальнаяархитектураIDE не позволяетраспознаватьдиски больше528 Мбайт и можетподдерживатьтолько дваустройствана канал примаксимальнойскорости передачи3 Мбит/с. ДляпреодолениянекоторыхограниченийIDE в 1994 году былапредставленаархитектураEIDE. EIDE поддерживаетбольшую емкостьи производительность,однако ее скоростипередачи от9 до 16 Мбит/с по-прежнемумедленнеескорости передачиSCSI. Кроме того,в отличие от15 устройств наканал для SCSI, онаможет поддерживатьмаксимум четырена канал. Отметимтакже, что ниIDE, ни EIDE не реализуютфункций многозадачности.И следовательно,не могут обеспечитьв типичномсерверномокружении тотже уровеньпроизводительности,что и интерфейсыSCSI.

Хотястандарт IDEразрабатывалсяисходно длядисков, сейчасон поддерживаетленточныеустройстваи CD-ROM. Однако разделениеканала с CD-ROM илиленточнымустройствомможет отрицательносказаться напроизводительностидиска. В целомпреимуществаSCSI в производительностии расширяемостиделают его всравнении сIDE или EIDE болеепредпочтительнымдля большинствасерверныхприложенийстаршего класса,где требуетсявысокая производительность.Однако дляприложенийначальногоуровня, гдепроизводительностьили расширяемостьне играют большойроли, хватитIDE или EIDE. В то жевремя, еслитребуетсяизбыточностьдисков, то IDE из-запотенциальныхпроблем, связанныхс подходомmaster-slave, не лучшийвариант. Крометого, следуетопасатьсявозможногоперекрытиятаблиц разделови проблемнесовместимостиустройствmaster-slave.

Темне менее естьнесколькослучаев, когдаинтерфейсыIDE и EIDE могут бытьиспользованыв серверахстаршего класса.Обычной практикойявляется, например,использованиенебольшогодиска IDE для разделаDOS на серверахNetWare. Широко практикуетсятакже применениеприводов CD-ROM синтерфейсомIDE для загрузкиПО.

6.4.4 Избыточныедисковые системы.

Ещеодин важныйдля обсуждениявопрос приопределенииспецификациисервера - избыточность.Есть несколькометодов повышениянадежностидисковой системыиз несколькихдисков. Большинствоэтих схемизбыточности- вариации RAID(расшифровываетсякак избыточныймассив недорогихили независимыхдисков). ОригинальнаяспецификацияRAID была разработанадля заменыбольших и дорогихдисков мэйнфреймови мини-компьютеровмассиваминебольших идешевых дисков,предназначенныхдля мини-компьютеров,- отсюда словонедорогие. Ксожалению, всистемах RAID редковстречаетсячто-нибудьнедорогое.

RAID - этосерия реализацийизбыточныхдисковых массивовдля обеспеченияразличныхуровней защитыи скоростипередачи данных.Поскольку RAIDпредполагаетиспользованиедисковых массивов,лучшим интерфейсомдля применениябудет SCSI, посколькуон может поддерживатьдо 15 устройств.Уровней RAID существует6: от нулевогодо пятого. Хотянекоторыепроизводителирекламируютсвои собственныесхемы избыточности,которые ониназывают RAID-6,RAID-7 или выше. (RAID-2 иRAID-4 нет в сетевыхсерверах, поэтомумы о них говоритьне будем.)

Из всехуровней RAID нулевойимеет наибольшуюпроизводительностьи наименьшуюзащищенность.Он предполагаетналичие какминимум двухустройств исинхронизированнуюзапись данныхна оба диска,при этом дискивыглядят какодно физическоеустройство.Процесс записиданных на несколькодисков называетсязаполнениемдисков (drive spanning), асобственнометод записиэтих данных- их чередованием(data striping). При чередованииданные пишутсяна всех дискахпоблочно; этотпроцесс именуетсярасслоениемблоков (block interleaving).Размер блокаопределяетсяоперационнойсистемой, нообычно он варьируетсяв пределах от2 Кбайт до 64 Кбайт.В зависимостиот конструкциидисковогоконтроллераи HBA, эти последовательныеоперации записимогут перекрываться,в результатечего производительностьвозрастает.Так, сам по себеRAID-0 может повыситьпроизводительность,но не обеспечитьзащиты от сбоев.Если случаетсясбой диска, товся подсистемавыходит изстроя, что, какправило, приводитк полной потереданных.

Вариантомчередованияданных являетсяраспределениеданных (data scattering). Каки при чередовании,данные записываютсяпоследовательнона несколькозаполняемыхдисков. Однаков отличие отчередованиязапись не обязательнопроизводитсяна все диски;если диск занятили полон, данныемогут бытьзаписаны наследующемдоступном диске- это позволяетдобавлять дискик существующемутому. Как и стандартRAID-0, комбинациязаполнениядисков с распределениемданных повышаетпроизводительностьи увеличиваетобъем тома, ноне обеспечиваетзащиты от сбоев.

RAID-1, известныйкак зеркалированиедиска (disk mirroring), предполагаетустановку пародинаковыхдисков, причемкаждый дискв паре являетсязеркальнымотображениемдругого. В RAID-1данные пишутсяна две идентичныхили почти идентичныхпары дисков:когда, например,один диск портится,система продолжаетработать сзеркальнымдиском. Еслизеркальныедиски имеютобщий HBA, топроизводительностьданной конфигурации,по сравнениюс однодисковой,будет меньше,посколькуданные должнызаписыватьсяпоследовательнона каждый диск.

Novell сузилаопределениезеркалированияи добавилапонятие дублирования(duplexing). СогласнотерминологииNovell, зеркалированиеотносится кпарам дисков,когда ониподсоединенык серверу иликомпьютеручерез один HBA,в то время какдублированиеподразумевает,что зеркальныепары дисковподсоединенычерез раздельныеHBA. Дублированиеобеспечиваетизбыточностьвсего дисковогоканала, включаяHBA, кабели и диски,и позволяетнесколькоповыситьпроизводительность.

RAID-3 требуеткак минимумтрех одинаковыхдисков. Частоэто называетсятехнологиейn минус 1 (n-1), посколькумаксимальнаяемкость системызадается, каквсе количестводисков в массиве(n) минус одиндиск для контролячетности. RAID-3используетметод записи,именуемыйрасслоениембитов (bit interleaving), когдаданные пишутсяна все дискипобитово. Длякаждого записанногона n-дисках байтана диск четностипишется битчетности. Этоисключительномедленныйпроцесс, посколькуперед тем, какинформацияо четностисможет бытьсгенерированаи записана надиск четности,данные должныбыть записанына каждый изn-дисков массива.Есть возможностьувеличитьпроизводительностьRAID-3 путем синхронизациимеханизмоввращения дисков,так чтобы ониработали строгов ногу. Однакоиз-за ограниченийпо производительностииспользованиеRAID-3 резко снизилось,и сегодня продаетсяочень немногопродуктов длясерверов, основанныхна RAID-3.

RAID-5 - самаяпопулярнаяна рынке сетевыхсерверов реализацияRAID. Как и RAID-3, онатребует, какминимум, треходинаковыхдисков. Однако,в отличие отRAID-3, RAID-5 производитчередованиеблоков данныхбез применениявыделенногодиска для четности.И данные, иконтрольнаясумма записываютсяпо всему массиву.Этот методдопускаетнезависимоечтение и записьна диск, а такжепозволяетоперационнойсистеме иликонтроллеруRAID проводитьнесколькопараллельныхоперацийввода/вывода.

В конфигурацияхRAID-5 обращениек диску происходиттолько тогда,когда с негосчитывается/записываетсяинформацияо четности илиданные. Какследствие,RAID-5 имеет болеевысокую, чемRAID-3, производительность.На практикепроизводительностьRAID-5 может иногдадостигать илидаже превосходитьпроизводительностьоднодисковыхсистем. Такоеповышениепроизводительности,разумеется,зависит отмногих факторов,в том числе иот того, какреализованмассив RAID и какиесобственныевозможностиесть у операционнойсистемы сервера.RAID-5 обеспечиваеттакже высочайшийсреди всехстандартныхреализацийRAID уровень целостностиданных, посколькуи данные, иинформацияо четностизаписаны счередованием.ПосколькуRAID-5 используетрасслоениеблоков, а небитов, синхронизациявращения недает никакихпреимуществв производительности.

Некоторыепроизводителидобавили расширенияк своим системамRAID-5. Одно из такихрасширений- наличие встроенногов массив дискагорячего резерва(hot-spare). Если случаетсясбой диска, тодиск из горячегорезерва немедленнозаменяет аварийныйдиск и копируетна себя данныепутем их восстановленияпо четностив фоновом режиме.Однако помнитето, что восстановлениедиска RAID-5 оборачиваетсясерьезнымпадениемпроизводительностисервера.

СистемыRAID могут бытьорганизованыкак при помощизагруженногона сервере ииспользующегодля работы егопроцессор ПО,так и при помощиспециализированногоконтроллераRAID.

Программно-реализованныесистемы RAID отнимаютзначительнуючасть ресурсовсистемногопроцессора,равно как исистемнойпамяти, чтосильно понижаетпроизводительностьсервера. Программныесистемы RAID иногдавключаютсяв виде функцииоперационнойсистемы (какэто сделанов Microsoft Windows NT Server) или дополненияот третьихпоставщиков(как это сделанов NetWare и операционнойсистеме Macintosh).

Аппаратно-реализованныесистемы RAID используютвыделенныйконтроллермассива RAID; обычноон имеет свойсобственныйпроцессор,кэш-память иПО в ПЗУ - длявыполнениядисковых функцийввода-выводаи проверкичетности. Наличиевыделенногоконтроллерадля выполненияэтих операцийосвобождаетпроцессорсервера длявыполнениядругих функций.Кроме того,посколькупроцессор иПО адаптераспециальноотлажены длявыполненияфункций RAID, ониобеспечиваютбольшую производительностьдисковых операцийввода/выводаи лучшую целостностьданных, чемпрограммно-реализованныесистемы RAID. Ксожалению,аппаратно-реализованныеконтроллерымассивов RAID, какправило, дорожесвоих программно-реализованныхконкурентов.

RAID уровня0

ВRAID0 используетсяразбиение

данніх- деление файловна блоки,

распределяемыемежду накопителями.

Здесьне предусмотренаизбыточность,

нообеспечиваетсяочень хорошая

производительность.

Файл-сервер

Контроллер

дисковойматрицы

Блок1		Блок2		Блок3
Блок4		Блок5		Блок6
Блок7		Блок8		Блок9

Накопитель1 Накопитель2 Накопитель3

Диаграмма1: RAID уровня0.

RAID уровня3

ВRAID3 используетссяодин выведенныйнакопитель

дляхранения информациипо контролючетности

(дляисправленияошибок). Данныеразмещаются

наоставшихсянакопителях,обычно

сраспределеннымна уровне блоков.

D-байтыданных

Файл-сервер

P-байтычетности

Контроллер

дисковойматрицы

D 1		D 2		D 3		D 4		P1-4
D 5		D 6		D 7		D 8		P5-8
D 9		D 10		D 11		D 12		P9-12

Накопитель Накопитель Накопитель Накопитель Накопитель

данных1 данных 2 данных 3 данных4 четности

Диаграмма2: RAID уровня3.

RAID уровня5

ВRAID5информацияо четностираспределяется

междувсеми накопителямиматрицы. Данные

распределяютсяна уровне байтов.

D-байтыданных

Файл-сервер

P-байтычетности

Контроллер

дисковойматрицы

P1-4		D1		D2		D3		D4
D5		P5-8		D6		D7		D8
D9		D10		P9-12		D11		D12
D13		D14		D15		P13-16		D16
D17		D18		D19		D20		P17-20

Диаграмма3:RAID уровня5.

6.4.5Зеркалирование,дублированиеи заполнение.

НекоторыеОС, включаяNetWare и Windows NT Server, позволяютосуществлятьзеркалированиедисков на несколькихдисковых каналах,обеспечиваятаким образомдополнительныйуровень избыточности.Как упоминалосьранее, Novell называетпоследнийподход дублированиемдисков. В сочетаниис заполнениемдисков дублированиеможет обеспечитьбольшую посравнению соднодисковымисистемамипроизводительностьи в целом способнообогнать аппаратныереализацииRAID-5. Посколькукаждая половиназеркальнойпары дисковиспользуетотдельныйдисковый канал,запись на диски,в отличие отслучая, когдадиски находятсяна одном и томже HBA, может производитьсяодновременно.Также дублированиедопускаетраздельныйпоиск - процессразделениязапросов начтение междудисковымиканалами дляболее быстрогоих выполнения.Эта функциявдвое повышаетпроизводительностьпри чтениидисков, посколькуоба каналапараллельноищут различныеблоки из одногонабора данных.Это также сокращаетвлияние напроизводительностьпри записи надиск, посколькуодин каналможет читатьданные, в товремя как второйпроизводитьзапись.

NetWare поддерживаетдо восьми дисковыхканалов (некоторыеадаптеры SCSIпредоставляютнесколькоканалов), чтоозначает, чтовозможно иметьнесколькоканалов длякаждой дублированнойпары. Естьвозможностьдаже по выборуорганизоватьдо восьми отдельныхзеркальныхканалов. Windows NT Serverтакже предоставляетпрограммныезеркалированиеи дублирование,но пока неподдерживаетпараллельнуюзапись и раздельныйпоиск.

Выбираяизбыточнуюдисковую систему,необходимоучитыватьчетыре основныхфактора:производительность,стоимость,надежностьи защиту отсбоев.

Чтокасаетсяпроизводительности,встроенныевозможностисервернойоперационнойсистемы являютсяосновным фактором,особенно когдав игру вступаетизбыточностьдисков. Как ужеуказывалосьранее, дублированиедисков NetWare в сочетаниис заполнениемдисков даетлучшую производительность,чем аппаратно-или программно-реализованныйRAID. Однако производительностьаппаратногоRAID в целом вышепроизводительностивстроенныхдисковых службWindows NT Server. Вообще говоря,в течение несколькихлет технологияи производительностьсистем RAID постоянноулучшаются.

Другаяпотенциальнаяпроблемапроизводительностисистем RAID - этовосстановлениеданных в случаеаварии. До недавнихпор, если дискломался, приходилосьотключатьмассив RAID дляего реставрации.Также, еслинеобходимоизменить размермассива (увеличитьили уменьшитьего емкость),надо было сделатьполную резервнуюкопию системы,а затем переконфигурироватьи переинициализироватьмассив, стираяво время этогопроцесса вседанные. В обоихслучаях системадовольно долгооказываетсянедоступна.

Длярешения даннойпроблемы CompaqразработалаконтроллерSmart Array-II, позволяющийнаращиватьемкость массивабез переинициализациисуществующейконфигурациимассива. Другиепроизводители,в том числеDistributed Processing Technology (DPT), объявили,что их контроллерыв не столь отдаленномбудущем будутвыполнятьсхожие функции.Многие из новыхмассивов имеютутилиты дляразличныхоперационныхсистем, с помощьюкоторых массивможно реставрироватьпосле заменыиспорченногоустройствабез отключениясервера. Однакоучтите, что этиутилиты съедаютмного ресурсовсервера и темсамым отрицательновлияют напроизводительностьсистемы. Воизбежаниетакого родатрудностей,реставрациюсистемы следуетпроводить внерабочие часы.

В отраслевыхизданиях ипубликацияхпроизводителейRAID неоднократноподнималисьдискуссии натему разницыв стоимостизеркалирования,дублированияи реализацийRAID. Зеркалированиеи дублированиедают 100-процентноеудвоение дискови (в случаедублирования)HBA, в то время какреализацииRAID имеют одинHBA и/или контроллерRAID плюс на одиндиск больше,чем та емкость,которую необходимоиметь в итоге.Согласно этимаргументам,RAID дешевле, посколькучисло необходимыхдисков меньше.Это может бытьверно, еслиограниченияна производительностьвключенныхв операционнуюсистему программныхреализацийRAID, как, например,в Windows NT, терпимы.В большинствеслучаев, однако,чтобы добитьсясоответствующейпроизводительности,необходимвыделенныйконтроллерRAID.

Дискии стандартныеадаптеры SCSIотносительнонедороги, в товремя каквысококачественныйконтроллерRAID может стоитьдо 4500 долларов.Чтобы определитьстоимостьсистемы, необходимопродуматьоптимальныеконфигурациидля всех составляющих.Например, еслинужно приблизительно16 Гбайт адресуемогодисковогопространства,то можно реализоватьзеркальнуюконфигурациюс двумя дискамипо 9 Гбайт наканал и получитьнекоторыйизбыток емкости.В случае RAID-5, посоображениямпроизводительностии надежности,лучше остановитьсяна пяти дискахпо 4 Гбайт, чтобыувеличить числошпинделей длячередованияданных и темсамым общуюпроизводительностьмассива.

Прииспользованиивнешней дисковойподсистемыстоимостьзеркальнойконфигурациисоставит примерно10500 долларов за18 Гбайт доступногопространства.Эта цифра основанана реальныхрозничныхценах: 2000 долларовза один диск,250 - за один HBA и 300 -за каждую внешнююдисковую подсистемувместе с кабелями.Система RAID-5,сконфигурированнаяна 16 Гбайт адресуемогопространствас использованиемпяти дисковпо 4 Гбайт, будетстоить около12800 долларов. Этацифра основанана реальныхрозничных ценахмассива DPT RAID-5.

