8. Пример городской телекоммуникационной сети

Для того, чтобы в дополнение к описанию отдельных технологий дать целостную картину системы, в данном разделе приводится пример городской сети, построенной по предлагаемой типовой схеме. Пример повторяет существующую структуру СТ "Ботик" (на 15.09.97). В разделе 8.3 приведены реальные характеристики СТ "Ботик". В разделе 8.4 приведен расчет стоимости сети.

8.1 Требования к группе специалистов, создающих и поддерживающих городскую сеть телекоммуникаций

В команду специалистов, задачей которых является создание, поддержание работоспособности городской телекоммуникационной сети и обслуживание пользователей, рекомендуется включить три подразделения.

1. Административная группа--состоит из главного администратора, секретаря и бухгалтера. Группа занимается заключением договоров с абонентами, необходимыми закупками оборудования, приемом платежей за поставляемые сетевые услуги от абонентов и т.п.
2. Группа программистов/системных администраторов--специалисты, свободно работающие в системе UNIX, владеющие английским языком и способных воспринять полный объем документации по Linux.
3. Группа электронщиков, умеющих выполнить отверточную сборку компьютера, правильно подобрать его компоненты, владеющих навыками прокладки кабельных линий. В этой же группе полезен инженер по металлоизделиям (изготовление крепежей и т.п.).

Количество людей в каждой группе зависит от масштаба реализуемой городской сети и сроков исполнения проекта по созданию такой сети. В СТ "Ботик" (телекоммуникационная система города с 40 000 жителями) работу группы программистов/системных администраторов выполняют 2 высококвалифицированных системных программиста, а с работой группы электронщиков справляются 4 инженера, один из которых имеет высокий уровень квалификации.

8.2 Структура сети

Аппаратные компоненты сети расположены (см. Рисунок 22) в нескольких зданиях города. Компоненты объединены в локальные сети:

• Института программных систем РАН (ИПС РАН),
• Университета города Переславля (УГП),
• Международного детского компьютерного центра (МДКЦ),
• АО "Строитель,
• ВЦ АО "Славич",
• АО "Завод ЛИТ" и
• локальную сеть жилого м/р 2.

К городской сети также подключены через модемы dial-up пользователи. В процессе создания и подключения находится локальная сеть Фото-химического колледжа.

Внешние каналы системы:

• синхронный, 64 Kbps-приходит в здание ИПС РАН.
• асинхронный, 4-х проводная выделенная телефонная линия, 28.8 Kbps-в здание УГП.

В здании ИПС РАН расположены:

• Центральный сервер (pier).
• PC-роутер (dish-router), обслуживающий
• внешний спутниковый канал к Санкт-Петербургскому узлу связи RUNNet 64Kbps;
• четыре сегмента локальной сети здания ИПС РАН (Ethernet 10Base-T и Ethernet 10Base-2).

Этот PC-роутер обеспечивает объединение сегментов локальной сети ИПС РАН в режиме Ethernet-бриджинга (два сегмента из четырех) и IP-маршрутизации.

• PC-роутер (cup-router), обслуживающий
• две линии Radio Ethernet 2 Mbps к МДКЦ и к локальной сети жилого микрорайона;
• выделенную телефонную 2-х проводную линию 28.8 Kbps к зданию университета на ул. Советской (к trub-router).

Локальная сеть МДКЦ расположена в трех зданиях.
В здании котельной размещен PC-роутер (camp-router) обслуживающий:

• линию RadioEthernet 2 Mbps к PC-роутеру, находящемуся в здании ИПС РАН (cup-router)
• два сегмента локальной сети в учебных корпусах (с 10 и 11 подключениями Ethernert 10Base-2), которые объединяются роутером в единую логическую сеть в режиме Ethernet-бриджинга.

