Оптимизация структури локальної обчислювальної мережі вуза

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ЛОКАЛЬНОЇ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ ВУЗА.

Современные установи вищої освіти використовують десятки і сотні ПЕОМ, що застосовуються у процесі чи які його проведення. Мережні технології дозволяють істотно збільшити ефективність застосування комп’ютерів. Вони дозволяють створювати інформаційні системи, щоб забезпечити вирішення завдань дистанційного і автоматизованого навчання, зберігання інформації, документообігу, обміну повідомленнями і організація груповий роботи над проектами. У цьому принципово важливим і те, що інформаційна система коштує постійно розширюється, і додавання нових компонентів або запровадження нових технологій нічого не винні вимагати повної перебудови яка працює і налагодженої системи. Оскільки є безліч способів прийому, передачі, збереження і подання, у створення єдиного інформаційного простору ВУЗа втягується маса систем, що реалізують це різноманіття, і забезпечувальних ефективну обробку інформації та своєчасну доставку її споживачам.

В світлі цього, практично важливим є обгрунтований вибір структури локальної обчислювальної мережі (ЛВС) ВУЗа, що дозволяє як швидко побудувати просту і ефективну інформаційну систему, а й зберегти зроблені першому етапі напрацювання при наступному розширенні і до складнішим мережним моделям. Результатом такого вибору є рішення, що призводять до найменшим затратам зусиль і коштів, і дозволяють легко нарощувати функціональність базових компонент з допомогою підключення додаткових модулів і дозволяють розподіляти навантаження між обчислювальними мережами підрозділів, і кафедр ВУЗа. Як свідчать оцінки, при такий підхід, «оптимальність «структури ЛВС призводить до зниження наступних сумарних витрат (до 15−20%) на адміністрування, оновлення й надстройку програмного забезпечення, діагностику несправностей, і дозволяє рівномірно розподілити навантаження на обчислювальні кошти ВУЗа.

Не менш важливий чинник, що зумовлює необхідність проведення попередніх досліджень у сфері оптимізації структури ЛВС ВУЗа є складність наступної локалізації «прихованих дефектів «в архітектурі сіті й експлуатується прикладному ПО, єдиними симптомами якого є повільна чи нестійка робота у мережі прикладного ПО.

Процесс оптимізації структури ЛВС ВУЗа включає у собі етапи обгрунтування програмної і апаратної складової мережі. Обгрунтування програмної складової мережі проводитися з таких міркувань. Ієрархія комп’ютерних систем, які у обчислювальних мережах ВУЗа, тягне у себе розмаїтість операційними системами (ОС) для робочих станцій, для серверів мереж рівня підрозділів, і серверів рівня ВУЗа загалом. До них пред’являються різні вимогами з продуктивності і функціональними можливостями.

Сетевые можливості сучасних операційними системами персональних комп’ютерів дозволяють використовувати їх як клієнтів мережі. Натомість, на серверах рівня підрозділів і серверів рівня ВУЗа бажано встановлювати ОС, спеціально оптимизированные до виконання тих чи інших серверних функцій. Такі мережні ОС повинні підтримувати кілька стеков протоколів (як-от TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet і OSI), забезпечувати простий доступом до віддаленим ресурсів, мати органічну підтримку многосерверной мережі, ефективність файлових операцій, можливість ефективної інтеграцію з іншими ОС, різноманітні сервіси, підтримку мережного устаткування стандартів Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet, а також можливість взаємодії і системи контролю та управління сетью.

Анализ показує, такі поширені мережні ОС, як Novell NetWare, IBM LAN Server, Sun NFS, UNIX і Windows NT Server, можуть бути як серверної ОС ВУЗа, тоді як ОС NetWare 3. x, Personal Ware, Artisoft LANtastic більше підходять для невеликих робочих груп. У найбільш обсязі переліченим вимогам відповідає операційна система Windows NT Server. Їй притаманні такі можливості, як: єдина модель безпеки, пріоритетна вытесняющая многозадачность, розподілене управління економіки й розподілене виконання, журнал реєстрації подій системи, розподілене резервне копіювання, кошти віддаленого доступу, підтримка більшості найпопулярніших мережевих протоколів і що другое.

Це дає змогу стверджувати, що, найбільш кращою моделлю ЛВС є модель організації обчислювальної мережі на платформі Microsoft Windows NT Server. Такий вибір обумовлений можливістю нескладного підключення існуючого парку ПЕОМ ВУЗа до Windows NT Server і міграції в масштабируемую доменну архітектуру. Запропонований метод організації мережі спрощує управління мережею і дозволяє вживати платформу Microsoft для створення ЛВС будь-якого масштабу.

Вибір логічного архітектури ЛВС визначається потребами автономного доступу до ресурсів кафедр, підрозділів забезпечення і курсантських підрозділів користувачами. Однак у деяких випадках користувачам ЛВС потрібно доступом до ресурсів інших підрозділів, і кафедр. Аналіз пропускну здатність ліній, що об'єднує підрозділи, кількості та обчислювальної потужності комп’ютерів, і наявності кваліфікованого персоналу на місцях дозволяє обгрунтувати вибір способу побудови ієрархії мережі по функціональному принципу. Організація взаємодії сегментів сіті й користувачів здійснюється створенням системи довірчих відносин між доменами у межах двох ярусной доменної моделі. Оскільки всі мережні ресурси мали бути зацікавленими вибірково доступні користувачам, то організація довірчих відносин повинні проводити за єдиному користувальному контексті, у якому будь-який доменний користувач повинен мати певні унікальні права доступу переважають у всіх доменах, входять до складу ЛВС.