Многиесистемы RAID включаютв себя фирменные,разработанныепроизводителем,компоненты.Как минимум,фирменнымиявляются корпуси задняя панель.HBA и контроллерыRAID тоже частобывают фирменными.Некоторыепроизводителиприменяют такженестандартныедержатели ишины для дисков.Кто-то предоставляетих отдельноза разумнуюцену, кто-то -только вместес диском и, какправило, повысокой цене.Последнийподход можетоказатьсядорогостоящим,когда необходимопочинить илирасширитьсистему. Другойспособ, которымпоставщикзагоняет насв угол, - предоставлениеПО администрированияи наблюденияза дисками,работающеетолько с конкретнымикомпонентами.Избегая, когдаэто возможно,нестандартныхкомпонентов,стоимостьобычно удаетсяснизить.

Присравнениинадежностиизбыточныхдисковых системнадо учестьдва фактора:возможностьсбоя системыили сбоя любогоее компонентаи вероятностьпотери данныхиз-за сбоякомпонентов.(К сожалению,RAID или зеркалированиене могут спастиот основнойпричины потериданных - ошибкипользователя!)

Возможенрасчет оценкивероятностисбоев, используяследующуюформулу:

P = t / Tc,

гдеt- время работы,а Tc- комбинированноевремя наработкина отказ компонентов.

Приработе безсбоев в течениегода (8760 часов)и Tc гипотетическогодиска 300000 часов,вероятностьсбоя становитсяравной 3%, илинемногим менеечем один случайиз 34. По мере тогокак число компонентоврастет, вероятностьсбоя любогокомпонентаувеличивается.Как RAID, так изеркализацияувеличиваютвероятностьсбоя, но уменьшаютвероятностьпотери данных.

Таблица6, взятая избюллетеняStorage Dimensions(http://www.storagedimensions.com/raidwin/wp-ovrvw.html.) подназваниемОтказоустойчивыесистемы храненияданных длянепрерывноработающихсетей, показываетрассчитаннуюпо приведеннойвыше формулевероятностьсбоя, соотнесеннуюс вероятностьюпотери данныхдля четырехзаполняемыхдисков, пятидисковогомассива RAID и восьмизеркальныхдисков. (Предполагается,что все дискиимеют одинаковыйразмер и всетри системыпредоставляютодинаковуюполезную емкость).

Хотязеркалированиев сочетаниис заполнениемиз-за увеличенияколичествадисков имеетбольшую статистическуювероятностьсбоя диска, онотакже имеети значительноменьшую вероятностьпотери данныхпри сбое диска.Кроме того, приправильноспроектированнойдублированнойсистеме времявосстановленияможет бытьзначительнокороче.

	Заполнение (4диска)	RAID-5 (5дисков)	Зеркалированиеили дублирование+ заполнение (8дисков)
Вероятностьсбоя диска	11,68%	14,60%	23,36%
Вероятностьпотери данныхпри сбое диска	11,68%	0,00467%	0,00187%

Таблица6: Оценки вероятностисбоя.

Этотпример не учитываетмногие факторы.Для получениястатистическиправильнойцифры должнобыть посчитаносреднее времянаработки наотказ всехкомпонентовдисковой системы,включая HBA, шлейфы,шнуры питания,вентиляторыи блоки питания.Разумеется,эти вычисленияговорят толькоо том, что можетслучиться приданной надежностипредполагаемыхкомпонентов,но вовсе необязательно,что это произойдет.

Привыборе дисковойсистемы необходимочетко знать,какие компонентыне продублированы.В системах RAIDэто могут бытьHBA, контроллерыRAID, блоки питания,кабели питанияи шлейфы. Одноиз преимуществдублированияс раздельнымидисковымиподсистемамина каждом канале- ликвидациябольшинстваединичных мест,где могут произойтисбои.

6.4.6 Заключение.

В целомустройстваSCSI - лучший выбордля дисковойподсистемысервера, чемдиски IDE или EIDE.Приобрестидиски SCSI емкостьюдо 9 Гбайт надиск не составляеттруда, в то времякак максимальнаяемкость сегодняшнихдисков EIDE около2,5 Гбайт. ПрииспользованиинесколькихдвухканальныхHBA общая емкостьSCSI может легкопревзойти 100Гбайт, тогдакак предел EIDE- 10 Гбайт. SCSI такжеимеет лучшуюпроизводительность;более того,SCSI не страдаетот проблем,которые влечетза собой подходmaster-slave в IDE/EIDE.

Еслинам нужнаизбыточностьдисков, то естьнескольковариантов.ДублированиеNovell NetWare в сочетаниис заполнениемдисков обеспечиваеткак отличнуюпроизводительность,так и защитуот сбоев. АппаратнаяреализацияRAID - тоже хорошийвыбор, но обычноее производительностьниже, а ценавыше. Если мыиспользуемWindows NT и нам важнапроизводительность,то аппаратныйRAID, возможно, будетлучшим выбором.

6.4.7 Функциидисковых подсистем.

Горячиефункции дисковыхподсистемшироко используемыедля описанияспецифическихфункций дисковыхподсистемтермины горячаязамена (hot-swap), горячийрезерв (hot spare) игорячее восстановление(hot-rebuild) понимаютсязачастую неверно.

Горячаязамена - этофункция, позволяющаяизвлечь неисправныйдиск из дисковойподсистемыбез выключениясистемы. Поддержкагорячей замены- аппаратнаяфункция дисковойподсистемы,а не RAID.

В системах,допускающихгорячую замену,жесткие дискиобычно монтируютсяна салазках,которые позволяютконтактамзаземлениямежду дискоми корпусомоставатьсясоединеннымидольше, чемлинии питанияи контроллера.Это защищаетдиск от поврежденияпри статическомразряде илиэлектрическойдуге междуконтактами.Диски с горячейзаменой могутбыть использованыкак в массивахRAID, так и в зеркальныхдисковых системах.

Горячеевосстановлениеозначает возможностьсистемы восстановитьоригинальнуюконфигурациюдисков автоматическипосле заменынеисправногодиска.

Дискигорячего резервавстраиваютсяв массив RAID и, какправило, бездействуютдо тех пор, покане понадобятся.В какой-то моментпосле того, какдиск горячегорезерва заменяетнеисправныйдиск, вам надозаменить неисправныйдиск и восстановитьконфигурациюмассива.

Дисковаясистема свозможностьюгорячей заменыи дисками горячегорезерва необязательноимеет возможностьпроизвестигорячее восстановление.Горячая заменапросто позволяетбыстро, безопаснои легко удалить/установитьдиск. Горячийрезерв, казалосьбы, обеспечиваетгорячее восстановление,поскольку онпозволяетнемедленнозаменить неисправныйдиск в массивеRAID, но неисправныйдиск по-прежнемудолжен бытьзаменен, послечего необходимодать командуна восстановление.Сегодня вседоступные дляплатформы ПКсистемы RAID требуютдля началареставрацииданных вмешательствапользователяна каком-либоуровне - хотябы на уровнезагрузки модуляNLM на сервереNetWare или нажатиякнопки запускав меню приложенийNT Server.

6.5 Сетевыеоперационныесистемы.

Временапростых сетевыхоперационныхсистем, ориентированныхтолько на работус файлами иобеспечениепечати, прошли.К современнымвычислительнымсетям предъявляетсяцелый спектртребований,в том числедостаточнаямощность, чтобывыполнятьприложенияСУБД и осуществлятьобмен сообщениями,службы каталоговдля управлениятерриториальнораспределёнными,многосервернымисетями, многочисленныепротоколы длясред с несколькимисетевыми ОС,возможностьподключенияк Internet, дистанционныйдоступ и групповоеобеспечение.Но сможет лиодна сетеваяОС удовлетворитьвсе основныетребованиясетевой обработки?

В большинствеслучаев, чтобыполучить желаемоесочетаниефункциональныхвозможностей,цены и производительности,прибегают киспользованиюнекой комбинацииOS/2 Warp Server Advanced корпорацииIBM, Windows NT Server корпорацииMicrosoft и NetWare 4.1 фирмы водной вычислительнойсети.

6.5.1 Компонентысетевой среды.

Существуетнесколькоуровней:

• Файлыи печать. Основнойзадачей средыпо-прежнемуостается совместноеиспользованиефайлов и принтеров.Возможностии производительностьпри совместномиспользованиифайлов и принтеровимеют исключительноважное значение.

• Службыприкладныхпрограмм.Способностьэффективновыполнятьпрограммыобмена сообщениями,управлениябазами данныхи другие прикладныепрограммы на базе серверовв сети архитектурыклиент-сервер- главное требованиедля большинствасовременныхвычислительныхсетей. Здесьважны возможностимногопроцессорнойобработки,отказоустойчивости,высококачественныеинструментальныесредства разработкии возможностьпримененияпрограмм независимыхпоставщиков.

• Аппаратнаяинтеграция.Если системане работаетна имеющимсяоборудовании,то возможностидля роста слишкоммалы. Здесьтакже большоезначение имеюттип процессораи возможностьиспользованиянесколькихпроцессоров.

• Сетеваяинфраструктура.Этот уровеньпредполагаетпростотуиспользованиясетевых транспортныхпротоколови надежностьработы программногообеспечениясервера снесколькимисетевыми адаптерамии средствамивнутреннеймаршрутизации.На этом основановсе богатствовозможностейсетевой среды- от операцийклиент-сервердо доступа кInternet.

• Интеграцияс Internet. Во многихорганизацияхстановитсянеобходимостьюдоступ к Internet извычислительнойсети. При этомключевое значениеимеют способностьзапускатьTCP/IP и протоколдинамическойнастройкиглавного компьютера(Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP) дляуправленияадресами TCP/IP всети. Крометого, важнуюроль играетпрограммноеобеспечениесервера Web.

• Дистанционныйдоступ. Деловыепоездки и системытелекоммуникацийтребуют, чтобысети предоставлялинадежные средствадистанционногодоступа.

• Обменсообщениямии работа в группе.Сегодня многиеорганизациидля внутреннегообмена информациейполагаютсяна мощные групповыесредства. Вдополнениик электроннойпочте важноезначение имеютгрупповыедискуссии,возможностиорганизациипоточной работы,а также работыс существующимиAPI обмена сообщениями,такими, какMAPI.

• Службыкаталогов иимен. В больших,территориальноразобщенныхмногосерверныхорганизацияхслужбы каталогови имен обеспечиваютдоступ к сетевымресурсам врамках всегопредприятия,в том числе ксерверам, файлам,прикладнымпрограммам,почтовым адресами принтерам.

6.5.2 MicrosoftWindows NT Server.

Операционнаясистема Microsoft WindowsNT Server в сочетаниис комплектомприкладныхпрограмм MicrosoftBackOffice наиболееблизка к представлениюо возможностяхи приложениях,необходимыхдля идеальнойсетевой следы.Microsoft Windows NT Server представляетсобой надежнуюплатформу дляслужб файлов,печати и прикладныхпрограмм, аMicrosoft BackOffice - наиболееполный и хорошоинтегрированныйкомплект приложенийсервера.

Основаннаяна 32-разряднойархитектурес вытесняющеймногозадачностьюкорпорацииMicrosoft, ОС Microsoft Windows NT Server поставляетсяс надежнымислужбами файлови печати и множествоминструментовдля административногоуправлениясерверами.Обладая графическиминтерфейсомWindows, система MicrosoftWindows NT Server отличаетсянаибольшейпростотойпользованиясреди ОС.

ДостоинстваMicrosoft Windows NT Server как сервераприложенийхорошо известны.Богатый наборAPI этой операционнойсистемы обеспечиваетпрямой доступк основнымсервиснымсредствам,таким, как файловаясистема, управлениепамятью исимметричнаямультипроцессорнаяобработка (SMP)с участием до32 процессоров,что облегчаетпроцесс разработкиприкладныхпрограмм. И, вотличие отNetWare 4.1 и OS/2 Warp Server, Windows NT Server реализуетодно- и многопроцессорнуюобработку водном пакете.

Сетеваяпечать подуправлениемWindows NT Server не можетбыть проще.Имея расширеннуюметафору Диспетчерапечати Windows, дляорганизациисовместнойпечати достаточноподключитьпринтер непосредственнок серверу ивыбрать позициюShare (Доступ), чтобыпредоставитьпользователямдоступ к принтеру.Windows NT Server позволяеттакже запускатьтакие популярныепрограммысерверов печати,как HP JetDirect и Intel NetPort. Всоответствиис принципамисетевой независимости,реализованнымив Windows NT Server, принт-серверымогут обмениватьсяинформациейс серверамиWindows NT посредствомразличныхсетевых протоколов,в том числеDLC, IP и IPX.

6.5.2.1 Домены.

В Windows NTServer применяетсяархитектуракаталогов наоснове доменов.Если доменыи права доступаэтой ОС настроеныправильно,пользователи,однажды зарегистрировавшисьв сети, могутобращатьсяк любому Windows NT-серверуили ресурсу.Главный каталогс информациейо доменах хранитсяна сервереWindows NT, называемомглавным контроллеромдоменов (Primary DomainController). Изменениякаталогов,например придобавленияпользователя,немедленноотражаетсяв этом каталоге.Для определенияправ доступапользователякаждый серверWindows NT пользуетсябазами данныхкаталогов исредств обеспечениябезопасностив главном контроллередоменов. Резервныеконтроллерыобеспечиваютизбыточностьдля региональныхсетей и удаленныхсерверов, позволяяудаленнымпользователямоставатьсязарегистрированнымив сети даже приразрывах соединений.

Кромеадминистративногоконтроля запользователямислужбы каталоговWindows NТ позволяютадминистраторамустанавливатьуровни, ограничивающиедоступ к ресурсами каталогамфайл-сервера.Утилита User and GroupManager также позволяетадминистраторуформироватьгруппы пользователейи назначатьим ресурсы.

Однакос позицииадминистратора,служба каталоговWindows NT Server не хватаетглубины и гибкости,присущих аналогичнойслужбе NetWare 4.1. СлужбыNDS фирмы NetWare позволяетсоздаватьнесколькоструктур водном каталоге.Это означает,что можно легкосегментироватьсеть на логическиеструктуры.Windows NT Server позволяетопределитьтолько однуструктуру вдомене. Длятого чтобысовместноиспользоватьресурсы несколькихдоменов, приходитсявыполнитьнеудобныйпроцесс настройкидоверительныхотношений(trust) для каждойпары доменов.Доверительныеотношенияразрешаютпользователямодного доменаобращатьсяк ресурсамдругих доменов.Такая организациятехническипозволяетсоздать структуры,подобные NDS, нопо-прежнемудля обслуживаниялабиринта«доверяющихдруг другу»доменов приходитсявыполнятьфункции административногоуправленияс помощью несколькихслужб каталогов.

6.5.2.2Центральныйузел связи.

ЕстественнымпротоколомWindows NT Server служит NetBEUI,но в этом изделиипредусмотренытакже протоколыIPX/SPX и IP, что обеспечиваетего совместимостьс сетями NetWare иTCP/IP. В дополнениек IP в состав WindowsNT Server входят утилитыTCP/IP, такие, как FTP-сервер, и полезныесредства диагностикиIP, например Ping. ВкомплектеWindows NT Server также имеетсясервер DHCP (Dynamic HostConfiguration Protocol - протоколдинамическойнастройкиглавного компьютера)для динамическогоназначенияадресов IP.

ПодобноOS/2 Warp Server, системаWindows NT Server имеет встроенныеслужбы дистанционногодоступа. В нейиспользуетсямодуль RAS (Remote Access Service- служба дистанционногодоступа) корпорацииMicrosoft, позволяющийпользователямподключатьсяк серверамWindows NT через аналоговыеи ISDN-каналы.

6.5.3 NetWare 4.1.

Напротяжениимногих летоперационнаясистема NetWare компанииNovell доминируетсреди сетевыхОС. В NetWare 4.1 сохраняютсяпрекрасныеслужбы файлови печати, средствасжатия дисков«на ходу» ипервоклассныесредства управления,присущие этойОС. Чтобы приблизитьNetWare к идеальнойсетевой среде,другие средстваи изделия Novellстроятся сиспользованиемсильных сторонслужб файлови печати. Службакаталогов NDS(NetWare Directory Services) в NetWare 4.1 служитпрекраснымсредствомадминистративногоуправлениядля большихмногопользовательских,многосерверныхглобальныхсетей Novell. Крометого, в NetWare 4.1 средстваNetWare IP обеспечиваютработу TCP/IP. Продающийсяотдельно пакетGroupWise XTD компанииNovell представляетсобой мощнуюплатформуобмена сообщениями.ПрограммаNetWare Connect компанииNovell представляетинтегрированныесредствадистанционногодоступа, ManageWiseпредлагаетмощные средствауправления,а NetWare Web Server обеспечиваетвозможностисервера Internet.

Однако,когда речьзаходит о службахприкладныхпрограмм, NetWareсталкиваетсяс трудностями.В отличие отWindows NT Server системаNetWare работаеттолько на процессорахIntel. А для обеспечениясимметричноймногопроцессорнойобработкиприходитсяприобретатьотдельный пакетNetWare SMP 4.1. NetWare SMP, подобноNetWare 4.1, выполняетприкладныепрограммы взагружаемыхмодулях NLM (NetWareLoadable Modules), которыепотенциальнонестабильныи, следовательно,должны тщательнопрограммироваться.Более того, внастоящее времяприкладныепрограммыNovell слабо интегрированыкак между собой,так и с NetWare Directory Services.

6.5.3.1 Каталог.

NetWareпривлекательнав первую очередьслужбой NetWare DirectoryServices. Распределенныйкаталог NDS представляетсобой средствоцентрализованногоуправлениянесколькимисерверамиNetWare и другимисетевыми ресурсами,которое упрощаетформированиеучетной информациипользователейи присвоениеправ доступа,особенно вмногосервернойсреде. ПосредствомNDS клиенты NetWareреализуютединый сценарийвхода и получениядоступа ко всемресурсам сетинезависимоот того, гдеэти ресурсыразмещены.