Локальная сеть м/р 2 расположена компактно в 7 зданиях, типичное расстояние между зданиями--100 м. Здания соединяются линиями Ethernet точка-точка (раздел 5.4). Здесь расположены:

• PC-роутер (pole-router), установленный в одном из жилых домов и обслуживающий:
• линию RadioEthernet 2 Mbps к центральному серверу pier;
• линию Ethernet 10Base-T ко второму PC-роутеру микрорайона (sad-router);
• оптоволоконную линию 10Base-FL к PC-роутеру АО "Строитель" (build-router);
• оптоволоконную линию 10Base-FL к зданию университета на ул. Советской (к trub-router).
• PC-роутер (sad-router)-второй роутер микрорайона, установленный в детском саду-гимназии "Почемучка" обслуживает
• линию Ethernet 10Base-T к PC-роутеру pole-router;
• 5 линий Ethernet 10Base-2/T, ведущие к сегментам сетей зданий микрорайона.

Все обслуживаемые сегменты локальных сетей sad-router объединяет в режиме Ethernet-bridging в единую логическую сеть. Информационные разъемы в квартирах (44 шт.) - входят в различные сегменты локальных сетей (Ethernet 10Base-T) зданий. В сети микрорайона использовано 7 хабов Repotec RP-1659P.

Локальная сеть Фото-химического колледжа в настоящее время находится в процессе создания и подключения.

Локальная сеть АО "Строитель", включающая в себя 7 рабочих мест (Ethernet 10Base-2/T), обслуживается PC-роутером build-router, имеющим соединение (оптоволоконная линия 10Base-FL, 10 Mbps) с PC-роутером pole-router, расположенном в жилом микрорайоне N2.

Сегменты локальной сети УГП размещены в двух зданиях на ул.Советской, 2 и на ул. Свободы,15.

В здании университета на улице Советской находится:

• PC-роутер (trub-router), обслуживающий:
• локальную сеть здания (Ethernet 10Base-2, Ethernet 10BASE-T) с 23 информационными разъемами на рабочих местах;
• выделенную телефонную 2-х проводную линию 28.8 Kbps к локальной сети АО "Славич";
• выделенную физическую 4-х проводную линию безмодемной связи (800 метров, 115.2 Kbps,) к PC-роутеру (rusx-router), обслуживающему сегмент локальной сети, расположенной в здании университета на улице Свободы;
• модемный пул (PC-роутер с функциями терминального сервера), к которому по коммутируемым телефонным линиям подключено 78 Dial-up пользователей (TCP/IP и UUCP);
• линию Ethernet 10Base-Т к локальной сети АО "Завод ЛИТ"-200 метров внешней подвески SFTP Cat-5, 10 Mbps;
• оптоволоконную линию 10 Mbps к PC-роутеру локальной сети жилого микрорайона (pole-router).

В здании университета на улице Свободы размещен:

• PC-роутер (rusx-router), обслуживающий:
• локальную сеть здания (Ethernet 10Base-2) с 6 информационными разъемами на рабочих местах;
• выделенную физическую 4-х проводную линию безмодемной связи (800 метров, 115.2 Kbps,) к trub-router.

Локальная сеть АО "Славич" развернута силами персонала собственного ВЦ АО "Славич". Она включает серверы предприятия и пользовательские рабочие места (более 50). Локальная сеть АО "Славич" подключена к СТ "Ботик" при помощи выделенной телефонной 2-х проводной линии 28.8 Kbps к PC-роутеру trub-router.

Локальная сеть АО "Завод ЛИТ" тоже развернута собственными силами специалистов предприятия и через линию внешней прокладки (подвески, 180 м.) Ethernet 10Base-T обслуживается PC-роутером, который находится в здании университета (trub-router).

8.3 Характеристики производительности системы

Описанная выше городская телекоммуникационная сеть поддерживает работу:

• в режиме постоянного подключения--более 250 пользовательских серверов, ПЭВМ на рабочих местах, X-терминалов и терминалов:
• в режиме dial-up IP+UUCP подключения--61 пользовательских ПЭВМ;
• в режиме dial-up UUCP-only подключения--17 пользовательских ПЭВМ.

Модемный пул (14 модемов) достаточен для обслуживания такого количества dial-up абонентов.

Пропускная способность внешних линий не исчерпана, о чем свидетельствует статистика их загруженности (см. http://www.botik.ru/cgi-bin/acct.cgi). Реакция и скорость обмена (в среднем 2--4 KB/s) по внешним http/ftp-запросам-высокие.