Это визначає організацію двоярусною мережі з кількома «майстер «- доменами, об'єднані довірчими стосунки з виділеним головним «майстер «-доменом. Під час такої організації роль головного «майстер «- домену грають сервери рівня ВУЗа, проте облікові записи користувачів згруповані в «майстер «-доменах відповідних кафедр і підрозділів, ресурси — в ресурсних доменах другого ярусу. Проведення єдиної децентралізованою чи централізованої адміністративної політики здійснює головний «майстер «-домен.

Подразделения і кафедри, що перебувають у значній відстані і мають низкоскоростные канали доступу, переважно виділити в окремі домени. Підрозділ чи кафедра, які мають у своєму штаті адміністративний персонал і що володіють достатніми обчислювальними ресурсами, доцільно зробити головним «майстер «-доменом. Тут має акумулюватися і оброблятися інформація, яка надходить від усіх підрозділів ВУЗа й виконуватиметься централізоване управління всієї структурою ЛВС ВУЗа, включаючи зміна настройок, виконання завдань і дистрибуція програмного забезпечення, управління економіки й підтримка доменів і користувачів, управління економіки й підтримка ресурсів, установка IP-адресации і угод щодо іменам імена хостів і доменів. На роль вторинних підходять підрозділи і кафедри з гаком кількістю персоналу, що володіють порівняно малопотужній технікою і яким немає тенденції до підвищення.

Иерархическая двох’ярусна модель мережі надає ряд додаткових можливостей, основними серед яких є: можливість розширення ЛВС до необмеженого кількості користувачів, можливість роботи мобільних (не постійних) користувачів, проведення розподіленого адміністрування, створити структуру доменів, повністю що відбиває внутрішню структуру і між підрозділами і кафедрами ВУЗа. У цьому є розширені можливість створення системи резервних контролерів доменів та його оптимального розміщення, вибору головного і резервного броузера мережі ВУЗа, а як і маршрутизації і планування трафіку, виникає в різних сегментах мережі.

И, нарешті, задля забезпечення можливості задоволення всім потребам ВУЗа у структурі ЛВС повинні бути виділені Helper-сервер, SQL-сервер и Distribution-сервер. У найпростішому цьому випадку всі перелічені вище додаткові функції серверів можуть виконуватися одним сервером, проте до вузів, мають розгалужену структуру та значну число комп’ютерів, можна буде розподіл навантаження між кількома серверами ЛВС.

Физическое інтегрування обчислювальних коштів ВУЗа в ЛВС здійснюється шляхом установки відповідної мережевий апаратури, вибору і конфигурирования мережевих протоколів. Є багато причин, визначальних перевагу використання стандартного набору мережевих протоколів TCP/IP з організацією мережі ВУЗа, одна з якого є можливість маршрутизації пакетів в многосегментных мережах. При установці протоколів TCP/IP з метою зменшення обсягу мережного адміністрування і підвищення продуктивності в ЛВС на сервери рівня ВУЗа необхідно встановити протокол динамічної конфігурації хостів DHCP, сервіс розпізнавання імен WINS і службу DNS, але в сервери рівня підрозділів докладання релейного агента DHCP (DHCP Relay Agent) і сервіс WINS. Установка вони мають дозволить здійснити динамічний призначення всім комп’ютерів мережі ВУЗа IP-адрес, забезпечити розпізнавання імен хостів. Питаннями установки служб і конфигурирования має займатися системні адміністратори серверів рівня підрозділів, і рівня ВУЗа. На завершальній стадії обгрунтування програмної складової ЛВС вибирається схема умовного іменування доменів, їм призначаються унікальні імена, відповідно до ухвалених в WINS і DNS правилам іменування.

Поскольку для побудови фізичної компоненти (транспортної системи) ЛВС застосовуються технології ETHERNET, у яких на фізичному рівні зазвичай використовується метод CSMA/CD (множинний доступом до середовищі з детектированием несучою і виявленням конфліктів), то основний проблемою забезпечення максимальній ефективності функціонування мережі є колізії. Як показує практика, припустимий рівень колізій у мережі трохи більше 15% від кількості переданих кадрів перевищує вже для 20−25 робочих станцій об'єднаних технологією 10BASE-2 (коаксіальний кабель), й у 30−40 робочих станцій, об'єднаних технологією 10BASE-Т.

Наиболее через просте рішення цієї проблеми виявляється фізична сегментація мережі з допомогою програмних і апаратних маршрутизаторів. Це управляє циркулюючими у мережі бітами, кадрами і пакетами, намагаючись налагодити їх оптимальну передачу відповідно до потребами трафіку що працюють у мережі додатків.

Описанный підхід став нормою під час проектування великих мереж, і повністю витіснив мережі, побудовані виключно з урахуванням пасивних сегментів. Переваги мереж з ієрархічно сполученим активним устаткуванням неодноразово перевірені і зараз ніким не оскаржуються. Отже, реалізація наведених вище рекомендації по оптимізації структури ЛВС ВУЗа дозволяє побудувати органічну, здатну в подальшому до розвитку і що б широкого кола завдань, розв’язуваних підрозділами і кафедрами, ЛВС ВУЗа.

ЛИТЕРАТУРА

Выполнили УДК 519.6 С. А. Будников, К. В. Славнов, А. В. Съянов Сетевые кошти Microsoft Windows NT Server 4.0:пер. з анг. —СПб.:BHV, 1997.