Иерархическаяструктура NDSболее удобна,чем модельдоменов в Windows NTServer и OS/2 Warp Server. ИспользуяNDS вместо доменов,создаютсяорганизационныеблоки OU (Organizational Units). Дляпредоставленияпользователюдоступа к ресурсамв другом OU запускаетсяконсоль NWAdmin и спомощью мышипереносятсяпиктограммыпользователейна нужные имресурсы.

Однакои NDS не лишенанедостатков,В настоящеевремя лишьнемногие прикладныепрограммыполностьюинтегрированыс NDS. В качествераспределенногокаталога NDS должнапо сети дублироватьинформациюна все другиесерверы. Этотпроцесс можетвызвать высокуюзагрузку каналовпередачи. И всеже в отличиеот Windows NT Server и OS/2 Warp Server, которыедублируюткаталог послекаждого измененияцеликом, NDS передаеттолько изменениямежду серверами.

6.5.3.2 Службыфайлов и печати.

Функцииядра NetWare состоятв предоставлениинадежных ивысокопроизводительныхуслуг при работес файлами, втом числе повнутреннеймаршрутизации,программнойреализацииспецификацийRAID, и мощных функцийпечати. Дляповышенияпропускнойспособностив многосегментнойконфигурациисети NetWare обеспечиваетвысокоскоростнуюмаршрутизациюмежду несколькимисетевыми адаптерамисервера.

Несмотряна свои широкиевозможности,система управленияпечатью NetWare неудобна.Для просмотраочередей печатиможно использоватьNWAdmin, но большинствофункций управленияпечатью приходитсявыполнять спомощью двухутилит - PSERVER.NLM иPCONSOLE.NLM. Обе утилитыпредставляютсобой все теже неудобныеC-Worthy прикладныепрограммы изNetWare 3.х.

Дляформированияполностьюизбыточных,отказоустойчивыхсистем Novell предлагаетNetWare SFT III. Это решениепозволяетсоздаватьрезервныесерверы с такойже конфигурацией,как у основногосервера, полносттьюреализующейего функции.Однако SFT III покаеще не работаетс некоторымиважными службамии прикладнымипрограммами,такими, какNetWare/IP.

6.5.3.3 NetWareSMP.

Из-затого , что NetWareразвиваласькак средствообслуживанияфайлов, эта ОСне получилараспространениядля работы спрограммами,требующимиинтенсивногоиспользованияЦП, напримерСУБД. Понимаяэто , компанияNovell разработалаверсию NetWare 4.1 SMP.

Ноочевидно, чтоNetWare SMP не представляетсобой зрелуюплатформу дляприкладныхпрограмм. Внастоящее времядля NetWare SMP оптимизированатолько Oracle7 Server. Вотличие отMicrosoft и IBM фирма Novell непродает собственныхсерверов базданных дляNetWare. Она обещаетреализоватьсимметричнуюмногопроцессорнуюобработку вследующейредакции ееизделия дляобмена сообщениямиGroupWise - GroupWise XTD. Еще одиннедостатокNetWare SMP заключаетсяв том, что приее нынешнейреализацииприкладныепрограммыдолжны бытьнаписаны специальнодля этой версиисетевой ОС. Дляразработчиковэто означаетсоздание двухверсий программ- версии SMP иоднопроцессорнойверсии.

NetWare такжене обеспечиваетдостаточнойзащиты памяти.Все NLM-приложенияработают в«кольце 0», чтоповышаетпроизводительность,но может привестик краху всегосервера принекорректномповедениикакой-либоприкладнойпрограммы.Защита памятив Windows NT Server организованалучше, посколькукаждой прикладнойпрограммевыделяетсясобственныйучасток памятии, следовательно,отдельнаяпрограмма невлияет наоперационнуюсистему илидругие приложенияв Windows NT Server.

6.5.4 OS/2 WarpServer Advanced.

В сетевойОС OS/2 Warp Server Advanced компанияIBM непосредственнообъединиламножествофункций, необходимыхдля полнойсетевой среды.Помимо основныхслужб файлови печати в WarpServer Advanced предусмотреныпрограммадистанционногодоступа LAN Distance иряд утилит длявыполненияосновных функцийуправлениясистемой,распространенияпрограмм, учетапрограммныхи аппаратныхсредств, сетевогорезервногокопированияи восстановления.И хотя системаWarp Server Advanced не обеспечиваетпока возможностейсимметричноймногопроцессорнойобработки(SMP), она хорошосправляетсяс функциямиОС сервераприложенийво многих областях,в том числе сфункциямисервера базданных DB2 компанииIBM, сервера программобмена сообщениямии групповойработы Lotus Notes исервера IBM InternetConnection Server. Фирмы Gupta,Oracle иSybase также предлагаютСУБД для Warp ServerAdvanced.

IBM планируетинтегрироватьSMP в Warp Server Advanced, но в отличиеот Windows NT Server системаWarp Server Advanced по-прежнемубудет работатьтолько намикропроцессорахIntel. Также IBM собираетсяпредложитькомплект прикладныхпрограмм дляработы с базамиданных, подобныйMicrosoft BackOffice.

Существеннымнедостаткомсетевой средыWarp Server Advanced состоитв отсутствииполноценнойглобальнойслужбы каталогов,подобной NDS фирмыNovell. Поэтому покаWarp Server Advanced лучше отвечаеттребованиямнебольших илисредних сетей.

6.5.4.1 Дверазновидности.

OS/2 Warp ServerAdvanced обеспечиваетработу до 1000пользователейс одним сервером.Для небольшихсетей существуетбазовый вариантOS/2 Warp Server, позволяющийподключатьк одному серверудо 120 пользователей,совместноиспользующихфайлы и принтеры.В базовом комплектеWarp Server отсутствуютвысокопроизводительнаяфайловая системаHPFS компании IBM имногие средстваотказоустойчивостии управления,присущие изделиямсемействаAdvanced.

Warp Server работаетс протоколомTCP/IP и образуетшлюз к IPX для службфайлов и печатиNetWare. Кроме того,в состав Warp ServerAdvanced входит такназываемыйдинамическийIP (Dynamic IP), которыйинтегрированс протоколомдинамическойнастройкиглавного компьютераDHCP и службойдинамическогоименованиядоменов DDNS (DunamicDomain Naming Servicer), что облегчаетконтроль адресовTCP/IP в сети.

6.5.4.2 Управлениедоменами.

В качествекаталога всехпользователейи ресурсов сетив Warp Server Advanced используетсядоменная структура,аналогичнаяWindows NT Server. Можно настраиватьконтроллерыдоменов так,что бы следитьза несколькимисерверами идоменами. Контроллердоменов следитза всеми пользователями,ресурсами ипараметрамиобеспечениябезопасностидля всех серверовдомена. Крометого, можноформироватьучетную информациюпользователяи определятьправа доступапользователейв несколькодоменов, такимобразом пользователиполучают возможностьдоступа к серверамв несколькихпри однократномвхождении всеть. Такаянастройкатребует большеусилий, чемнастройка«доверяющихдруг другу»доменов в Windows NTServer.

Глобальнаяслужба каталоговDirectory and Security Services (DSS) фирмыIBM позволяетконтролироватьпользователейи управлятьресурсами изодной точки.DSS, подобно NDS, реализуетиерархическуюструктуру именв сети, основанана предварительнойспецификациираспределеннойкомпьютернойсреды DCE (Distributed ComputingEnvironment), разработаннойконсорциумомOSF (Open System Foundation), и обеспечиваетстандартнуюинфраструктурудля всей корпоративнойсети.

6.5.4.3 Службафайлов и печати.

ПодобноWindows NT Server, службы файлови печати Warp ServerAdvanced полностьюфункционируютв режиме одноранговойсети. Warp Server Advanced поставляетсясо всеми необходимымипрограммами,чтобы можнобыло предоставитьлюбому пользователюсети соответствующиеправа дляиспользованиядисков и принтеровсовместно сдругими файловымисерверами WarpServer Advanced и с ПК, работающимипод управлениемWarp Connect, DOS, Windows for Workgroup и Windows 95. Спомощью утилитыGatewey Services системыWarp Server Advanced можно такжеподключитьсяк серверу NetWare ипредоставитьклиентам ЛВСWarp Server Advanced доступ кнакопителями принтерамсети NetWare.

Службапечати APS (Advanced PrintingSeervices) системы WarpServer реализуетдвунаправленныйобмен информациейс некоторымипринтерами,например компанииLexmark. Двухстороннийобмен позволяетклиенту получатьот принтератакую информацию,как, например,сообщение оботсутствиибумаги. APS такжепозволяет вестипечать на большихпринтерахпострочнойпечати, подключенныхк мини-компьютерами большим ЭВМ.Наиболее интереснаяособенностьпечати в Warp Serverзаключаетсяв его способностипосылать заданияна языке PostScriptпринтерам, неподдерживающимPostScript.

6.5.5 Intranet иследующаясетевая среда.

В этомобзоре мы выясниливозможностиряда новыхсервисныхфункций, предлагаемыхсовременнымисетевымиоперационнымисистемами. Номногие ответына вопросы,которые возникаютво внутреннихсетях, лежатсразу же за ихпределами ипредставляютзнакомые прикладныепрограммыInternet. Более того,сеть будущегообязательнообъединитслужбы сетевойОС и intranet.

Intranet можнопредставитьв виде сетевойсхемы, котораяиспользуетстандартныеслужбы TCP/IP в рамкахкорпоративнойсети. Большоепреимуществоприкладныхпрограмм intranetзаключаетсяв том, что ониоснованы наобщепринятыхстандартах,поэтому пользователине ограниченырешениямиодного изготовителя.Хотя наибольшийбум вызвалиHTML-страницы,обслуживаемыеhttp-серверами,другие средстваInternet также способнывыполнятьфункции intranet. Вбудущем сетеваясреда будетпредставлятьсобой смесьсетевых ОС исредств Internet, исегодня нужнопонять, в чемони перекрываются,а где дополняютдруг друга.

6.5.5.1 Службыфайлов и печати.

Мощныеслужбы файлови печати вбольшинствесетевых ОСодинаковы. Сточки зренияintranet сеть, в которойиспользуетсяNetwork File System - файловаясистема NFS SunMicrosystems, способнаобеспечиватьсовместноеиспользованиефайлов, но нес такой эффективностью,как Microsoft Windows NT Server, NetWare илиOS/2 Warp Server. Кроме того,средства обеспечениябезопасностипользователейи групп намноголучше в традиционныхсетевых ОС.

6.5.5.2 Службакаталогов.

Службакаталогов иимен, полезныекак для конечныхпользователей,так и для администраторов,позволяютпользователями группам обращатьсяк содержательнымфайлам и услугам.Службы каталоговсетевых ОСследят за работойпользователейи групп, использованиемфайлов и принтеровна всем предприятии.В настоящеевремя нет ниодной подобнойслужбы каталоговдля intranet, но Internet предоставляетполезные иудобные каталогисодержимого,такие, как Infoseek иYahoo. Одна объединеннаяслужба каталоговупростит управлениесетевыми ОСи intranet.

6.5.5.3 Службыприкладныхпрограмм.

В службахприкладныхпрограмм можновстретитьсочетаниеintranet и унаследованныхприкладныхпрограмм.Http-клиенты предоставляютпрекрасныйинтерфейс дляизвлеченияинформациииз разнообразныхбаз данных.Браузеры Web являютсяграфическимине зависимымиот платформыклиентами синтуитивнопонятным интерфейсом.В настоящеевремя распространентрехуровневыйподход. Http-клиент(браузер Web) общаетсянепосредственнос http-сервером,выполняющиминтерфейсныефункции длястандартногосервера SQL СУБД.Механизмвзаимодействияhttp-серверов ссерверами SQLСУБД сегодняреализуетсяинтерфейсомтипового шлюзаCGI (Common Gateway Interface). Такаясхема работает,но медленно.

Поставщикисерверов Web, такие,как Microsoft и Netscape, дляповышенияпроизводительностиразрабатываютсвои собственныеAPI. Разработкаприложенийстанет легчеблагодарястандартизацииинтерфейсныхпрограмм дляhttp, но ненамного,посколькусуществуетне так уж многоготовых прикладныхпрограмм длясред на базеWeb.

Важныеприложения,по-видимому,по-прежнемубудут реализовыватьсяна больших ЭВМи RISC-серверах,чтобы воспользоватьсяпреимуществамиих архитектуры,более высокойпроизводительностии лучшей средыразработки.В течение прошлогогода Windows NT Server показал,что он серьезнопретендуетна роль сервераприложений.Здесь следуетожидать комбинированногоиспользованиясредств intranet иунаследованныхприкладныхпрограмм.

6.5.5.4 Службысвязи.

Средствасвязи лежатв основе информационнойреволюции.Независимоот используемыхсредств электроннойпочты или групповойработы современныекомпьютерныесети должнысодействоватьэффективномусотрудничеству.В современныхсетях обменсообщениямиобычно реализуетсяприкладнымипрограммаминезависимыхпоставщиков,такими, какLotus cc:Mail или Lotus Notes. Каждыйпакет имеетсвое собственноепрограммноеобеспечениеклиента, а внутренняяобработкасообщенийосуществляетсяпосредствомсложных шлюзови коммутаторовэлектроннойпочты.

Всеизделия intranet основанына стандартах,например SMTP, MIME иPOP3. Это та сфера,где стандартыупростяткорпоративныесети; и в этомпреимуществоintranet. Сложностьв том, чтобыклиенты на базестандартовбыли совместимыс особенностямии функциональнымивозможностямисобственныхпакетов. Сегодняэтого нет -стандартнымклиентам нехватает гибкихинтерфейсов,развитых возможностейпрограммированияи функциональныхвозможностейСУБД, характерныхдля таких изделий,как Lotus Notes. Лидерствов этой сфере,возможно, захватитфирма Netscape благодарясвоему серверуWeb на базе Collabra Share.

6.6. Сноваменяем стильработы людей.

В областикомпьютерныхкоммуникацийбудущее выглядитбезоблачным.Компьютерыпретерпеваюткардинальныеизменениявследствиероста их производительностив сотни раз.Сегодня скоростьработы сетейувеличиваетсяв 10 раз благодарямиграции с 10Мбит до 100. В ближайшембудущем быстрыекоммуникации,такие как модемыV.34, ISDN и сети Fast Ethernet, будутустанавливатьсядома и в офисе.

Широкоеиспользованиенедорогих,скоростныхсетей новогопоколенияпозволит избежатьузких мест припередачи данных,что в первуюочередь повлияетна характервычислительногопроцесса. Почемубы не перенестичасть функций,возлагаемыхсегодня на ПК(выполнениеприложений,хранение информациии даже некоторыевиды ее обработки)на саму сеть?Это не будетвозврат к эпохемайнфреймов.ПК не толькосохранит вседружественныепользователюсредства иинтерфейс придостаточномалом времениотклика, но истанет болеедешевым устройством,которое будетпроще обслуживатьи модернизировать.Пользователюне придетсяобновлятькаждый год свойПК, покупаяболее быстрыйпроцессор.Модернизациясведется ктому, что безвсяких усилийони смогутстать потребителямиболее высокойвычислительноймощности сети.Исчезнут многиевопросы, связанныес несовместимостьюотдельных ОС,программ и ихновых версий,Новые модификацииприложенийможно будетполучать прямоиз сети. Сетевоймир позволитпо-новомуиспользоватьвычислительныемощности, комбинируяте ресурсы,которые сегоднянередко простаивают.

Крометого, теснаяинтеграцияфункций компьютера,телефона икоммуникационныхкомпьютерныхприложений,таких какперсональныеконференции,будут способныкардинальноизменить стильработы людей.Эти разработкиимеют существенноезначение длябизнеса. Стольширокий доступи обмен информациейозначает, чтовсе решениябудут приниматьсяна более достовернойоснове. Структурыуправлениябудут болеерассчитыватьсядоступ к информации,чем на позициюсотрудниковв традиционнойиерархии. Всеэто позволитсэкономитьвремя и деньгиза счет болееэффективногоих использования.

С дальнейшимразвитиемспирали компьютерныхи коммуникационныхтехнологийбудут появлятьсяновые приложения,упрощая способыкоммуникациймежду различнымипользователями.В этом все болееи более развивающемсямире коммуникацийи цифровыхтехнологийкомпьютер будетиграть ролькоммуникационногоцентра.

51

1. Реферат.

В целяхкомплекснойавтоматизациидокументооборота,а также повышениякачества диагностикии леченияонкологическихбольных вМелитопольскоммежрайонномонкологическомдиспансере,разработанпроектинформационно-диагностическойсистемы, предназначеннойдля оперативноговвода, анализаи храненияграфической,текстовойлечебно-диагностическойинформациии бухгалтерскихдокументов.

Системаразработанана базе локальнойвысокоскоростнойинформационно-вычислительнойсети Fast Ethernet,комплексакомпьютернойтермодиагностики,системдля сохранения,обработки ипечати на простойписчей бумагеУЗИ-изображенийирентгеновскихснимков. Винформационно-диагностическуюсистему такжевходят программныекомплексы вводастатистическойи клиническоймедицинскойинформациии автоматизациибухгалтерскойдеятельности.

Предложенблизкий коптимальномупо соотношению«цена/производительность»вариант системы,включающийв себя решениевопросов, связанныхкак с аппаратнойчастью (техническиеаспекты вычислительнойсети, компьютеры),так и с программнымобеспечением.

В проектерассматриваютсяследующиемоменты:

• Обоснованиенеобходимостисозданияинформационнойсети.

• Постановказадачи.

• Обзорлитературы:

1. Современныетехнологииэлектронно-вычислительныхсетей.

2. Основыпроектированиясети.

3. МетодыисследованияэффективностиЛВС и их моделирование.

4. Элементыдисковых подсистемсерверов.

5. Сетевыеоперационныесистемы.

6. Рассужденияо направленияхдальнейшегоразвитияинформационныхтехнологий.

• Разработкаструктурывычислительнойсети.