На центральном сервере системы развернуто 17 ftp/www-серверов различных организаций (см. актуальный список ftp/www-серверов), реализованных

• как за счет организаций собственных серверов--5 серверов в организациях, имеющих в штате системных программистов, способных обеспечивать стабильную работы собственного сервера;
• так и за счет использования арендуемых www/ftp-каталогов на центральном сервере системы--11 серверов, web-мастеры которых обновляют свои web-каталоги в режиме, исключающем нанесение ущерба работоспособности центрального сервера (ftp-only account, подробнее см. фрагмент раздела 2.2).

Сведения о трафике (СТ "Ботик", июнь-июль 1997 г.) приведены в Таблице 5:

Таблица 5. Статистика трафика в городской телекоммуникационной системе
(СТ "Ботик", июнь-июль 1997 г.)

В системе использовано только лицензионно чистое ПО. Все ПО, его функционирование, аппаратные компоненты и методы их монтажа соответствуют требованиям регламентирующих документов: IEEE 802.3, IEEE 802.1d, RFC882, RFC1771, RFC1583, RFC850, RFC1036, RFC1661, RFC822, RFC821, RFC959, RFC1945, RFC2068, RFC1123, EIA/TIA 568, ISO/IEC DIS 11801 и др.

8.4 Стоимость системы

Ниже приведены расчет стоимости оборудования (Таблица 7) и структура стоимости оборудования.

Стоимость оборудования системы: $28,461.
На каждое постоянное подключение к системе приходится в среднем: $115.

Таблица 6. Структура стоимости оборудования

Таблица 7. Стоимость оборудования

9. Вместо заключения: СТ "Ботик" и телекоммуникационные проекты выполняемые на ее базе--краткая характеристика, подтверждаемая ссылками

В состав системы входят:

• Институт программных систем Российской Академии наук (ИПС РАН);
• Российский научно-исследовательский институт региональных проблем (РосНИИ РП) Министерства общего и профессионального образования;
• Университет города Переславля--Переславский филиал Российского Университета дружбы народов;
• Отраслевой фото-химический колледж;
• Переславский муниципальный отдел образования, большинство школ города (6 из 11, все школы, имеющие компьютерную технику).
• Учреждения дополнительного и внешкольного образования:
• Международный детский компьютерный центр (МДКЦ, ассоциированная школа ЮНЕСКО);
• Переславский национальный парк;
• Mежшкольный учебно-производственный центр;
• Тутаевский дом природы.

В системе представлены гуманитарный лицей "Человек", подростковый клуб "Романтик", центр внешкольной работы "Ювента", муниципальный центp психологической помощи "Довеpие", центр логопедической помощи, областная психолого-медико-педагогическая консультация (филиал No 2).

2). На технической платформе СТ "Ботик" выполнено нескольких десятков телекоммуникационных проектов (в области науки, образовования, искусства, культуры и медицины). Эти проекты объединяют группы исполнителей из перечисленных выше организаций и их коллег из других городов и стран. Отчеты и материалы по этим проектам можно найти на многих WWW-серверах системы. Ниже приводится список всего-лишь некоторых из последних таких проектов:

1. Участие в международном проекте EmNet/NIS. Программа EmNet нацелена на создание общеевропейского информационного пространства для поддержки исследований математиков, основанного на современных компьютерных сетях и перспективных телекоммуникационных технологиях. (http://www.botik.ru/PSI/EmNet_NIS/emnet.koi8.html)
2. Проект "Эффективный способ представления научной информации в компьютерных системах России", грант РФФИ 95-07-19400в
   (http://www.botik.ru/PSI/RFBR_TeX/tex.koi8.html)
3. Организация FTP-серверов с программными продуктами ИПС РАН, Фонда алгоритмов и программ ИПС РАН. Многие наши разработки получают такое признание в мире, что по инициативе зарубежных сетевых структур организуется зеркальное отображение (mirror) наших каталогов в мировые архивы. См. например программные системы для транспьютеров у нас-http://www.botik.ru/~sizif/ttools/ttools.html-и их отображение в Англии-http://www.hensa.ac.uk/ftp/pub/parallel/transputer/software/compilers/gcc/pereslavl/.
4. Лаборатория Interin ИПС РАН--специализируется на разработке медицинских информационных систем. Среди прочего выполняет заказ построения единой системы для лечебного процесса в Медицинском центре ЦБ РФ. Компоненты системы ИНТЕРИН могут функционировать как Internet/Intranet приложения. См. например разработанный нами (доступный свободно) Государственный реестр лекарственных средств.
5. Сервер научных препринтов (http://www.botik.ru/Dienst/)--узел всемирной сетевой библиотеки научных препринтов по информатике--Networked Computer Science Technical Reports Library (http://www.ncstrl.org/Dienst/htdocs/Info/about-ncstrl.html).
6. Всероссийские (1990-1995) командные турниры по программированию и Открытые всероссийские телекоммуникационные (1996-1997) командные турниры по программированию для школьников
   (http://www.botik.ru/~yz/contest/welcome.koi8.html).
7. Открытая галерея отечественного компьютерного искусства. Галерея (http://uchcom.botik.ru/ARTS/Gallery/) позволяет современным российским художникам, использующим медиа средства, оперативно анонсировать и показывать свои работы, а широкому кругу зрителей--знакомиться с произведениями мастеров современных искусств (грант РГНФ 96-04-12067B). Английская версия практически полностью завершена (при участии Жиля Мореля) и входит в состав Coronado Gallery (размещена в СТ "Ботик"--http://dll.botik.ru/~gilles/coronado)
8. Проект MAP--Москва-Экс (Франция)-Переславль. Проект MAP направлен на установление взаимоотношений между французскими и российскими художниками и учеными (http://uchcom.botik.ru/ARTS/MAP/).Проект включает программу обмена между CYPRES-исследовательским центром различных культур и практик, расположенном в Aix-en-Provence, Институтом Программных Систем и Университетом, расположенными в Переславле-Залесском, и группой московских художников.
9. "Театральная мастерская" (http://uchcom.botik.ru/ARTS/THB/) Дистационное обучение театральному искусству, совместная театральная деятельность студентов Ярославского театрального училища и студентов школы искусств - проект IMUTE.
10. Образовательные Интернет-проекты Университета города Переславля. Проекты изучения иностранных языков (английского и японского) через совместную деятельность со студентами TCD (Ирландия) и Университета Тойяма (Япония). WWW-проекты, выполненные студентами 2-го курса в рамках занятий по специальности культурология (http://dll.botik.ru/~pat/RP/, http://u-pereslavl.botik.ru/~lena/).
11. Образовательные Интернет-проекты Межшкольного учебно-производственного центра (МУПЦ). Факультатив "Интернет для начинающих", разработка сайта "Искусство древнего Переславля" (http://uchcom.botik.ru/uchcom/upk/).
12. Образовательные Интернет-проекты Международного Детского Компьютерного Центра --Ассоциированная школа Юнеско (http://iccc.botik.ru/ICCC/). Здесь же представлены работы "не-Интернет" кафедр и индивидуальные странички учеников этого лета.
13. Детский сад и начальная школа "Почемучка" (http://uchcom.botik.ru/uchcom/kg/) и материалы летней городской начальной Интернет-школы 1997 года, 1-30 июня, (http://uchcom.botik.ru/~pat/RP/)
14. Виртуальный архив летних компьютерных школ. Здесь хранится информация о летних компьютерных школах (http://uchcom.botik.ru/uchcom/history/), которые проводились в Переславле-Залесском в период 1986-1997 годов, а также информация о других летних школах Красноярска, Нижнего Новгорода, Санкт-Петербурга. В этом году планируется сохранить этот архив в форме отдельного CD-Romа.
15. Web-site психологического обучения (http://uchcom.botik.ru/PSYCHOLOGY/, http://repweb.botik.ru/). Основывается на психологии Дж. Келли, в которой каждый человек на протяжении всей своей жизни остается ученым, исследующим окружающий мир и мир своих собственных переживаний. Этот подход позволяет собрать различные психологические техники, помогающие студентам в их самостоятельных исследованиях.