• Разработкаинженерныхпланов и схемразводки кабельныхсистем.

• Расчетнеобходимойскорости передачиинформациипо каналамсети.

• Подбороборудования(кабельнаясистема, пассивноеи активноесетевое оборудование,файловый сервер,рабочие станции).

• Дисковаяподсистемасервера и расчетнеобходимойпроизводительности.

• Сетеваяоперационнаясреда.

• Антивируснаязащита.

• Резервноепитание.

• Системаархивирования.

• Периферийноеи дополнительноеоборудование.

• Программныекомплексы.

• Общаястоимостьсистемы.

• Первыйэтап созданиясистемы (переченьнеобходимогооборудованияи стоимость).

Основныевыводы.

1

Данныйпроектинформационно-диагностическойсистемы несетв себе цель -улучшениеусловий и качестваработы персоналамедицинскогоучреждения.

Современныеусловия работыврачей-клиницистови врачей-диагностовв практическомздравоохранениичаще всего непозволяютпроводитьисследованиясовместно, аврачам-клиницистамиметь полнуюдиагностическуюинформацию.Для выработкиправильногоплана леченияонкологическогобольноговрачи-клиницистыдолжны обладатьвсем необходимымобъёмом диагностическойинформации.

Частьинформациина электронно-оптическомпреобразователерентгеновскогоаппарата, вокуляре эндоскопаи монитораультразвуковогоаппарата остаётсянедоступнойдля врачей-клиницистов,а описательноезаключениеврачей-диагностовне может передатьв полной меревсе нюансы итонкостиисследования.

В целяхкомплекснойавтоматизациидокументооборота,а также повышениякачества диагностикии леченияонкологическихбольных вМелитопольскоммежрайонномонкологическомдиспансере,предлагаетсяданный проектинформационно-диагностическойсистемы.

Парки количествоприменяемыхв Мелитопольскоммежрайонномонкологическомдиспансереперсональныхкомпьютеровявно не соответствуетни объему стоящихперед нимизадач, ни современномууровню развитиякомпьютерныхтехнологий.Вданный моментв работе находятся:комплекскомпьютернойтермодиагностикиSIT-INFRA, системыдля сохранения,обработки ипечати на простойписчей бумагеУЗИ-изображенийSIT-USирентгеновскихснимковSIT-XR.Силами больницыбыла созданапрограммастатистическогоучета больных«Канцрегистр».Но этот продуктработает подуправлениемдисковой операционнойсистемой, разработанв локальномварианте, неподдерживаетработу с графическимиобъектами ине имеет системупоиска и контролядостоверностиинформации.Исамое главное,ввод в информациибанк данныхдиспансерапроизводилсяоператорами,не имеющимимедицинскогообразования.

В условияинформационногоразвития этапрограмма,решая вопросывнутреннейавтоматизациипредприятия,делает егозаложникомсвоей (далеконе совершенной,к сожалению)уникальнойсистемы и еесоздателей.

Толькоорганизациялокальнойвычислительнойсети позволитсоздать единоеинформационноеполе, при этомсистематизироваввсе потокиинформации,определив какместа ее сбора,так и места гдеэта информациянужна. Толькосеть позволитпривлечь кактивной работевсех конечныхпользователей.

В связис этим, дляполноценнойреализацииосновных требованийк информационно-диагностическойсистеме предложенкомплексныйподход, включающийв себя отработкувопросов связанныхкак с программнымобеспечением(оперативныйввода, анализи хранениеграфической,текстовойлечебно-диагностическойинформациии бухгалтерскихдокументов),так и с аппаратнойчастью (созданиеЛВС).

Краткоеизложениеосновных моментовсоздания системы.

• Программноеобеспечениебудут разработаныв среде операционнойсистемы Windows95 сприменениемсовременныхвизуальныхинструментальныхсредств.

Операционнаясистема WINDOWS95 былавыбрана благодаряследующимпреимуществамперед MS-DOS:

• WINDOWS95 упрощаетработу на ПК.Цель WINDOWS95 втом, чтобы типичныеоперации сталиинтуитивно- понятны и могли,по возможности,выполнятьсясовершенноавтоматически.

• WINDOWS95 - болеебыстрая и мощнаяоперационнаясистема.Внешняя простотавсегда требуетвнутреннеймощи, и современная32-битная архитектураWINDOWS 95 всецелоотвечает этимтребованиям.Избавленнаяот ограниченийMS-DOS,операционнаясистема WINDOWS95 работаетна основевытесняющеймногозадачности,что повышает«отзывчивость»системы. Например,пользователюбольше не приходитсяждать, показавершитсякопированиефайла или печатьдокумента напринтере, - ужев этот моментон может работатьс другой программой.Система обеспечиваеттакже повышеннуюзащиту приложенийи служит основойдля разработкинового поколенияболее мощногомногопоточного32-битного программногообеспечения.И что самоеглавное, WINDOWS95реализует всеэти преимуществана базе современныхсерийных компьютеровсредней мощности,предполагаяпри этом возможностьработы и наболее мощныхкомпьютерахс более высокойтактовой частотойпроцессораи большим объемомпамяти.

• ВWINDOWS 95сочетаютсявозможностиподключенияк различнымсетям с повышеннойуправляемостью.WINDOWS 95 содержитвстроенныебазовые средствадля работы всетях и позволяетцентрализованноуправлятькомпьютером.

• WINDOWS95 - нечтобольшее, чемпросто новаяоперационнаясистема,она послужилакатализатором,который вывелкомпьютернуюиндустрию наболее высокийуровень.

  
  

• Описаныосновныхфункциональныхвозможностейпрограммныхкомплексов«Канцрегистр»и «CrystalFinance»(АРМбухгалтера).

Программныйкомплекс«Канцрегистр»должен иметьинтуитивно-понятныйинтерфейс ипредусматривать:

• Вводи просмотрпервичныхдокументов:

1. амбулаторнаякарта;

2. контрольнаякарта диспансерногоучета;

3. историяболезни;

4. картавыбывшего изстационара;

• Выводна печать ипросмотр отчетов,сформированныхи рассчитанныхна основаниипервичныхдокументов;

1. полныйнабор справок;

2. анализсостояния д/упервичныхбольных;

3. анализввода контрольныхкарт;

4. Отчетвкладыш №6 «Отчето больныхзлокачественныминовообразованиями».

• Контрольдостоверностивводимой информации.При вводедубликатов,ошибочных илипротиворечивыхданных - даетсяпредупреждающеесообщение идокумент невводится.

• Контекстныйпоиск информации.Поиск документовпо регистрационномуномеру, фамилии,адресу, диагнозу,дате и т.д.

• Возможностьодновременнойи синхроннойработы в сетив реальномрежиме времени.Например: вполиклиническомотделениивводятся картыдиспансерногоучета, а в этоже время в кабинетеглавного врачапросматриваютсясправки или«Отчет о больныхзлокачественнымиобразованьями»,в которых тутже, динамически,отражаетсяинформациясо вновь введенныхкарт.

• Возможностьсанкционированногодоступа к данным.Например: одинпользовательможет вводитькарты диспансерногоучета, но неможет просматриватьсправки и историиболезни; другой- имеет доступк просмотруотчетов, но неимеет - к вводупервичнойинформации,и т.д. в различныхкомбинациях.

• Возможностьмасштабирования.Программныйкомплекс на1-м этапе работающийна 3-4 машинах,в дальнейшембудет безболезненнофункционироватьна 20, 50 и болееперсональныхкомпьютерах.

• Ввод,просмотр ивывод на печатьрентгеновскихснимков, УЗИ,электрокардиограмми других графическихобъектов.

• Выводинформациина сменныйноситель дляпередачи ввышестоящиеинстанции.

• Возможностьв перспективеперехода наархитектуруклиент-сервер,с использованиемновейших технологийMicrosoft BackOffice.

• Приподключениик Internetпоявитсявозможностьпередаватьили получатьамбулаторныекарты, историиболезни (включаяграфическиеобъекты) своимколлегам вдругой городили страну.

В своюочередьпрограммныйкомплекс«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»должен реализовыватьвозможностьработы в следующихвидах бухгалтерскойдеятельности:

• банк(входные банковскиедокументы,платежныепоручения,состояниебанковскогосчета ),

• книгатекущих счетов;

• касса;

• заработнаяплата(расчет больничныхлистов, расчеттарифных отпусков,перерасчетзаработнойплаты за предыдущийпериод, расчеталиментов,расчетныелистки, платежныеведомости,своды (по шифрами по категориям),общий свод (пошифрам и покатегориям);

• кадры;

• главнаякнига;

• созданиеквартальныхи полугодовыхотчетов офинансовойдеятельностипредприятия,с учетом всетребованийналоговойинспекции иЗаконодательстваУкраины;

• основныефонды(формированиеведомостиучета основныхфондов);

• товарно- материальныеценности(формированиеведомостей«Запчасти»,«Материалы»,«ГСМ», «МБП наскладе», «МБПв эксплуатации»).

  
  

• Вцелях созданиямаксимальноэффективногодокументооборотапредлагаетсясоздание локальнойвычислительнойсети топологии«звезда»с «интеллектуальным»центром, выполненнаяна неэкранированнойвитой парекатегории5 (UTP level 5)по патентованнойтехнологииструктурированныхкабельныхсистем OCUS.(см.Приложение1)

  Предлагаемыесоединенияобеспечиваютс одной стороны,простое подключениеустройств илокализациюнеисправностейкабельнойсистемы, а сдругой - болеевысокую надежностьфункционированиявычислительнойсети в целом,посколькувыход из строялюбого соединенияприведет котказу толькоодного устройства,не оказываявлияния наработу остальнойсети.

• Оборудованиеи архитектура,применяемыедля построенияданной вычислительнойсети, должнапрежде всегосоответствоватьследующимосновнымтребованиям:достаточнаяпроизводительность,экономичность,использованиеранее закупленногооборудования,ремонтопригодность,низкая стоимостьэксплуатациии возможностьдальнейшеймодернизации.Особенностьданной локальнойсети в том, чтоэто ЛВС обработкиизображений,и между сервероми рабочимистанциямипредполагаетсябольшой потокинформации(около32 Мбит/с.).Беря во внимание,чтомаксимальныйдиаметр проектируемойсети составляет110 метрови времяотклика системыне должно превышать5 секундв качествесреды передачипредложенстандарт FastEthernet.

• Вкачестве активногосетевогооборудованияиспользуютсясетевые адаптерыфирмы Cogentи концентраторыфирмы ATI(AlliedTelesyn International).АдаптерFast Ethernet Cogent EM400 TX PCI Quartet ориентировандля использованияв серверах исодержит четырепорта, работающихтолько на скорости100 Мбит/с, чтопозволяет кодной шине PCIподключитьдо четырехотдельныхсегментовсети. Рабочиестанции комплектуютсяадаптеромFast Ethernet Cogent EM110 TX PCI. Разработаннаяфирмой Cogentтехнологияповышенияпропускнойспособности,которую фирманазывает PredictivePipelining (предиктивнаяконвейеризация),основана натом, что принимающемуадаптеру (которыйтоже долженбыть изделиемфирмы Cogent)передаетсяинформацияо размере пакета.

  КонцентраторыFastEthernet Hub 8x100Base-TX (RJ45), 1xMDI/MDI-X, stackable/cascade иFast Ethernet Hub 12x100Base-TX (RJ45), 1xMDI/MDI-X,stackable/cascade относятсяк категорииэтажерочных.

• Файл-сервер- ICS-GRAND фирмыICS (Information Computer Systems),обладающиймощностью инадежностью,достаточнойдля построениякомпьютерныхсетей предприятий,где главнымкритериемявляется надежностьобработки,сохранностьи защиты данных.

  Надежнаяработа сервераобеспечиваетсяизбыточноймощностьюблоков питания,вентиляторамис регулируемойскоростьювращения,дополнительнымиустройствамиохлажденияи системойтермомониторинга,а в случае аварийнойситуации конструкциякорпуса серверапозволяетзаменять блокипитания «находу».

  Сохранностьи защита данныхобеспечиваетсяиспользованиемспецификацииRAID(расшифровываетсякак избыточныймассив недорогихили независимыхдисков), реализованныйс помощьювнутреннегодисковогомассива (5х1.8GbSCSI)испециализированным32-битовым одноканальнымадаптером(PCI SCSI GDT6510 RAIDL.0-5 1Chanel 16MbCache).А так же, источникомбесперебойногопитанияAPCSmart-UPS 650-VS VA,антивируснойзащитой - LANDeskVirus ProtectфирмыIntelи системойархивирования- специализированныйMultifunction1.3 Gbyte Optical Disk DriveфирмыIBMдля работы сперезаписываемымимагнитооптическимидисками емкостью650 Мбайт и 1.3 Гбайта.

Управлениесерверомосуществляетсяоперационнойсистемой MicrosoftWindows NT Server4.0.ОперационнаясистемаMicrosoft Windows NTServerв сочетаниис комплектомприкладныхпрограмм MicrosoftBackOfficeнаиболее близкак представлениюо возможностяхи приложениях,необходимыхдля идеальнойсетевой следы.Microsoft Windows NTServerпредставляетсобой надежнуюплатформу дляслужб файлов,печати и прикладныхпрограмм, аMicrosoft BackOffice- наиболее полныйи хорошо интегрированныйкомплект приложенийсервера.

Основаннаяна 32-разряднойархитектурес вытесняющеймногозадачностьюкорпорацииMicrosoft,ОС MicrosoftWindows NT Serverпоставляетсяс надежнымислужбами файлови печати и множествоминструментовдля административногоуправлениясерверами.Обладая графическиминтерфейсомWindows,система MicrosoftWindows NT Serverотличаетсянаибольшейпростотойпользованиясреди ОС.

• Вкачестве рабочихстанций используютсякомпьютерысоследующимиосновнымитехническимихарактеристиками:

  процессорPentium100,

  оперативнаяпамять16 Мбайт,

  видеоОЗУобъемом1 Мбайт.

• Основноепериферийноеоборудование:

струйныепринтеры HP690C.

факс-модемZyXelU-1496E+ (удаленныйдоступ к серверуи возможностьподключенияк Internet).

• Рассмотренавозможностьпоэтапнойреализациипроекта. (см.Приложение2)

Ближайшиевозможные шагивытекающиеиз данногопроекта могутбыть следующими:

• установкарабочих станций(см. Таблицу2) в следующихместах:

1. Кабинетглавный врач;

2. Бухгалтерия;

3. Кабинетглавной медсестры;

4. Кабинетстаршей медсестрыполиклиническимотделением;

5. Кабинетстаршей медсестрырадиологическимотделением;

6. Ординаторскаяонкохирургическогоотделения.

7. Операционныйблок.

8. Регистратура-справочная.

9. Лабораториясрочных анализов.

10. Кабинетхирурга.

11. КабинетМИС.

• модернизацияоборудованиес кабинетах:УЗИ, термодиагностикии пультоваярентгеновскогоаппарата.

• установкапериферийногооборудования:

струйныепринтеры вколичестве3 (трех) штук -кабинет главноговрача, кабинетстаршей медсестрыполиклиническимотделением,бухгалтерия,регистратура-справочная.

• УстановкаЛВС(прокладкакабеля 100%, установкачетырех концентраторов,генерациярабочих станций,общая настройка,сопровождение)для четырнадцатирабочих мест,с выделеннымсервером.

• Установкапрограммногокомплекса«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»

• Разработкапрограммногокомплекса«Канцрегистр»споследующейустановкой.

Разработанныйпроектинформационно-диагностическойсистемы можетбыть краткоохарактеризованследующимипринципиальнымиэкономическимихарактеристиками:

• Общаястоимость(ориентировочно)данной системыиз расчетатридцати трехрабочих станцийсоставляет56761,43(пятьдесятшесть тысячьсемьсот шестьдесятодин) условныхединиц, в томчисле НДС 20%.

• Суммадля выполненияпервых шаговв созданииинформационнойструктурыонкодиспансера-34223,44(тридцать четыретысячи двестидвадцать три)условных единиц,в том числеНДС 20%.

Предложенныйпроектинформационно-диагностическойсистемы икомпьютернойбазы данныхуменьшает времядоступа клечебно-диагностическойинформацииконечныхпользователей,позволяет болееоперативновлиять на тактикулечения пациента,способствуетснижению вероятностилечебно-диагностическихошибок, обеспечиваетбыстрый и простойввод информации,удобный поиски обработкуданных, даетвозможностьполностьюотказатьсяот рентгеновскойпленки прирентгеноскопии.

Предложенныеоборудованиеи схема построениясети хорошоподходят длянебольшихорганизаций,где существуетдостаточноинтенсивныйтрафик в сети.Предлагаемыерешения обеспечиваюзаданные уровнипроизводительности,надежности,защиты информации,гибкости иоткрытостик дальнейшемурасширению.Все техническиерешения основанына передовыхдостиженияхв областивычислительныхсетей ведущихфирм: Microsoft,Intel, IBM, ACP, ATI(Allied Telesyn International),Cogentигарантируютсрок моральногостарения примененныхтехническихи программныхсредств неменее 5 лет. Вто же времяоткрытость,модульноепостроениеи использованиетолько стандартныхпротоколовдля обменаинформациейобеспечиваютнадежную защитуинвестицийи возможностьдальнейшейэкономическоймодернизации.

Необходимымусловием полноценногофункционированиялюбой информационно-вычислительнойсети являетсяграмотнаяработа конечныхпользователей.Оторванностьот работы созданиябанка данных,непониманиенеобходимостии неумениеработы навычислительнойтехнике врачейи медсестердиспансераставилось подсомнение внедрениесети. Поэтому,первостепеннойзадачей в развитииинформационныхсистем являетсяобучение руководстваи врачей диспансеракомпьютернойграмотности.

Сэтой целью:

1. былозакупленонеобходимоеоборудованиеи смонтированаодноранговаясеть под управлениемWindows 95.

Рабочиестанции былиустановленыв кабинетах:

• главноговрача(486DX4-100);

• главноймедсестры;

• старшеймедсестрыполиклиническогоотделения;

• старшеймедсестрырадиологическогоотделения;

• ординаторскойхирургическогоотделения;

• бухгалтерии

2. В компании«Союз-НТ» приобретени адаптировандля работы вдиспансерепрограммныйпакет «CrystalFinance»(автоматизированноерабочее местобухгалтера).

3. С нейже подписандоговор и начатаразработканового программногокомплекса«Канцрегистр».

4. С персоналомонкологическогодиспансерапроводятсязанятия поработе в сетиWindows 95,прикладнымипакетами MicrosoftOffice 95 и «CrystalFinance».

КабельсетевойRG-58DS(двойнаяоплетка, в м.)	0,6	200	120
BNC-Ethernet-коннектор	1,7	10	17
Т-коннектор	3,6	6	21,6
BNC-Ethernet-терминатор	4,8	2	9,6
Платасетевая Ethernet16 bit (NE-2000совм.,BNC)	22	6	132

+ 5 машин4150,2

Благодарявнедрениюлокальной сетии информационныхсистем «CrystalFinance»и «Канцрегистр»Мелитопольскиймежрайонныйонкологическийдиспансерполучит, в первуюочередь, существенноеизменениеграфика документооборота.Необходимыедокументы иинформациябудут проявлятьсяи отрабатыватьсягораздо болееоперативно,существенноуменьшитсяколичествовыходных документов,при этом в системебудет сохранятьсядокументальноеподтверждениевсей прошедшейинформации.

Информационнаясистема «Канцрегистр»упорядочитвсю медицинскуюинформациюв тексто-графическойбазе данных.Электроннаякарточка наодного пациентабудет включатьв себя диагностическуюинформацию:снимки из аппаратов«SIT-US»,«SIT-INFRA» и«SIR-XR»(до 10 снимков).А так же, предусматриватьвведение паспортныхданных, сведенийоб анамнезе,статусе пациента,лечении, операциии результатывсех видовлабораторныхисследований,цитологическихи патоморфологических,эпикриза. Системабудет реализовыватьпросмотр ианализ всехданных, включаяграфические,при повторныхгоспитализацияхбольных, гибкийввод и выводинформациив различныхситуациях, взависимостиот проведенныхметодов леченияи обследования.

Компьютернаядиагностическаясистема будетпредусматриваетвозможностьподключенияк ней гамма-камеры,компьютерноготомографа,дигитальногорентгеновскогоаппарата,оборудованиядля функциональныхметодов исследования.

Развитиеже самих сетевыхи коммуникационныхтехнологийприведет квозможностииспользоватьв сети средствавидеоконференций.Врач сможетприбегнутьк «виртуальной»консультацииу высококлассныхспециалистов,присутствиекоторых в данномместе не представляетсявозможным, сцелью установленияправильногодиагноза.

Внедрениепрограммногокомплекса«CrystalFinance»уже сегодняпозволило:

• разгрузитьработу бухгалтериипосредствомпривлеченияв формированиеведомостейучета основныхфондов,товарно- материальныхценностей(«Запчасти»,«Материалы»,«ГСМ», «МБП наскладе», «МБПв эксплуатации»)главной и старшихмедсестер;

• автоматизироватьрасчет заработнойплаты(расчет больничныхлистов, расчеттарифных отпусков,перерасчетзаработнойплаты за предыдущийпериод, расчеталиментов).Время расчетазаработнойплаты и формированиярасчетныхлистков навесь персоналдиспансера(214 человек) сократилосьдо3 минут.

• электронныйбанк(входные банковскиедокументы,платежныепоручения,состояниебанковскогосчета), вводприходных ирасходныхкассовых ордеровпозволилоавтоматизироватьформированиеи распечаткукниги текущихсчетов, кассовойи главной книгпредприятия;

• автоматизироватьсоздание квартальныхи полугодовыхотчетов офинансовойдеятельностипредприятия,с учетом всетребованийналоговойинспекции иЗаконодательстваУкраины.

• сократитьштат бухгалтеров(из 5 осталось2), что повлеклоза собой экономиибюджетныхсредств в размере2000 усл. единицежегодно.

Общий,ожидаемый,экономическийэффект от реализацииданного проектапросчитатьочень сложно.Как можно оценить,в денежныхединицах,эффективностьработы врачей,медсестер иобслуживающегоперсоналабольницы? Вкаких единицахизмерить, можетбыть, спасеннуючью-то жизнь?Основной эффект- повышениеуровня работы,если хотитеинтеллектуального,сотрудниковучреждения,их оперативностив принятиирешений.

8. Заключение.

Данныйпроектинформационно-диагностическойсистемы несетв себе цель - улучшениеусловий и качестваработы персоналамедицинскогоучреждения.

Современныеусловия работыврачей-клиницистови врачей-диагностовв практическомздравоохранениичаще всего непозволяютпроводитьисследованиясовместно, аврачам-клиницистамиметь полнуюдиагностическуюинформацию.Для выработкиправильногоплана леченияонкологическогобольноговрачи-клиницистыдолжны обладатьвсем необходимымобъёмом диагностическойинформации.

Предложенныйпроектинформационно-диагностическойсистемы икомпьютернойбазы данныхуменьшает времядоступа клечебно-диагностическойинформацииконечныхпользователей,позволяет болееоперативновлиять на тактикулечения пациента,способствуетснижению вероятностилечебно-диагностическихошибок, обеспечиваетбыстрый и простойввод информации,удобный поиски обработкуданных, даетвозможностьполностьюотказатьсяот рентгеновскойпленки прирентгеноскопии.

Для полноценнойреализацииосновных требованийк информационно-диагностическойсистеме предложенкомплексныйподход, включающийв себя отработкувопросов связанныхкак с аппаратнойчастью, так ис программнымобеспечением.

Краткоеизложениеосновных моментовсоздания системы.

• Программноеобеспечениебудут разработаныв среде операционнойсистемы Windows95 с применениемсовременныхвизуальныхинструментальныхсредств.

• Описаныосновныхфункциональныхвозможностейпрограммныхкомплексов«Канцрегистр»и «CristalFinans»(АРМбухгалтера).

• Вцелях созданиямаксимальноэффективногодокументооборотапредлагаетсясоздание локальнойвычислительнойсети топологии«звезда»с «интеллектуальным»центром, выполненнаяна неэкранированнойвитой парекатегории5 (UTP level 5) попатентованнойтехнологииструктурированныхкабельныхсистем OCUS.(см.Приложение1)

  Предлагаемыесоединенияобеспечиваютс одной стороны,простое подключениеустройств илокализациюнеисправностейкабельнойсистемы, а сдругой - болеевысокую надежностьфункционированиявычислительнойсети в целом,посколькувыход из строялюбого соединенияприведет котказу толькоодного устройства,не оказываявлияния наработу остальнойсети.

• Особенностьданной локальнойсети в том, чтоэто ЛВС обработкиизображений,и между сервероми рабочимистанциямипредполагаетсябольшой потокинформации(около32 Мбит/с.).Беря во внимание,чтомаксимальныйдиаметр проектируемойсети составляет110 метрови времяотклика системыне должно превышать5 секундв качествесреды передачипредложенстандарт FastEthernet.

• Вкачестве активногосетевогооборудованияиспользуютсясетевые адаптерыфирмы Cogent(Fast EthernetCogent EM400 TX PCI Quartet иFast Ethernet Cogent EM110 TX PCI)и концентраторыфирмы ATI(AlliedTelesyn International)(Fast Ethernet Hub8x100Base-TX (RJ45), 1xMDI/MDI-X, stackable/cascade иFast Ethernet Hub 12x100Base-TX (RJ45), 1xMDI/MDI-X,stackable/cascade)

• Файл-сервер- ICS-GRAND фирмыICS (Information Computer Systems),обладающиймощностью инадежностью,достаточнойдля построениякомпьютерныхсетей предприятий,где главнымкритериемявляется надежностьобработки,сохранностьи защиты данных.

  Надежнаяработа сервераобеспечиваетсяизбыточноймощностьюблоков питания,вентиляторамис регулируемойскоростьювращения,дополнительнымиустройствамиохлажденияи системойтермомониторинга,а в случае аварийнойситуации конструкциякорпуса серверапозволяетзаменять блокипитания «находу».

  Сохранностьи защита данныхобеспечиваетсяиспользованиемспецификацииRAID(расшифровываетсякак избыточныймассив недорогихили независимыхдисков), реализованныйс помощьювнутреннегодисковогомассива (5х1.8GbSCSI)и специализированным32-битовым одноканальнымадаптером(PCI SCSI GDT 6510 RAIDL.0-5 1Chanel 16Mb Cache).А так же, источникомбесперебойногопитанияAPC Smart-UPS650-VS VA,антивируснойзащитой - LANDeskVirus ProtectфирмыIntelи системойархивирования- специализированныйMultifunction1.3 Gbyte Optical Disk DriveфирмыIBMдля работы сперезаписываемымимагнитооптическимидисками емкостью650 Мбайт и 1.3 Гбайта.

  Управлениесерверомосуществляетсяоперационнойсистемой MicrosoftWindows NT Server4.0.

• Вкачестве рабочихстанций используютсякомпьютерысоследующимиосновнымитехническимихарактеристиками:

  процессорPentium 100,

  оперативнаяпамять16 Мбайт,

  видеоОЗУобъемом1 Мбайт.

• Основноепериферийноеоборудование:

струйныепринтеры HP690C.

факс-модемZyXel U-1496E+(удаленныйдоступ к серверуи возможностьподключенияк Internet).

• Рассмотренавозможностьпоэтапнойреализациипроекта. (см.Приложение2)

Разработанныйпроектинформационно-диагностическойсистемы можетбыть краткоохарактеризованследующимипринципиальнымиэкономическимихарактеристиками:

• Общаястоимость(ориентировочно)данной системыиз расчетатридцати трехрабочих станцийсоставляет56761,43 (пятьдесятшесть тысячьсемьсот шестьдесятодин) условныхединиц, в томчисле НДС 20%.

• Суммадля выполненияпервых шаговв созданииинформационнойструктурыонкодиспансера-34223,44(тридцать четыретысячи двестидвадцать три)условных единиц,в том числеНДС 20%.

Предложенныеоборудованиеи схема построениясети хорошоподходят длянебольшихорганизаций,где существуетдостаточноинтенсивныйтрафик в сети.Предлагаемыерешения обеспечиваюзаданные уровнипроизводительности,надежности,защиты информации,гибкости иоткрытостик дальнейшемурасширению.Все техническиерешения основанына передовыхдостиженияхв областивычислительныхсетей ведущихфирм: Microsoft,Intel, IBM, ACP, ATI (Allied TelesynInternational),Cogentи гарантируютсрок моральногостарения примененныхтехническихи программныхсредств неменее 5 лет. Вто же времяоткрытость,модульноепостроениеи использованиетолько стандартныхпротоколовдля обменаинформациейобеспечиваютнадежную защитуинвестицийи возможностьдальнейшейэкономическоймодернизации.

3. Введение.

Компьютернаядиагностическаясистема в практикеонкологическогодиспансера

Для выработкиправильногоплана леченияонкологическогобольноговрачи-клиницистыдолжны обладатьвсем необходимымобъёмом диагностическойинформации.Современныеусловия работыврачей-клиницистови врачей-диагностовв практическомздравоохранениичаще всего непозволяютпроводитьисследованиясовместно, аврачам-клиницистамиметь полнуюдиагностическуюинформацию.

Частьинформациина электронно-оптическомпреобразователерентгеновскогоаппарата, вокуляре эндоскопаи монитораультразвуковогоаппарата остаётсянедоступнойдля врачей-клиницистов,а описательноезаключениеврачей-диагностовне может передатьв полной меревсе нюансы итонкостиисследования.

В связис этим возникланеобходимостьсозданияинформационно-диагностическойсистемы икомпьютернойбазы данных,ускоряющуюпередачулечебно-диагностическойинформацииконечнымпользователям,позволяющуюболее оперативновлиять на тактикулечения пациента,снижающуювероятностьлечебно-диагностическихошибок, обеспечивающуюбыстрый и простойввод информации,удобный поиски обработкуполученныхданных, дающуювозможностьполностьюотказатьсяот рентгеновскойпленки прирентгеноскопии.

4. Цельработы.

1. Разработкапроекта созданиялокальной сетипредприятия.

2. Реализацияпервого этапапроекта (организациячасти локальнойсети).

5. Задачаработы.

1. Разработатьпроектинформационно-диагностическойсистемы.

2. Провестианализ стоимостиоборудованияи программногообеспечения.

3. Выбратьоборудование.

Смонтироватьучасток локальнойсети.

5

9. Литература.

1. НазаровС.В.Локальныевычислительныесети. Книга 1,Принципы построения,архитектура,коммуникационныесредства. -М.:Финансы истатистика,1994. -208с.

2. НазаровС.В.Локальныевычислительныесети. Книга 3,Организацияфункционирования,эффективность,оптимизация.-М.: Финансы истатистика,1995. -248с.

3. ПатрикКорриган.Основы проектированиясети // LANMAGAZINE. Russian edition. -1997.-Т3. -№2. -http://win.www.online.ru/osp/lan/.

4. ФредерикВ. Шолл.Азбука планированиянагрузки // LANMAGAZINE. Russian edition. -1996.-Т2. -№8. -http://win.www.online.ru/osp/lan/.

5. СергейБарабанов,Андрей Коростелин,Сергей Крюков.Компьютерныесети: вчера,сегодня, завтра// КОМПЬЮТЕРПРЕСС. -1997. -№2,3.

6. МирославМакстеник.Сравнениесетевых архитектур// СЕТИ. -1997. -№2. -С. 14-28.

7. ВалерийВолобуев, ДмитрийВедев.Высокоскоростнаясеть рабочейгруппы // КОМПЬЮТЕРПРЕСС. -1996. -№2. -С.136-141.

8. Д.Бондаренко.АТМ - сетеваятехнологиябудущего //КОМПЬЮТЕРПРЕСС. -1995. -№2, 5, 6, 8, 10.

9. АлексейЛюбимов.КоммутируемаяEthernet// КОМПЬЮТЕРПРЕСС. -1995. -№7, 9.

10. ДжонГаррис.Подготовкак переходу нановые скорости// PC MAGAZINE. Russian edition.-спецвыпуск1997. -№2. -С. 42-67.

11. С.Цуприков.Оптимальныйвыбор файл-серверадля небольшойсети // COMPUTERWEEK-MOSCOW.-1996. -№48.

12. ФренкДЖ. Джерфлермл.Эволюция сетевыхоперационныхсистем // PCMAGAZINE. Russian edition.-1996. -№9. -С. 28-59.

13. Сетевыерешения набазе Windows NT// КОМПЬЮТЕРПРЕСС. -1996. - №9. -С.134-138.

14. СтивРигни.Пуленепробиваемостьданных // PCMAGAZINE. Russian edition.-спецвыпуск-1997., -№1, -С. 50-60.

15. ПатрикКорриган, МиккиЭпплбаум.Элементы дисковыхподсистемсерверов // LANMAGAZINE. Russian edition.-1997. -Т3. -№1. -http://win.www.online.ru/osp/lan/.

16. ПадрикБойл.Питание, питание...// PC MAGAZINE. Russian edition.-спецвыпуск1997. -№1, -С. 68-79.

70

7. Разработкапроекта.

Парк иколичествоприменяемыхв Мелитопольскоммежрайонномонкологическомдиспансереперсональныхкомпьютеровявно не соответствуетни объему стоящихперед нимизадач, ни современномууровню развитиякомпьютерныхтехнологий.Уровень существующегона сегодняпрограммногообеспечения,делает не возможнымиспользованиядля нужд предприятияперсональныхкомпьютеровс процессорамиi286, i386.Даже использованиесистем с процессоромi486,хотя и целесообразно,но экономическидля предприятияне выгодно.Приобретениетаких системне являетсяинвестициейв предприятие,а скорее решениемсиюминутныхпроблем.

Полноерешение проблемдиспансеравозможно толькопри комплексномрешении всехвопросов связанныхс автоматизациейдокументооборота.

Важнымаспектом являетсясоздание локальнойвычислительнойсети отсутствиекоторой наданный моментв диспансерене позволяетсоздать единоеинформационноеполе, при этомсистематизироваввсе потокиинформации,определив какместа ее сбора,так и места гдеэта информациянужна. Толькосеть позволитпривлечь кактивной работевсех конечныхпользователей.

Безусловноважным являетсяориентированиена более современныеоперационныесистемы. Дажене учитываяочевидныепреимуществав работе операционныхсистем с мощнымграфическиминтерфейсом(Windows 95, OS/2), по сравнениюс применяемыхна персональныхкомпьютерахДисковой операционнойсистемой (DOS),сегодняс уверенностьюможно утверждатьоб окончательноми бесповоротномпереходе к32-разряднымприложениям.И выше указанныеоперационныесистемы, конечнона сегодняболее предпочтительныйвыбор.

Исходяиз вышесказанного,предлагаетсякомплексноерешение, включающеев себя отработкувопросов связанныхкак с аппаратнойчастью (персональныекомпьютеры,техническиеаспекты локальнойвычислительнойсети), так и спрограммнымобеспечением.

7.1 Программныекомплексы.

Основныемоменты созданияпрограммныхкомплексов«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»и «Канцрегистр».

Программныекомплексыдолжны бытьразработаныв среде операционнойсистемы WINDOWS 95 cприменениемсовременныхвизуальныхинструментальныхсредств.

Операционнаясистема WINDOWS95 былавыбрана благодаряследующимпреимуществамперед MS-DOS:

• WINDOWS95 упрощаетработу на ПК.Цель WINDOWS 95 втом, чтобы типичныеоперации сталиинтуитивно- понятны и могли,по возможности,выполнятьсясовершенноавтоматически.Например, упрощеназадача подключенияи настройкиновых устройств.Тестированиепоказало болеечем десятикратноесокращениевремени, затрачиваемогопользователемна выполнениетипичных операций(таких как запускприложений).

• WINDOWS95 - болеебыстрая и мощнаяоперационнаясистема.Внешняя простотавсегда требуетвнутреннеймощи, и современная32-битная архитектураWINDOWS 95 всецелоотвечает этимтребованиям.Избавленнаяот ограниченийMS-DOS, операционнаясистема WINDOWS95 работаетна основевытесняющеймногозадачности,что повышает«отзывчивость»системы. Например,пользователюбольше не приходитсяждать, показавершитсякопированиефайла или печатьдокумента напринтере, - ужев этот моментон может работатьс другой программой.Система обеспечиваеттакже повышеннуюзащиту приложенийи служит основойдля разработкинового поколенияболее мощногомногопоточного32-битного программногообеспечения.И что самоеглавное, WINDOWS95 реализуетвсе эти преимуществана базе современныхсерийных компьютеровсредней мощности,предполагаяпри этом возможностьработы и наболее мощныхкомпьютерахс более высокойтактовой частотойпроцессораи большим объемомпамяти.

• ВWINDOWS 95 сочетаютсявозможностиподключенияк различнымсетям с повышеннойуправляемостью.WINDOWS 95 содержитвстроенныебазовые средствадля работы всетях и позволяетцентрализованноуправлятькомпьютером.

• WINDOWS95 - нечтобольшее, чемпросто новаяоперационнаясистема,она послужилакатализатором,который вывелкомпьютернуюиндустрию наболее высокийуровень. Выпускэтой системыпривел к появлениюнового поколенияперсональныхкомпьютерови перифериитипа Plug and Play(«Включил иработай»).

Программныйкомплекс«Канцрегистр»должен иметьинтуитивно-понятныйинтерфейс ипредусматривать:

• Вводи просмотрпервичныхдокументов:

1. амбулаторнаякарта;

2. контрольнаякарта диспансерногоучета;

3. историяболезни;

4. картавыбывшего изстационара;

   
   

• Выводна печать ипросмотр отчетов,сформированныхи рассчитанныхна основаниипервичныхдокументов;

1. полныйнабор справок;

2. анализсостояния д/упервичныхбольных;

3. анализввода контрольныхкарт;

4. Отчетвкладыш №6 “Отчето больныхзлокачественныминовообразованиями”.

   
   

• Контрольдостоверностивводимой информации.При вводедубликатов,ошибочных илипротиворечивыхданных - даетсяпредупреждающеесообщение идокумент невводится.

• Контекстныйпоиск информации.Поиск документовпо регистрационномуномеру, фамилии,адресу, диагнозу,дате и т.д.

• Возможностьодновременнойи синхроннойработы в сетив реальномрежиме времени.Например: вполиклиническомотделениивводятся картыдиспансерногоучета, а в этоже время в кабинетеглавного врачапросматриваютсясправки или«Отчет о больныхзлокачественнымиобразованьями»,в которых тутже, динамически,отражаетсяинформациясо вновь введенныхкарт.

• Возможностьсанкционированногодоступа к данным.Например: одинпользовательможет вводитькарты диспансерногоучета, но неможет просматриватьсправки и историиболезни; другой- имеет доступк просмотруотчетов, но неимеет - к вводупервичнойинформации,и т.д. в различныхкомбинациях.

• Возможностьмасштабирования.Программныйкомплекс на1-м этапе работающийна 3-4 машинах,в дальнейшембудет безболезненнофункционироватьна 20, 50 и болееперсональныхкомпьютерах.

• Ввод,просмотр ивывод на печатьрентгеновскихснимков, УЗИ,электрокардиограмми других графическихобъектов.

• Выводинформациина сменныйноситель дляпередачи ввышестоящиеинстанции.

• Возможностьв перспективеперехода наархитектуруклиент-сервер,с использованиемновейших технологийMicrosoft BackOffice.

• Приподключениик Internet появитсявозможностьпередаватьили получатьамбулаторныекарты, историиболезни (включаяграфическиеобъекты) своимколлегам вдругой городили страну.

В своюочередьпрограммныйкомплекс«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»должен реализовыватьвозможностьработы в следующихвидах бухгалтерскойдеятельности:

• банк (входные банковскиедокументы,платежныепоручения,состояниебанковскогосчета ),

• книгатекущих счетов;

• касса;

• заработнаяплата(расчет больничныхлистов, расчеттарифных отпусков,перерасчетзаработнойплаты за предыдущийпериод, расчеталиментов,расчетныелистки, платежныеведомости,своды (по шифрами по категориям),общий свод (пошифрам и покатегориям);

• кадры;

• главнаякнига;

• созданиеквартальныхи полугодовыхотчетов офинансовойдеятельностипредприятия,с учетом всетребованийналоговойинспекции иЗаконодательстваУкраины;

• основныефонды(формированиеведомостиучета основныхфондов);

• товарно- материальныеценности(формированиеведомостей«Запчасти»,«Материалы»,«ГСМ», «МБП наскладе», «МБПв эксплуатации»).

7.2 ЛВС.

В целяхсоздания максимальноэффективногодокументооборотапредлагаетсясоздание локальнойвычислительнойсети (ЛВС).

Как любаясистема, сетьпредставляетсобой смесьразнородныхэлементов.Критерии выборакаждого из них- мощность игибкость, ценаостается натретьем месте.

ПрименениеЛВС позволяетполучить следующиепреимуществапо сравнениюс традиционнымспособом примененияперсональныхкомпьютеровбез использованиякоммуникационныхсистем.

• совместныйдоступ к внешнимвысококачественнымустройствамснижает затратына каждогоотдельногопользователя.

• правильнаяреализациясовместногодоступа повышаетнадежностьвсей системы,так как приотказе одногоустройстваего функцииможет взятьна себя другое.

• средствасети легкообеспечиваютдоступ к одному(дорогому) лазерномупринтеру отнесколькихкомпьютеров.

• кромесовместнойэксплуатациидорогостоящийпериферийныхустройств, ЛВСпозволяетаналогичноиспользоватьсетевые версииприкладногопрограммногообеспечения.Затраты напокупку и поддержкуновых программныхпакетов в этомслучае такжесокращаются.

• ЛВСобеспечиваютновые формывзаимодействияпользователейв одном коллективе,например, приработе надобщим проектом.

• значительноупрощаютсяпроцессы обеспеченияцелостностиинформации,а также еерезервногокопирования.

7.2.1 Структуравычислительнойсети.

Оборудованиеи архитектура,применяемыедля построенияданной вычислительнойсети, должнапрежде всегосоответствоватьследующимосновным требованиям:достаточнаяпроизводительность,экономичность,использованиеранее закупленногооборудования,ремонтопригодностьи низкая стоимостьэксплуатации.Особенностьданной локальнойсети (ЛВС) в том,что это ЛВСхранения иобработкиизображений,и между сервероми рабочимистанциямипередаютсябольшие объемыинформации.Для эффективнойработы специалистовнепременнотребуетсявысокая скоростьработы сети.

Созданиесети предполагаетсятопологии«звезда»с «интеллектуальным»центром,объединяющимв группы узлысети, защищаяпри этом каждыйиз них от неполадокв других кабельныхсегментах.Кроме того,применениетопологии«звезда» делаетсистему гибкойи как следствиепоэтапнонаращиваемой.

(см.Приложение1)

ОсновнымкритериемпроизводительностиЛВС являетсяее пропускнаяспособность,т.е. среднийпоток данных,передаваемыйчерез сеть, изадержка, вносимаяв передачуданных. Дополнительныйпараметр, которыйочень важен,когда потокданных (трафик)содержит восновном толькокороткие фреймы,- это количествофреймов, передаваемыхза единицувремени посети.

Лучшийспособ показатьпроизводительность- это описатьотношениезадержки, вносимойфреймом, к среднейпропускнойспособности.

Основаниемдля описанияпроизводительноститаким способомявляется то,что при увеличениизагрузки сетипользовательдолжен ожидатьбольше временидля получениясвоих данных.В результатеэтого увеличиваетсязадержка припередаче данных.

НазаровС.В. в своей книге«Локальныевычислительныесети» в качествепримера производительностисети приводитархитектуруEthernet прискоростях 10Мбит/с иуказывает, чтомаксимальнаяпроизводительностьпри этом достигает5, 6 Мбит/с. Ориентируясьна эти данныедля расчетапроизводительностисети будемиспользоватькоэффициентдопуска равныйдвум.

Считаемсамым нагруженнымрежимом одновременнуюпередачу разныхграфическихфайлов с серверана каждую из33 машин. Знаяформат графическогоизображения(объем)640х480х256цветов = 640х480х8бит = 2457600 бит итребуемое времяотклика системы5 секунд, рассчитываемобъем полезнойинформациипередаваемойза 1 секунду посети:

2457600 бит х33 компьютера/ 5 секунд = 16220160бит/секунду.

Считаем,что затратыресурсов сетина сопутствующуюинформацию:

• протоколустановлениясвязи,

• адреса,контрольныесуммы и т.д.

непревышает объемполезной информации.

Получаем(ориентировочно)скоростьпередачи посети около 32Мбит/с.

На сегоднянаиболеепредпочтительныйвариант сетевыхсоединений- это неэкранированнаявитая парасоответствующаятребованиямспецификациикатегории 5(UTP level 5). (см.Таблицу 1) Онаможет передаватьданные со скоростью155 Мбит/с и выше,кроме того, вслучае переходана более скоростнуюсистему (напримерАТМ - максимальноебыстродействие622Мбит/с) переходможно осуществитьшаг за шагомсменяя адаптерыи программныедрайверы наотдельныхучастках.

Для разводкикабельнойсистемы предлагаетсяпатентованнаятехнологияструктурированныхкабельныхсистем OCUS(Open Cable Universal System - открытаяуниверсальнаякабельнаясистема).Компонентыи монтаж, выполненныев соответствиис OCUS,отвечают требованиямпостроенияСКС, содержащимсяв европейскомстандартеOSI/IEC11801 «Generic cabling forcustomer premises».

СуществуютнесколькостандартовЛВС, обеспечивающихдостаточнуюдля системданного классапропускнуюспособность:FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN иАТМ.

FDDI иАТМ из-за, покаеще, высокойстоимостиоборудованиямало подходятдля решенияданной задачи.

ТехнологияFast Ethernetкак и 100VG-AnyLANрассчитанына работу соскоростью100Мбит/с. СтандартFast Ethernet, иначеназываемый100Base-T,состоит из трехотдельныхспецификаций,описывающихтри разныхспособа передачисигналов нафизическомуровне. Из нихсамой распространеннойявляется спецификация100Base-TX,в соответствиис которой сигналыпередаютсяпо двум параммедных проводов- так называемымнеэкранированнымвитым парам(UTP)категории5 или по экранированнымвитым парам(STP)типа 1. Другаяспецификация,100Base-TF,требует долеедорогостоящеговолоконно-оптическогокабеля, предназначенногопрежде всегодля магистральныхсетей. Третьяспецификация,100Base-T4, предусматриваетмедного проводакатегории 3,4 и5.

100VGсоответствуетстандартуIEEE802.12,выпущенномув начале 1995г., ипредъявляеттакие же требованияк кабельнойсистеме, чтои стандарт100Base-T.Допускаетсяприменениекабеля категории3 или 5, а максимальныйдиаметр сети(т.е. ее полнаядлина) составляет2500 м. Если 100Base-Tдопускаетприменениене более двухконцентраторовмежду оконечнымиузлами примаксимальномдиаметре сети205 м, то 100VG-AnyLAN- до пяти концентраторов,соединенныхкаскадом, вкотором можетбыть до трехслоев. Однакосуществуюти некоторыесложности:100VGтребует четыревитые парыпроводов накаждое соединение,а не две, какFast Ethernet.

Стандарт100VG отличаетсяот Fast Ethernetтакже способомуправленияпотоками данныхв сети. Традиционныйстандарт Ethernetпредставляетсобой архитектуру,основаннуюна разрешенииконфликтов.В 100VGдля управлениятрафиком используетсяархитектура,учитывающаяприоритетзапроса (DemandPriority Architecture - DPA).Это означает,что каждыйконцентраторотслеживаетвсе запросына передачу,поступающиеот подключенныхк нему узлов.В каждый данныймомент разрешениена передачудается толькоодному из узлов.Конфликты приэтом исключаются,а работа сетик тому же становитсяболее детерминированной.

Поддержкапромышленногосообществабыстро концентрируетсявокруг стандартаFast Ethernet.В число сторонниковFast Ethernetвходят уже 75фирм, в том числебольшинствоведущих разработчиков,тогда как100VG-AnyLANпользуетсяподдержкойлишь 24 фирм.Маловероятно,что стандарт100VG-AnyLANодержит верхнад Fast Ethernetв конкурентнойборьбе, но то,что этот стандартпредставляетсобой жизнеспособныйвариант построениябыстродействующихсетей, не вызываетсомнения.

Принимаяво вниманиевсе выше сказанноеи учитывая, чтомаксимальныйдиаметр проектируемойсети составляет110 метров, в качествесетевого стандартапредлагаетсяFast Ethernet.

СтабильноефункционированиеЛВС возможнотолько прииспользованиисетевых адаптерови концентраторовизвестных фирмпроизводителейсетевогооборудования.Учитывая соотношениецена/качествовыбор остановленна сетевыхадаптерах фирмыCogentи концентраторахфирмы ATI(Allied Telesyn International).

АдаптерыFast Ethernetфирмы Cogentотличаютсявысокой пропускнойспособностьюи содержатсредства,предназначенныедля выполнениянекоторыхспецифическихфункций. АдаптерCogent EM110 TX PCI подключаетсячерез разъемRJ-45и предусматриваетавтоматическоераспознаваниескорости как10, так и 100 Мбит/с.Адаптер CogentEM400TX PCI Quartetориентированна рынок серверови содержитчетыре порта,работающихтолько на скорости100 Мбит/с, чтопозволяет кодной шине PCIподключитьдо четырехотдельныхсегментов сети.

Обе платымогут работатьв дуплексномрежиме на скоростях10 и 100 Мбит/с. Благодаряналичию режимаглавного абоненташины и эффективнымдрайверам платаEM110 TX (поматериаламтестов журналаPC MAGAZINE. Russian edition.-спецвыпуск1997. -№2. -С. 42-67.) работаетс самым низким(22%) коэффициентомиспользованияпроцессора,среди всехиспытывавшихсяизделий, а попоказателю«быстродействие-эффективность»занимает второеместо. Коэффициентиспользованияпроцессорадля адаптераEM400TX менеевпечатляющий,но все же попадаетв треть лучшихрезультатов.

Разработаннаяфирмой Cogentтехнологияповышенияпропускнойспособности,которую фирманазывает PredictivePipelining (предиктивнаяконвейеризация),основана натом, что принимающемуадаптеру (которыйтоже долженбыть изделиемфирмы Cogent)передаетсяуведомлениео том, что сейчасбудет посланпакет.

Обе платыкомплектуютсявнушительнымнабором различныхдрайверов какдля рабочихстанций таки для серверов.(см. Таблицу 4)

Концентраторыфирмы ATI(Allied Telesyn International) AT-MR908TX-20A иAT-MR912TX-20Aотноситсяк подкатегорииэтажерочных(stackable hub) - в дальнейшемэто позволитобращаться с несколькимиконцентраторамикак с единымблоком и оснащенпроцессоромдля реализациипротоколауправлениясетью (Simple Network ManapementProtocol, SNMP). С помощьюпрограммысетевогоадминистрированияAT-View for Windows,созданная наоснове стандартаSNMP, позволяетпросматривать,конфигурироватьи управлятьконцентраторамив пределахрабочей группы.(см. Таблицу4)

Сетевоеоборудованиеприменение,которого обосновановыше, обеспечиваетвысокую скоростьпередачи большихобъемов данных,хорошие показателигибкости иэкономичности.

7.2.2 Файловыйсервер.

Основнаяфункция Файл-сервера- быть электронныманалогом шкафас документами,обеспечивающимдоступ к файлам(папкам) и местодля их хранения.Главную проблемуздесь представляетскорость, скоторой можнозаписыватьфайлы в хранилищеи извлекатьих оттуда.

Для того,чтобы HDDмог выдаватьинформациюв память компьютерас необходимойскоростью,графическиефайлы должныхраниться нанепрерывныхучастках диска.Но кроме этого,огромную рольв производительности«винчестера»играет дисковыйинтерфейс.

Большинствосегодняшнихдисков используютинтерфейсыSCSI илиEIDE.

СпецификацияSCSI имеетнескольковариантов:

1. SCSI-1,использующий8-разрядныйканал данных,cмаксимальнойскоростьюпередачи данных5 Мбит/с;

2. SCSI-2,допускающийнескольковариаций,8-разрядныйFast SCSI - 10 Мбит/си 16 разрядныеWide SCSI - 10Мбит/с, Fast/Wide SCSI - 20 Мбит/с.

Скоростьже передачиданных архитектурыEIDEменьше SCSI,она составляетот 9 до 16 Мбит/с.

Для того,чтобы повыситьскорость пересылкифайлов до расчетнойскорости 32 Мбита/с,необходимоускорить подсистемуввода-вывода,поставив болеебыстродействующийконтроллертипа Fast/WideSCSI, илиустановитьнесколькодисков с чередованиемданных призаписи на них.В этом смыслефайл-серверможно рассматриватькак ПК с «усиленными»подсистемамидисковой памяти.

Для подсистемыдисковой памятинаилучшимрешением сточки зренияпроизводительности,стоимости инадежностиявляетсяинтеллектуальныесистемы сархитектуройRAID (redundant array of inexpensive disks,матрица недорогихдисков с избыточностью),состоящие изспециализированногоконтроллера(оснащенногособственнымRISC-процессором)с кэшированиемнесколькихдисков. В этомслучае дляоперационнойсистемы ипользователянесколькодисков представляютодин большойдиск. Выигрышв быстродействии(до 4 раз) достигаетсяза счет распараллеливаниязапросов начтение/записьмежду дискамиматрицы, применениябольшой кэш-памяти,позволяющейсущественноснизить нагрузкуна шину ввода/вывода,и использованиясобственногопроцессорадля обработкиоперацийчтения/записи,который такимобразом разгружаетцентральныйпроцессорсервера.

Матрицыдисков позволяюттакже существенноповыситьотказоустойчивостьдисковой подсистемыза счет возможностипродолжатьработу (еслииспользуетсяRAIDуровня 1 иливыше) при выходеиз строя любогоодного диска.Отказоустойчивостьдостигаетсяза счет записина диск матрицыдополнительнойизбыточнойинформации,которая используетсядля автоматическоговосстановленияданных в случаеотказа одногоиз дисков. Послезамены неисправногодиска на новыйконтроллердисковогомассива автоматическивосстановитутраченнуюна отказавшемдиске информацию.Выигрыш в стоимостиполучаетсяза счет того,что на хранениеизбыточнойинформацииотводится только около25% (для RAIDуровня 5) от общегоразмера памятиматрицы.

В данномслучае предлагаетсяиспользоватьвнутренний(устанавливаемыйв сервер) дисковыймассив, состоящийиз специализированного32-битовогоодноканальногоадаптера синтерфейсомFast SCSI-2 иимеющего 16 Мбайтакэш-память.Адаптер поддерживаетдо 10 дисков. Дискиразмещаютсяв корпусе сервера.(см. Таблицу2)

В качествесамого серверапредлагаетсяICS-GRAND фирмыICS (Information Computer Systems).Он обеспечиваетвысокую обработкуданных, легкийдоступ к большиммассивам информации,простое и эффективноеусовершенствованиеи развитиесети. Серверысерии GRANDна 100% совместимыс различнымисетевымиоперационнымисистемами:Novell NetWare, OS/2, Windows NT, SCO UNIX,UnixWare, Solaris, SCO SMP MPX,и имеют следующиетехническиеи конструктивныехарактеристики:

• архитектуруна базе шинEISA/PCI;

• поддержкурежима коррекцииошибок (ЕСС)работы памяти;

• лицензированныйBIOSс поддержкойрежима plug-and-play;

• поддержкатехнологиимногопроцессорнойобработки(SMP)с возможностьюустановки двухпроцессоров;

• встроенныйPCI Fast/Wide/Ultra&Wide SCSIконтроллерфирмыAdaptec, поддерживающийдо 15-ти устройств;

• RACK-модулис принудительнымвоздушнымохлаждениемдля установкижестких дисков;

• пакетно-конвейерную(pipelined burst)кэш-памятьвторого уровняобъемом 512 Кб;

• 32/64/128Мб оперативнойпамяти в базовоймодели с возможностьюрасширения;

• USB(универсальнуюпоследовательнуюшину) со скоростьюпередачи данныхдо 12 Мб/с дляподключениямодемов, принтерови других периферийныхустройств.

Надежнаяработа сервераобеспечиваетсяизбыточноймощностьюблоков питания,вентиляторамис регулируемойскоростьювращения,дополнительнымиустройствамиохлажденияи системойтермомониторинга,а в случае аварийнойситуации конструкциякорпусов серверапозволяетзаменять блокипитания «находу». (см.Таблицу 2)

7.2.3 Сетеваяоперационнаясистема.

На сервереустанавливаетсясетевая операционнаясистема MicrosoftWindows NT Server 4.0.ОперационнаясистемаMicrosoft Windows NT Serverв сочетаниис комплектомприкладныхпрограмм MicrosoftBackOffice наиболееблизка к представлениюо возможностяхи приложениях,необходимыхдля идеальнойсетевой следы.Microsoft Windows NT Serverпредставляетсобой надежнуюплатформу дляслужб файлов,печати и прикладныхпрограмм, аMicrosoft BackOffice- наиболее полныйи хорошо интегрированныйкомплект приложенийсервера.

Основаннаяна 32-разряднойархитектурес вытесняющеймногозадачностьюкорпорацииMicrosoft,ОС Microsoft Windows NT Serverпоставляетсяс надежнымислужбами файлови печати и множествоминструментовдля административногоуправлениясерверами.Обладая графическиминтерфейсомWindows, системаMicrosoft Windows NT Serverотличаетсянаибольшейпростотойпользованиясреди ОС.

7.2.4 Источникрезервногопитания.

В целяхповышенияотказоустойчивостик неисправностямв системеэлектропитаниярекомендуетсяиспользоватьисточник резервногопитания (UPS)для серверов.ИзготовителиUPSобычно характеризуютсвои изделиявеличинойвольт-ампер- показателем,учитывающимкоэффициентмощности. ОднакоизготовителиПК определяютэнергопотреблениесвоих системв амперах иливаттах, т.е. исходяиз идеальногокоэффициентамощности. Еслиэнергопотреблениена шильдикесзади ПК илимонитора указанов амперах, тоэто число ампернужно умножитьна напряжениесети в вольтах.Затем, чтобыопределитьмощность вваттах, полученноезначение нужноумножить на1,6. Если потребляемаямощность указанав ваттах, то еепросто нужноумножить на1,6.

Оптимальнымвариантом длянашей системыявляетсяиспользованиеблока бесперебойногопитания APCSmart-UPS 650-VS VA.

Smart-UPS650обеспечитзащиту файл-сервераот перепадовнапряжения, от промышленныхпомех. А дополнительноепрограммноеобеспечениепозволит посети со станцииадминистратораосуществлятьмониторингнапряженияпитания, температурыUPS,известитпользователейо проблемахсетевым питаниемили самим UPS,а в случаенеобходимостикорректнозакроет файл-сервер.

(см.Таблицу 3)

7.2.5 Антивируснаязащита.

Отказтехническихсредств приводитк простою ЛВСна время ремонтаи, в конечномсчете, к убыткам.Попадание всистему программ-вирусовприводит каналогичномурезультату,хотя при этомотказываетсяот программногообеспечения.В самом худшемслучае можетпотребоватьсяпереинсталяциявсей операционнойсистемы нафайловом сервереи восстановлениеданных с архивнойкопии (есливирус не попали туда). Это означаетпростой ЛВСкак минимумв течение суток.

Предлагаетсяиспользоватьсетевую программузащиты от вирусовLANDesk Virus Protectразработкифирмы Intel.Эта программапредназначенадля защитыдисков коллективногопользованияот вирусов.

Защитаот вирусов всистемеLANDesk Virus Protect реализованана трех уровнях.

Первыйуровень защитынаправлен напредотвращениепопадания нафайл-серверзараженныхфайлов и включаетв себя процесссканированияфайлов на сервереи рабочих станцияхв режиме реальноговремени, которыйпозволяетопределитьналичие вовходном потокеданных ужеизвестныхобразов вирусов.Этот вид защитыявляется наиболеераспространенными присутствуетпочти во всехсетевых антивирусныхпрограммах.Разработчикииз корпорацийIntelпредложилиряд усовершенствований,позволяющихповыситьэффективностьприменениясканирования.Так, возможностипрограммыпозволяютопределятьне только обычный,но и полиморфные(изменяющиесвою структуру),и «невидимые»(stealth) вирусы.В системе такжереализованапроверка навирусы архивныхфайлов и сжатыхисполняемыхфайлов. ПриобнаруженииLANDesk Virus Protect покоманде администраторасети можетпопытатьсяобезвредитьили уничтожитьзараженныйфайл, либо отправитьего в специальновыделеннуюдиректорию- «карантин»,регистрируюпри этом источники тип заражения.

Главнаязадача второгоуровня, такназываемый«неприкосновеннойзащиты»(integrity shield), состоитв предотвращениизаражения илилюбого несанкционированногоизмененияфайла, уженаходящихсяна сервере ЛВС.АдминистраторЛВС может выбратьтип файла, директорииили тома файловогосервера, длякоторых будутзапрещены всеоперации, приводящиек изменениюфайла, их переименованиюили удалению.

Третьейсоставнойчастью системыявляется сертификацияфайлов «начистоту»(Clean Room certification),гарантирующая,что все файлы,«исходящие»в сеть с файловогосервера, являетсяне зараженными.В состав средствсертификациивходит, в частности,система проверкиконтрольнойсуммы. Значениеконтрольнойсуммы для каждогофайла, полученныепосле проверки,сохраняютсяв базе данных.Через определенныепромежуткивремени проверкаконтрольнойсуммы и CDSповторяетсяи полученныезначения сравниваютсяс контрольными.

7.2.6 Системаархивирования.

Для любойорганизациипотеря жизненноважной информации,хранящихсяна дисках файловогосервера, равносильнабанкротству.Поэтому длязащиты информациифирмы идут надополнительныеинвестиции,напримерустанавливаютзеркальныедисковые подсистемы,дисковые массивы(RAID)или параллельноработающиезеркальныефайловые серверы.Применениетаких средствввода аппаратнойизбыточностив сочетаниис высокимпрофессионализмоми дисциплинойадминистрированияЛВС обеспечиваетпрактически100-процентнуюзащиту данныхв случае отказатехническихсредств.

Однако,кроме отказовоборудования,существуетеще несколькопотенциальновозможныхпричин потериинформации:стихийныебедствия, пожары,наводнения,аварии напроизводствеи ошибки обслуживающегоперсонала. Всеони могут привестик одновременномууничтожениюинформации:как на основных,так и на резервныхносителях. Длязащиты информациив этих случаяхее копии должныхранится внадежном месте,физическиудаленном отсамой ЛВС. Чтобыиметь возможностьвосстановитьданные, нужноежедневноархивировать(backup)информацию.

В качествеархивационнойподсистемыпредлагаетсяиспользоватьспециализированныйMultifunction 1.3 Gbyte Optical DiskDrive фирмыIBM.Этот внешнийдисковод предназначендля работы сперезаписываемымимагнитооптическимидисками емкостью650 Мбайт и 1.3 Гбайта.Подключаетсяон к контроллеруSCSI-2файл-сервера.(см. Таблицу 3)

ПроводитьBACKUPудобно в ночноевремя, когдафайл-серверсвободен ипроцесс архивированияне мешает работепользователей.Для архивированиявсей дисковойпамяти файл-серверадостаточноодного магнитооптическогодиска, и весьпроцесс архивированияможет протекатьв автоматическомрежиме.

7.2.7 Рабочаястанция.

Рабочаястанция представляетсобой компьютер,устанавливаемыйна каждомпрофессиональномрабочем местев организации.Он содержитвсе необходимоедля достижениявысокой производительностипри разумнойцене:

• процессорPentium 100 -компромиссмежду ценойи производительностью.Они быстрее,чем 75-Мгц микропроцессоры,но гораздодешевле 120 - и133-Мгц процессоров;

• оперативнаяпамять 16 Мбайтсущественноповысит производительностьи позволитодновременнооткрыватьбольше прикладныхпрограмм;

• большойобъем винчестераопределяетсяхотя бы тем,что операционнаясистема и пакетпрограмм дляофиса займутот 100 до 200 Мбайт;

• видеоОЗУобъемом 1 Мбайтпозволит сразрешением800х600 при 24-битпредставлениицвета. (см.Таблицу 2)

7.2.8 Периферийноеи дополнительноеоборудование.

Максимальныйэффект даннаясистема можетпринести толькопри правильноми рациональномвыборе периферийногои дополнительногооборудования.

Предлагается:

1. размещениеструйных принтерHP 690Cв кабинетах:

• регистратура-справочная,

• секретарь-референт,

• лабораториясрочных анализов,

• кабинеттермодиагностики,

• кабинетстаршей медсестрырадиологическогоотделения,

• кабинетстаршей медсестрыполиклиническогоотделения,

• бухгалтерия.

В кабинетахУЗИ и рентгенапрограммно-аппаратныекомплексы «SIT»включают лазерныепринтеры HP4L.

2. Установкафакс-модема,для обеспеченияудаленногодоступа к серверусети и подключениюк глобальнойсети Internet- ZyXel U-1496E+.

(см. Таблицу3)

3. Общаястоимостьсистемы.

Таблица1

Пассивноесетевое оборудование
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
Витаяпара UTP4 пары , lev.5,Belden (Германия)	0,45	780	351
РозеткаRJ-45,lev.5,одиночная,UTP	5	28	140
12- портоваякросс-панель,модульная всборе	165,5	5	827,5
Витаяпара lev. 5 с RJ-45коннекторами3,00m	7,21	33	237,93
Итого			1556,43

Суммав дальнейшемможет корректироватьсяна стоимостьприменяемыхпри монтажесети элементов(короб для прокладкикабеля, рамкавдоль профиля,заглушка, уголвнутренний,угол внешний,угол плоскийи отвод). Ихколичествоопределяетсяконкретнымпланом помещения,где проектируетсяустановка сети.

Таблица2

Поставляемоеоборудование
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во (шт.)	Сумма (усл.ед.)
Сервербаз данных ICS-GRANDDUAL P166P/I: SERVERTOWERChamp-201B 300Wx2; MBPentium-166(Upto 2 CPU), 512 Cache; RAM128Mb; 4EISA & 4 PCI Bus Master Slots; PCISCSI GDT 6510 RAID L.0-5 1Chanel 16Mb Cache; HDD5*1,08Gb(IBM DFRS-32160); FDD3,5” - 1,44Mb; PCI1Mb VRAM controller; SCSICD-ROM 4x; 2Fast 16550 Serial & 1 EPP/ECP Parallel I/O SVGA0,28 Color monitorLowRadiation, Energy Star; KeyboardLat/Cyr; Serialmouse 2 Button w mouse PAD; Acsessory(Windows NT Server 4,0 /5 users/); AllManuals	9900	1	9900
Рабочаястанция набазе Pentium-100: MINITOWERCASE w Power Supply 250W; MBPentium, PCI; RAM 16 Mb/70ns; HDD1,2Gb; FDD3,5” 1,44Mb; MultiI/O+IDE/FDC controller 2serial (DB9&DB25),1 parallel; SVGAPCI card 1Mb; SVGA(1024x768) 14”,Colormonitor Low Radiation, Energy Star, MPR-II, 0.28; KeyboardLat/Cyr; mouse2 Button w mouse PAD; Acsessory(WINDOWS 95); AllManuals	770	33	25410
Итого			35310

Таблица3

Дополнительноеоборудование
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
Струйныйпринтер HP690C(A4, цветной,600х600dpi(ч/б),600х300dpi(цв), 3 стр/мин)	350	7	2450
Блокбесперебойногопитания APCSmart-UPS 650-VS VA(защита отпропад. и понижениянапряж., защитаот скачковнапряжения,замена батарейв «горячем»режиме)	320	1	320
SCSIOptidriver IBM-0632-CHA5,25`` 1,3Gb внеш.	1470	1	1470
ФаксмодемZyXel U-1496E+(14400 fax / 19200 data, MNP5, V32b, внешний)	288	1	288
Итого			4528

Таблица4

Активноесетевое оборудование
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
АдаптерFast EthernetCogent EM400TX PCI Quartet	898	1	898
АдаптерFast EthernetCogent EM110 TX PCI	185	34	6290
КонцентраторFast Ethernet Hub8x100Base-TX (RJ45), 1xMDI/MDI-X, stackable/cascade	670	2	1340
КонцентраторFast Ethernet Hub12x100Base-TX(RJ45), 1xMDI/MDI-X, stackable/cascade	1325	2	2650
Итого			11178

Далееприводитсярасчетнаястоимостьприменяемыхв данном проектепрограммныхкомплексов:

Таблица5

Программныекомплексы
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
Программныйкомплекс«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»	920	1	920
Программныйкомплекс«Канцрегистр»	1500	1	1 500
Итого			2420

Нижеприводитсяпримерныйперечень исмета проводимыхпри монтажеи генерациисети работ:

Таблица6

Выполняемыеработы
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
ГенерациясервераWindows NT (MicrosoftBackOffice 2,5)	180	1	180
Генерациярабочей станцииWindows (ver. win95) /установкаи настройкасетевых адаптеров,настройкаоперационнойсистемы дляфункций файловогообмена/.	19	33	627
Прокладкакабеля(за метр)	0,9	780	702
Общаянастройкасети и наладкасети	200	1	200
Обучениеработев сети Windows NT,(сетевая администрация,рабочая станция,тестированиеи контрольресурсов сети).	60	1	60
Итого			1769

Соединивмежду собоймножестворазличныхкомпонентов,каждый из которых,которых выбранисходя из критериевпроизводительностии гибкости, вединую сеть,можно добитьсярезультатовблизких к идеальным.

Общаястоимость(ориентировочно)данной системыиз расчета 33(тридцати трех)рабочих станцийсоставляет:56761,43(пятьдесятшесть тысячсемьсот шестьдесятодин) условныхединиц, в томчисле НДС 20%.

Данныепредложенияносят стратегическийхарактер. Ониопределяютосновные направленияразвитияинформационнойструктурыонкодиспансерана ближайшие3-5 лет.

Допустимопоэтапноевыполнениепроекта.

7.4 Первыйэтап созданиясистемы.

Ближайшиевозможные шагивытекающиеиз данногопроекта могутбыть следующими:(см.Приложение2)

• установкарабочих станций(см. Таблицу2) в следующихместах:

1. Кабинетглавный врач;

2. Бухгалтерия;

3. Кабинетглавной медсестры;

4. Кабинетстаршей медсестрыполиклиническимотделением;

5. Кабинетстаршей медсестрырадиологическимотделением;

6. Ординаторскаяонкохирургическогоотделения.

7. Операционныйблок.

8. Регистратура-справочная.

9. Лабораториясрочных анализов.

10. Кабинетхирурга.

11. КабинетМИС.

• модернизацияоборудованиес кабинетах:УЗИ, термодиагностикии пультоваярентгеновскогоаппарата.

• установкапериферийногооборудования:

струйныепринтеры вколичестве3 (трех) штук -кабинет главноговрача, кабинетстаршей медсестрыполиклиническимотделением,бухгалтерия,регистратура-справочная.

• УстановкаЛВС(прокладкакабеля 100%, установкачетырех концентраторов,генерациярабочих станций,общая настройка,сопровождение)для четырнадцатирабочих мест,с выделеннымсервером.

• Установкапрограммногокомплекса«Автоматизированноерабочее местобухгалтера»

• Разработкапрограммногокомплекса«Канцрегистр»с последующейустановкой.

Сумманеобходимаядля выполненияэтих первыхшагов в созданииинформационнойструктурыонкодиспансерасоставляет:34223,44(тридцать четыретысячи двестидвадцать три)условных единиц,в том числе НДС20%.

Предложенныеоборудованиеи схема построениясети хорошоподходят длянебольшихорганизаций,где существуетдостаточноинтенсивныйтрафик в сети.Предлагаемыерешения обеспечиваюзаданные уровнипроизводительности,надежности,защиты информации,гибкости иоткрытостик дальнейшемурасширению.Все техническиерешения основанына передовыхдостиженияхв областивычислительныхсетей ведущихфирм: Microsoft,Intel, IBM, ACP, ATI (AlliedTelesyn International),Cogentигарантируютсрок моральногостарения примененныхтехническихи программныхсредств неменее 5 лет. Вто же времяоткрытость,модульноепостроениеи использованиетолько стандартныхпротоколовдля обменаинформациейобеспечиваютнадежную защитуинвестицийи возможностьдальнейшейэкономическоймодернизации.

7.5 Созданиелокальной сети.

Работыпо компьютеризациив онкологическомдиспансереуже велась.Силами больницыбыла созданапрограммастатистическогоучета больных«Канцрегистр».Изучениефункциональныхвозможностейэтой программыпозволилоприйти к следующимвыводам:

1. Программаимеет недружественный,запутанныйи интуитивноне понятныйинтерфейс, чтоотталкиваетработниковдиспансера,создавая барьермежду компьютероми человеком.

2. Кажущаясяпростота присоздании иэксплуатациипрограммыобманчива, несет в себенеудобствов работе с нейи дальнейшиесложности, приее переносена техникуотличающуюсяот той, на которойона создавалась.

3. Программаразработанав локальномварианте и неподдерживаетработу в сети,что в нынешнихусловиях являетсянедопустимым.

4. Программане поддерживаетработу с графическимиобъектами, неимеет системыпоиска и контролядостоверностиинформации.

5. Программане имеет системыразграничениядоступа и уязвимадля постороннеговмешательства,что не позволяетсохранитьконфиденциальностьинформации.

6. Программаработаетнестабильно,имеет многоошибок и неточностей,требует постоянногоприсутствияи вмешательствапрограммиста.Это ни в коемслучае не допустимов случае активнойее эксплуатации.Косвенно этоподтверждает,что даннаяпрограмма недоведена додолжного уровнясовершенства.

7. Программаразработанас использованиеминструментальныхсредств и технологий80-х годов. Этипродукты давноустарели, неразвиваютсяи не поддерживаются,более тогофирмы, разработавшиеих в США - прекратилисвое существование.

Исамое главное,ввод в информациибанк данныхдиспансерапроизводилсяоператорами,не имеющимимедицинскогообразования.

Все сказанноедает основаниесказать, чтонадежностьданной системыоказываетсяна низком уровне.

Даннаяпрограмма вусловия информационногоразвития, решаявопросы внутреннейавтоматизациипредприятия,делает егозаложникомсвоей (далеконе совершенной,к сожалению)уникальнойсистемы и еесоздателей.

Необходимымусловием полноценногофункционированиялюбой информационно-вычислительнойсети являетсяграмотнаяработа конечныхпользователей.Оторванностьот работы созданиябанка данных,непониманиенеобходимостии неумениеработы навычислительнойтехнике врачейи медсестердиспансераставилось подсомнение внедрениесети. Поэтому,первостепеннойзадачей в развитииинформационныхсистем являетсяобучение руководстваи врачей диспансеракомпьютернойграмотности.

Сэтой целью:

1. былозакупленонеобходимоеоборудованиеи смонтированаодноранговаясеть под управлениемWindows 95.(смТаблица 7)

Таблица7

Закупленноеоборудование
Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во (шт.)	Сумма (усл.ед.)
Рабочаястанция набазе Pentium-100: MINITOWERCASE w Power Supply 250W; MBPentium, PCI; RAM 16 Mb/70ns; HDD1,2Gb; FDD3,5” 1,44Mb; MultiI/O+IDE/FDC controller 2serial (DB9&DB25),1 parallel; SVGAPCI card 1Mb; SVGA(1024x768) 14”,Colormonitor Low Radiation, Energy Star, MPR-II, 0.28; KeyboardLat/Cyr; mouse2Button w mouse PAD; Acsessory(WINDOWS 95); AllManuals	770	5	3850
КабельсетевойRG-58DS (двойнаяоплетка, в м.)	0,6	200	120
BNC-Ethernet-коннектор	1,7	10	17
Т-коннектор	3,6	6	21,6
BNC-Ethernet-терминатор	4,8	2	9,6
Платасетевая Ethernet16 bit (NE-2000совм.,BNC)	22	6	132
Итого			4150,2

Рабочиестанции былиустановленыв кабинетах:

• главноговрача(486DX4-100);

• главноймедсестры;

• старшеймедсестрыполиклиническогоотделения;

• старшеймедсестрырадиологическогоотделения;

• ординаторскойхирургическогоотделения;

• бухгалтерии

2. В компании«Союз-НТ» приобретени адаптировандля работы вдиспансерепрограммныйпакет «CrystalFinance» (автоматизированноерабочее местобухгалтера).

3. С нейже подписандоговор и начатаразработканового программногокомплекса«Канцрегистр».(см.Таблица 8)

Таблица8

Наименование	Цена (усл.ед.)	Кол-во	Сумма (усл.ед.)
Программныйкомплекс «CrystalFinance»	920	1	920
Программныйкомплекс«Канцрегистр»	1500	1	1 500
Итого			2420

4. С персоналомонкологическогодиспансерапроводятсязанятия поработе в сетиWindows 95,прикладнымипакетами MicrosoftOffice 95 и «CrystalFinance».

7.6 Эффективностьпроекта.

Благодарявнедрениюлокальной сетии информационныхсистем «CrystalFinance» и«Канцрегистр»Мелитопольскиймежрайонныйонкологическийдиспансерполучит, в первуюочередь, существенноеизменениеграфика документооборота.Необходимыедокументы иинформациябудут проявлятьсяи отрабатыватьсягораздо болееоперативно,существенноуменьшитсяколичествовыходных документов,при этом в системебудет сохранятьсядокументальноеподтверждениевсей прошедшейинформации.

Информационнаясистема «Канцрегистр»упорядочитвсю медицинскуюинформациюв тексто-графическойбазе данных.Электроннаякарточка наодного пациентабудет включатьв себя диагностическуюинформацию:снимки из аппаратов«SIT-US», «SIT-INFRA»и«SIR-XR» (до10 снимков). А также, предусматриватьвведение паспортныхданных, сведенийоб анамнезе,статусе пациента,лечении, операциии результатывсех видовлабораторныхисследований,цитологическихи патоморфологических,эпикриза. Системабудет реализовыватьпросмотр ианализ всехданных, включаяграфические,при повторныхгоспитализацияхбольных, гибкийввод и выводинформациив различныхситуациях, взависимостиот проведенныхметодов леченияи обследования.

Компьютернаядиагностическаясистема будетпредусматриваетвозможностьподключенияк ней гамма-камеры,компьютерноготомографа,дигитальногорентгеновскогоаппарата,оборудованиядля функциональныхметодов исследования.

Развитиеже самих сетевыхи коммуникационныхтехнологийприведет квозможностииспользоватьв сети средствавидеоконференций.Врач сможетприбегнутьк «виртуальной»консультацииу высококлассныхспециалистов,присутствиекоторых в данномместе не представляетсявозможным, сцелью установленияправильногодиагноза.

Внедрениепрограммногокомплекса«Crystal Finance»уже сегодняпозволило:

• разгрузитьработу бухгалтериипосредствомпривлеченияв формированиеведомостейучета основныхфондов,товарно- материальныхценностей(«Запчасти»,«Материалы»,«ГСМ», «МБП наскладе», «МБПв эксплуатации»)главной и старшихмедсестер;

• автоматизироватьрасчет заработнойплаты(расчет больничныхлистов, расчеттарифных отпусков,перерасчетзаработнойплаты за предыдущийпериод, расчеталиментов).Время расчетазаработнойплаты и формированиярасчетныхлистков навесь персоналдиспансера(214 человек) сократилосьдо 3 минут.

• электронныйбанк(входные банковскиедокументы,платежныепоручения,состояниебанковскогосчета), вводприходных ирасходныхкассовых ордеровпозволилоавтоматизироватьформированиеи распечаткукниги текущихсчетов, кассовойи главной книгпредприятия;

• автоматизироватьсоздание квартальныхи полугодовыхотчетов офинансовойдеятельностипредприятия,с учетом всетребованийналоговойинспекции иЗаконодательстваУкраины.

• сократитьштат бухгалтеров(из 5 осталось2), что повлеклоза собой экономиибюджетныхсредств в размере2000 усл. единицежегодно.

Общий,ожидаемый,экономическийэффект от реализацииданного проектапросчитатьочень сложно.Как можно оценить,в денежныхединицах,эффективностьработы врачей,медсестер иобслуживающегоперсоналабольницы? Вкаких единицахизмерить, можетбыть, спасеннуючью-то жизнь?Основной эффект- повышениеуровня работы,если хотитеинтеллектуального,сотрудниковучреждения,их оперативностив принятиирешений.

67

Отчет

опрохождениипроизводственнойпрактики

студента6-го курса

кафедрытеоретическойфизики и компьютерныхтехнологий

физическогоф-та ОЗО

КубанскогоГосударственногоуниверситета

КостиковаГеннадияВладимировича

запериод с 10.02.97г.по 30.05.97 г.

Практикапроводиласьв Мелитопольскоммежрайонномонкологическомдиспансере.

Запериод с10.02.97г. по 30.05.97 г.:

• проведеноисследованиекомпьютерногопарка и программногообеспечения,функционирующегов онкологическомдиспансере;

• предложенпроект автоматизациидокументооборотадиспансера;

• закупленавычислительнаятехника иоборудование(из расчеташесть компьютеров,Ethernet,коаксиальныйкабель)длясозданияодноранговойсети под управлениемWindows 95;

• проложенкабель в кабинеты,где планироваласьустановкарабочих станций;

• произведенаустановкаоборудования(установкакомпьютеров,установка инастройкасетевых адаптерови операционнойсистемы длявыполненияфункций файловогообмена);

• произведенаобщая настройкаи наладка сети;

• в компании«Союз-НТ» приобретенпрограммныйпакет «CrystalFinance»(автоматизированноерабочее местобухгалтера)и проведенаего адаптация;

• с персоналомонкологическогодиспансерапроводилисьзанятия пообучению работев сети Windows95 и программномпакете «CrystalFinance»;

• с компанией«Союз-НТ» подписандоговор и началасьразработкапрограммногокомплекса«Канцрегистр»(программаучета и анализадиспансерныхбольных).

Объемработы выполнен,о чем и подтверждаю.

Главныйврач ММОДА.А.Рябиков

РуководительработыБогатовН.М.

2. Содержание.

Стр.

1. Реферат.1

2. Содержание2

3. Введение.4

4. Цельработы.4

5. Задачаработы.4

6. Обзорлитературы.5

6.1Современныетехнологииэлектронно-вычислительныхсетей.5

6.1.1 Компьютеркак средствообщения.5

6.1.2 Направленияразвития компьютерныхкоммуникаций.5

6.1.3 Построениесредств коммуникации.6

6.1.4 Модемы.6

6.1.4.1 МодемыV.346

2. МодемыDSVD для одновременнойпередачи

голосаи данных6

6.1.5 Локальныесети.7

6.1.5.1 Fast Ethernet.7

6.1.5.2 КоммутируемыйEthernet.8

6.1.5.2.1 СтатическаяEthernet-коммутация.8

6.1.5.2.2 ДинамическаяEthernet-коммутация.8

6.1.6 ISDN.9

6.1.7 АТМ -сетевая технологиябудущего.10

6.1.8 Использованиесреды с широкойполосой пропускания.10

6.1.9 Интеграциякомпьютераи телефона.10

6.1.10 Персональныеконференции.11

6.2 Основыпроектированиясети.12

6.2.1 Структурированныекабельныесистемы.13

6.2.1.1 Компонентыструктурированныхкабельныхсистем.14

6.2.1.2 UTP-кабеликатегорий 3, 4и 5.15

6.2.1.3 Одно-и многомодовыйоптоволоконныекабели.15

6.2.1.4 СравнениеUTP-кабелейс оптоволоконными.15

6.2.1.5 Типыкроссовыхпанелей.15

6. СтандартEIA/TIA-568A.16

7. Рекомендациипо проектированиюи установкеСКС.16

8. Рекомендациипо составу ипараметрам

горизонтальнойпроводки.17

6.2.1.9 Соединительныешнуры.17

6.2.1.10 Типыиспользуемыхсоединителей.17

11. Техническиехарактеристикимедных и

оптическихкабелей18

6.2.1.12 Архитектурыструктурированныхкабельныхсистем.19

6.2.2 Объединениелокальныхсетей.19

6.2.2.1 Коммутаторы.21

6.2.2.2 Виртуальныелокальныесети.22

6.2.2.3 Чтовыбрать: мост,маршрутизаторили коммутатор?23

4. Централизованныеили распределенные?23

5. МетодыисследованияэффективностиЛВС

и ихмоделирование.24

6.3.1 Аналитическоемоделирование.25

6.3.2 Имитационноемоделирование.26

6.3.3 Сборданных длямоделирования.26

6.4 Элементыдисковых подсистемсерверов27

6.4.1 Дисковыеинтерфейсы.27

6.4.2 РаботаSCSI.28

6.4.3 IDE 29

6.4.4 Избыточныедисковыесистемы.30

6.4.5 Зеркалирование,дублированиеи заполнение.34

6.4.6 Заключение.37

6.4.7 Функциидисковыхподсистем.37

6.5 Сетевыеоперационныесистемы.38

6.5.1 Компонентысетевой среды.38

6.5.2 Microsoft Windows NTServer.39

6.5.2.1 Домены.40

6.5.2.2 Центральныйузел связи.41

6.5.3 NetWare 4.1.41

6.5.3.1 Каталог.41

6.5.3.2 Службыфайлов и печати.42

6.5.3.3 NetWare SMP.42

6.5.4 OS/2 Warp ServerAdvanced.43

6.5.4.1 Дверазновидности.43

6.5.4.2 Управлениедоменами.44

6.5.4.3 Службафайлов и печати.44

6.5.5 Intranet и следующаясетевая среда.45

6.5.5.1 Службыфайлов и печати.45

6.5.5.2 Службакаталогов.45

6.5.5.3 Службыприкладныхпрограмм.45

6.5.5.4 Службысвязи.46

6.6 Сноваменяем стильработы людей.46

7. Разработкапроекта.48

7.1 Программныекомплексы.48

7.2 ЛВС.50

7.2.1 Структуравычислительнойсети.51

7.2.2 Файловыйсервер.54

7.2.3 Сетеваяоперационнаясистема.55

7.2.4 Источникрезервногопитания.56

7.2.5 Антивируснаязащита.56

7.2.6 Системаархивирования.57

7.2.7 Рабочаястанция.58

7.2.8 Периферийноеи дополнительноеоборудование.58

7.3 Общаястоимостьсистемы.59

7.4 Первыйэтап созданиясистемы.61

7.5 Созданиелокальнойсети.63

7.6 Эффективностьпроекта.65

8. Заключение.67

9. Литература.70

Приложение1.71

Приложение2.72

5

СПРАВКА.

Настоящимподтверждаю,что проектКостиковаГеннадияВладимировичаявляетсястратегическимнаправлениемв развитиимедико-информационныхсистем Мелитопольскогомежрайонногоонкологическогодиспансера.

Согласнопроекта, ведетсяреализацияпервого этапаразвития. Еговыполнениенамечено насередину 1998 года.

Справкадана для предоставленияв КубанскийГосударственныйуниверситет.

Главныйврач ММОДА.А.Рябиков.

Министерствообщего и профессиональногообразования

РоссийскойФедерации

КубанскийГосударственныйуниверситет

Кафедратеоретическойфизики

икомпьютерныхтехнологий

Допуститьк защите в ГАК

«___»июня 1997 г.

Зав.каф. _________ЧижиковВ.И.

ДИПЛОМНАЯРАБОТА

ПРОЕКТИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙСЕТИ

МЕЛИТОПОЛЬСКОГОМЕЖРАЙОННОГООНКОЛОГИЧЕСКОГОДИСПАНСЕРА

Проектвыполнил дипломник

КостиковГ.В. _______________________

факультетфизический,ОЗО

специальность______________________

Научныйруководительработы

к.ф.-м.н.,доц._____________ БогатовН.М.

Рецензент

доценткафедры общейфизики

______________________ МатвиякинМ.П.

Нормоконтролер

доценткафедры теоретическойфизики

________________________ НосовецА.В.

Краснодар1997 г.