Карта и полный список независимо развиваемых (17 на сегодня) WWW-серверов СТ "Ботик": http://www.botik.ru/map/map.koi8.html.

3). СТ "Ботик" позволяет во многом решать проблемы информатизации Переславского региона, обеспечивая телекоммуникационный сервис для предприятий и физических лиц.

Сегодня (см. материалы o "СТ "Ботик"--состояние на 15 августа 1997 г. и ближайшие планы развития, состояние на 15 сентября 1997 г.) в системе более 110 абонентских подключений. Каждое такое подключение:

• либо подключение одиночного компьютера небольших организаций и физических лиц;
• либо подключение к системе локальной сети организаций.

СТ "Ботик" крупная, хорошо развитая и бурно развивающаяся региональная система. В ее составе сегодня около 300 компьютеров. Предпочтение отдается развитию постоянных подключений (230 из 300--77%) и высокоскоростных подключений (10Mbps, 2Mbps-170 из 230--74%). Для этого используются современные технические решения (оптоволоконные линии, линии RadioEthernet) для подключения различных абонентов--вплоть до разводки Ethernet 10Mbps в жилых микрорайонах. СТ "Ботик" бурно развивается--так, за 1996 год в 2.5 раза возросло количество абонентов и компьютеров, подключенных к системе. В первом полугодии 1997 года эти высокие темпы развития сохраняются.

4) В СТ "Ботик" разрабатываются и применяются оригинальные сетевые технологии, обеспечивающие высокие технические показатели сети (скорость, надежность) при исключительно низкой стоимости--удельная стоимость региональной части системы около $200 на каждый постоянно IP-подключеный (2-100Mbps) компьютер

Это позволило нам до августа 1997 года развивать и сопровождать весь региональный сегмент сети техническими и финансовыми ресурсами ИПС РАН и РосНИИ РП, без поддержки государственных и региональных бюджетов, российских и зарубежных фондов.

5) СТ "Ботик"--хорошо развитый пример (пилотный проект, объект для тиражирования) типовой региональной сети. СТ "Ботик" позволяет накапливать необходимый для всей России опыт построения экономически эффективных сетей и уникальный опыт использования телекоммуникаций в научных, образовательных, культурных Интернет-проектах. Все результаты своей сетевой деятельности (даже документацию на высококонкурентные программные и аппаратные изделия) мы всегда отдаем свободно (бесплатно) в Интернет.

Наши (А) экономически эффективные сетевые технологии построения региональных сетей и наш (Б) опыт использования телекоммуникаций в научных, образовательных, культурных Интернет проектах

• апробированы на многих сетевых конференциях (в 1997 г.-6 публикаций см. в трудах: Телематика'97 и BBCC'97, RAPROS'97).
• описаны и свободнораспространяются в WWW (http://www.botik.ru/botiklab.koi8.html и http://www.botik.ru/tech/, http://uchcom.botik.ru/).
• привлекли внимание незавивсимых сетевых журналистов и телекомментаторов. Последние (1997) ссылки: Компьютерра  26 и  34 1997, газета Liberation (http://uchcom.botik.ru/~gilles/coronado/Liberation/RUSSIE.htm) 3 января 1997 года, публикации Салли Норман в журнале Mediorama от 21 апреля 1997 года (http://club.nokia.com/channels/mcenter.html), передача Французского телевидения, канал ARTE-доступна в СТ "Ботик" (http://dll.botik.ru/~pat/PSI/), журнал "Педогагическая информатика"  1, 1997 и др.

Так как наш опыт использования телекоммуникаций (в науке, образовании, культуре, искусстве, медицине) и наши технологии построения региональных сетей пригодны для тиражирования практически во всех региональных системах России (на уровне малых городов, районов и т.п) и количество таких мест на порядок превышает число крупных городов, Научный центр "Информика" Минобразования поручил нам оформить описание наших решений в виде методического материала, поддерживающего легкое воспроизведение наших подходов в различных региональных сетях. К настоящему времени этот материал готов--всем свободно (бесплатно) в Сети доступны описания наших: