2. Principy postroeniya gorodskih sistem telekommunikacii

V sistemah telekommunikacii imeyutsya razlichnye podhody, razlichnye apparatnye i programmnye resheniya. Nel'zya abstraktno sravnivat' ih--"Kakoe luchshe?"--bez chetkogo ukazaniya oblasti primeneniya. Te resheniya, kotorye bezuslovno yavlyayutsya luchshimi dlya postroeniya sistem telekommunikacii krupnyh gorodov ili gosudarstvennyh magistral'nyh kanalov, okazhutsya ne samymi udachnymi dlya organizacii sistem telekommunikacii raionnyh centrov.

Predlagaemye nami resheniya posledovatel'no otslezhivayut neskol'ko principov i ih logicheskih sledstvii, otrazhayushih osobennosti konkretnoi oblasti--gorodskie telekommunikacionnye sistemy dlya nauki i obrazovaniya.

Vot eti principy i ih sledstviya:

• Ekonomicheskaya effektivnost', kak vazhneishee trebovanie na tehnicheskie resheniya (pri sohranenii nadezhnosti i vysokih tehnicheskih harakteristik).
• Polnyi otkaz ot dorogih ustroistv (Cisco, Sun), shirokoe ispol'zovanie komponent ryada IBM PC i setevyh izdelii dlya nih.
• Polnyi otkaz ot kommercheskogo programmnogo obespecheniya, shirokoe ispol'zovanie svobodnogo PO linii Linux i FSF.
• Otsutstvie obsluzhivayushego personala i sistemnyh programmistov v punktah raspolozheniya oborudovaniya gorodskoi sistemy telekommunikacii.
• Razrabotka reshenii, ne trebuyushih obsluzhivaniya.
• Svedenie k minimumu chisla operacii s ustroistvami, dostupnymi mestnomu personalu.
• Ispol'zovanie udalennogo konfigurirovaniya i administrirovaniya.
• Ispol'zovanie sistem avtomaticheskogo slezheniya za rabotosposobnost'yu i vosstanovleniya rabotosposobnosti.
• Razrabotka reshenii, ne trebuyushih ispol'zovaniya UPS i ustoichivyh k pereboyam elektropitaniya.

Eti principy i ih sledstviya podrobno rassmotreny v sleduyushih punktah razdela 2.

2.1 Ekonomicheskaya effektivnost', kak vazhneishee trebovanie na tehnicheskie resheniya

Ekonomicheskaya effektivnost' kazhetsya naibolee vazhnym kriteriem pri postroenii gorodskih sistem telekommunikacii po sleduyushim prichinam:

• Takih sistem neobhodimo sozdat' mnogo (kak minimum v kazhdom raicentre, v malyh gorodah, poselkah gorodskogo tipa i t.p.--srednie i nizhnie urovni nacional'noi seti telekommunikacii). Summarnyi masshtab dannyh sistem bezuslovno prevysit masshtab verhnego (magistral'nogo) urovnya nacional'noi seti--magistrali i seti malogo chisla osobo krupnyh gorodov.
• Finansovye resursy na dannuyu programmu nel'zya schitat' bespredel'nymi. Bolee togo, dopustimye rashody na vse takie sistemy srednego urovnya, skoree vsego, dolzhny byt' v summe men'she, chem stoimost' seti oblastnogo centra.

Korotko govorya, za men'shie den'gi predstoit sdelat' bol'shuyu chast' nacional'noi sistemy telekommunikacii. Znachit, potrebuyutsya deshevye tehnicheskie resheniya.

2.1.1 Polnyi otkaz ot dorogih ustroistv (Cisco, Sun), shirokoe ispol'zovanie komponent ryada IBM PC

ST "Botik" sozdavalas' nami v podobnyh usloviyah ogranichennogo finansirovaniya. I odnoi iz glavnyh nahodok, pozvolivshih nam dobit'sya ekonomicheskoi effektivnosti sistemy, byl polnyi otkaz ot dorogih ustroistv (Cisco, Sun) pri reshenii vseh voprosov postroeniya seti: organizacii IP-marshrutizacii, postroenie uzlov i serverov seti i pr. Dlya resheniya vseh etih problem my shiroko ispol'zovali izdeliya ryada IBM PC.

V silu chrezvychainoi massovosti rynka IBM PC i komp'yutery, i komponenty etih komp'yuterov, i setevaya periferiya dlya nih otlichaetsya desheviznoi--v neskol'ko raz po sravneniyu s rynkom "dorogih" reshenii (izdeliya firm Cisco, Sun i pr.). Massovost' rynka obespechivaet eshe odno privlekatel'noe svoistvo--shirokuyu dostupnost' raznoobraznyh tipov izdelii i ogromnyi vybor odnotipnyh izdelii raznyh firm-proizvoditelei.

Nemalovazhnym obstoyatel'stvom yavlyaetsya otkrytost' arhitektury IBM PC. Eto privleklo k ispol'zovaniyu dannoi apparatury v kachestve platformy dlya razrabotki bol'shinstva svobodnogo (sm. razdel 2.1.2) programmnogo obespecheniya, nad kotorym segodnya prodolzhayut rabotat' tysyachi programmistov⁽¹⁾ vo vsem mire (v tom chisle i nashi sotrudniki).

S drugoi storony, nalichie otkrytoi dostovernoi tehnicheskoi dokumentacii na apparatnye sredstva IBM PC pozvolili nam razrabatyvat' sobstvennye tehnicheskie sredstva (platy i ustroistva) v teh sluchayah, kogda rynok ne mog predlozhit' udovletvoryayushego nas (po harakteristikam i/ili po cene) izdeliya.

Ukazannye vyshe obstoyatel'stva odnoznachno priveli nas k vyboru izdelii ryada IBM PC kak edinstvennyh tehnicheskih sredstv dlya realizacii

1. routerov, mostov, terminal'nyh serverov (sm. razdel 3) i
2. serverov (sm. razdel 4).

Mnogoletnyaya praktika raboty ST "Botik" podtverzhdaet zhiznennost' takogo podhoda k organizacii sistemy telekommunikacii. A za to, chto takie resheniya shiroko masshtabiruemy i, nesomnenno, prigodny dlya setei masshtaba raionnogo centra i dazhe bol'she, govorit to, chto imenno po takoi zhe tehnologii v svoe vremya byla postroena sistema telekommunikacii celogo gosudarstva--Yugoslavii.

2.1.2 Polnyi otkaz ot kommercheskogo programmnogo obespecheniya, shirokoe ispol'zovanie produktov linii Linux i FSF

Vybor tehnicheskih sredstv ryada IBM PC pozvolyaet otkazat'sya ot ispol'zovaniya kommercheskogo programmnogo obespecheniya--dlya IBM PC imeetsya shirokii vybor svobodnogo obespecheniya, po svoim harakteristikam ne ustupayushego kommercheskim produktam.

Tak v kachestve operacionnoi sistemy PC-routerov (sm. razdel 3) i serverov (sm. razdel 4) predlagaetsya ispol'zovat' OS Linux.

2.1.2.1 OS Linux i svobodnye programmnye produkty dlya OS Linux

OS Linux yavlyaetsya svobodnym klonom OS Unix. Pomimo sobstvenno OS Linux dlya realizacii proekta ispol'zuetsya eshe ryad svobodnyh programmnyh produktov dlya OS Linux. "Svobodnyi" v dannom kontekste oznachaet "dostupnyi besplatno i s ishodnymi tekstami". Sredi prochego, eto oznachaet i polnuyu licenzionnuyu chistotu vseh ispol'zuemyh programmnyh produktov.

Nalichie ishodnyh tekstov vseh komponent sistemy sredi prochego:

• pozvolyaet ubedit'sya v tom, chto programmnoe obespechenie delaet tol'ko to, chto specificirovano v ee dokumentacii (otsutstvie "zakladok", "troyanskih konei" i "logicheskih bomb");
• delaet vozmozhnoi adaptaciyu sistemy k specificheskim lokal'nym trebovaniyam pri neobhodimosti.

OS Linux i otobrannoe svobodnoe PO dlya nego podderzhivaet sleduyushie funkcii (podrobnee v razdelah 3.2 i 4.2):

• IP/IPX-marshrutizaciyu, fil'traciyu IP/IPX-paketov;
• Ethernet-bridzhing;
• server bezopasnosti (firewall);
• nameserver;
• pochtovyi server--mailserver/mail-relay (SMTP, POP-3, UUPC);
• WWW/FTP-server;
• Proxy HTTP/FTP/Gopher-server;
• News-server;
• terminal'nyi server, obsluzhivanie modemnogo pula;
• rezhim udalennoi konfiguracii i administrirovanie;
• statisticheskii uchet raboty klientov;
• rabotu s razlichnoi interfeisnoi apparaturoi.

OS Linux podderzhivaet vysokuyu bezopasnost' informacii. Pomimo obychnyh, imeyushihsya v lyubom Unix-e sredstv razgranicheniya dostupa avtorizacii i autentifikacii, zdes' imeetsya v vidu nalichie sredstva shifrovaniya dannyh:

• PGP--sistema kriptografii s otkrytym klyuchom, obespechivayushaya shifraciyu i/ili elektronnuyu podpis' dlya pochtovyh soobshenii.
• SSH--sistema kriptografii s otkrytym klyuchom, obespechivayushaya shifraciyu TCP/IP-kanalov pri peredache failov i udalennom terminal'nom i X-terminal'nom dostupe k serveru (PC-routeru).
• SSL-telnet, SSL-ftp--versii telnet i ftp, podderzhivayushie shifraciyu dannyh.
• i dr.

Zametim, chto ispol'zovanie dannyh sredstv v Rossii i voobshe deyatel'nost' svyazannaya s ispol'zovaniem kriptograficheskih tehnologii trebuet licenzirovaniya (Ukaz Prezidenta RF ot 03.04.1995 No 334). Sootvetstvuyushei licenzii u nas net i dannoi deyatel'nost'yu my ne zanimaemsya (i zanimat'sya ne imeem prava).

Odnako esli komu-to deistvitel'no trebuetsya ser'eznaya podderzhka kriptografii, to upolnomochennye organozacii mogut libo vospol'zovat'sya perechislennymi vyshe sredstvami, libo dorabotat' ih do trebovanii upomyanutogo Ukaza, libo podmenit' ih (ih fragmenty) sobstvennymi algoritmami. Poslednie dve vozmozhnosti podderzhany nalichiem vseh ishodnyh tekstov sistemy.

2.2 Otsutstvie obsluzhivayushego personala i sistemnyh programmistov v punktah raspolozheniya oborudovaniya

Razrabatyvaya gorodskuyu telekommunikacionnuyu sistemu, neobhodimo yavno uchityvat', chto v mestah raspolozheniya oborudovaniya, skoree vsego, ne budet ni odnogo elektronshika, ni odnogo programmista (ne govorya uzhe o sistemnyh programmistah). Poetomu, kak eto sdelano v ST "Botik", zdes' sleduet priderzhivat'sya sleduyushei shemy:

• Iz PC-routerov, central'nogo servera, vnutrennih kanalov sozdaetsya nadezhnaya telekommunikacionnaya infrastruktura--set', podklyuchennaya k regional'noi seti i obrashennaya k pol'zovatelyam informacionnymi raz'emami (Ethernet) i modemnymi pulami.
• K etoi telekommunikacionnoi infrastrukture podklyuchayutsya rabochie mesta pol'zovatelei (kak pravilo: MS Windows'95, MS DOS+Windows 3.1/3.11), esli neobhodimo--X-terminaly/terminaly, lyubye pol'zovatel'skie servery⁽²⁾ (esli abonent pozvolil sebe schitat', chto u nego imeetsya personal, sposobnyi soprovozhdat' server).
• Telekommunikacionnaya infrastruktura nahoditsya v zone otvetstvennosti Ispolnitelya (v nashem sluchae--laboratorii "Botik"--filiala Vuztelkomcentra). Po umolchaniyu, zona otvetstvennosti nachinaetsya s okonchaniya kanalov podklyucheniya sistemy k regional'noi seti i zakanchivaetsya obrashennymi k pol'zovatelyam informacionnymi raz'emami (Ethernet) i modemnymi pulami. Podrazumevaetsya podderzhka rabotosposobnosti zony otvetstvennosti silami Ispolnitelya--sozdanie, razvitie, tehnicheskoe obsluzhivanie, soprovozhdenie. Konfigurirovanie sistemy v ramkah zony otvetstvennosti vypolnyaetsya libo distancionno, libo s vyezdom na mesto (pri neobhodimosti vypolneniya mehanicheskih rabot, perekommutacii i pr.)
• Pol'zovatel' ne dolzhen zanimat'sya soprovozhdeniem informacionnoi infrastruktury. V nekotorom smysle, po umolchaniyu (esli u nego net kvalificirovannyh sistemnyh UNIX-programmistov), on dazhe lishen vozmozhnosti kak-to vmeshivat'sya (konfigurirovat', administrirovat') v rabotu informacionnoi infrastruktury.
• Nekorrektnaya rabota pol'zovatelya mozhet privesti k nerabotosposobnosti ego rabochego mesta, ego servera, no eto nikak ne dolzhno skazyvat'sya na konnektivnosti i rabotosposobnosti telekommunikacionnoi infrastruktury.
• Dlya bol'shinstva pol'zovatelei ih estestvennaya potrebnost' v sobstvennom servere zakryvaetsya mehanizmom "arenda prostranstva na central'nom servere". A imenno: v sisteme realizuetsya odin central'nyi server, kotoryi ekspluatiruetsya i soprovozhdaetsya (razvivaetsya, konfiguriruetsya i t.p.) Ispolnitelem, imeyushim shtat vysokoklassnyh specialistov. Ispolnitel' obespechivaet absolyutnuyu nadezhnost' i postoyannuyu rabotosposobnost' central'nogo servera⁽³⁾. Pri etom, kazhdyi pol'zovatel' imeet vozmozhnost' poluchit' na central'nom servere katalog (FTP-only account), v kotorom on mozhet organizovat' sobstvennuyu FTP/WWW-informaciyu i tem samym, sozdat' na central'nom servere sobstvennyi virtual'nyi FTP/WWW-server. Takoe reshenie pozvolyaet obespechit' vseh pol'zovatelei "sobstvennymi" serverami, v usloviyah otsutstviya u nih sistemnyh programmistov.

Tehnicheskie aspekty realizacii dannyh trebovanii opisany nizhe.

2.2.1 Razrabotka reshenii, ne trebuyushih obsluzhivaniya

Osnovnym modulem postroeniya sistemy yavlyaetsya PC-router, special'no razrabotannyi tak, chto on ne trebuet nikakogo obsluzhivaniya v ekspluatacii.

Predlagaemyi PC-router ne trebuet ispol'zovaniya UPS i ustoichiv k pereboyam elektropitaniya.

Krome togo, nastoyatel'no rekomenduetsya kazhdyi PC-router snabzhat' razrabotannoi laboratoriei "Botik" prostoi i deshevoi apparaturoi Watchdog--apparaturoi slezheniya za rabotosposobnost'yu PC-routera i avtomaticheskogo vosstanovleniya rabotosposobnosti pri sboyah. Eta apparatura pozvolyaet vne zavisimosti ot prichin sboya (apparatnoe zavisanie, sboi elektropitaniya, programmnye oshibki) vosstanovit' rabotosposobnost' PC-routera bez vmeshatel'stva personala (sm. razdel 3.1.3)

2.2.2 Svedenie k minimumu chisla operacii s ustroistvami, dostupnymi mestnomu personalu

PC-router ne imeet nikakih shtatnyh sredstv vozdeistviya na nego so storony mestnogo personala--ne imeet klaviatury, monitora, diskovoda gibkih diskov i t.p.--za isklyucheniem knopki vklyucheniya i vyklyucheniya pitaniya.

Edinstvennoi operaciei, dostupnoi mestnomu personalu yavlyaetsya operaciya vklyucheniya/vyklyucheniya PC-routera. Eta operaciya dopustima v lyuboi moment vremeni, ne vlechet poteri rabotosposobnosti PC-routera, vosstanavlivaet rabotosposobnost' PC-routera, esli po kakoi-to prichine ona poteryana.

2.2.3 Ispol'zovanie sistem avtomaticheskogo slezheniya za rabotosposobnost'yu i vosstanovleniya rabotosposobnosti

V naibolee kriticheskih mestah, gde zhelatel'no bystroe vosstanovlenie rabotosposobnosti "podvisshego" PC-routera bez vmeshatel'stva (vklyuchenie/vyklyuchenie pitaniya) mestnogo personala, neobhodimo primenenie special'noi apparatury dlya avtomaticheskoi re-inicializacii PC-routera (tak nazyvaemyi Watchdog--cm. razdel 3.1.3).

Na samom dele, v silu togo, chto dannaya apparatura ochen' deshevaya, my rekomenduem eyu snabzhat' kazhdyi PC-router.

2.2.4 Ispol'zovanie udalennogo konfigurirovaniya i administrirovaniya

Pochti vse operacii po izmeneniyu konfiguracii setevyh sredstv v zone otvetstvennosti Ispolnitelya vypolnyayutsya udalenno. Isklyucheniem yavlyayutsya operacii, svyazannye s neobhodimost'yu vypolneniya mehanicheskih rabot, perekommutacii i pr. Takie operacii vypolnyayutsya s vyezdom sotrudnikov Ispolnitelya na mesto.

2.2.5 Razrabotka reshenii, ne trebuyushih ispol'zovaniya UPS i ustoichivyh k ischeznoveniyu elektropitaniya.

Tak kak operaciya vklyucheniya/vyklyucheniya pitaniya ne vliyaet na rabotosposobnost' PC-routera, to on ni pri kakih obstoyatel'stvah ne trebuet ispol'zovaniya istochnikov bespereboinogo pitaniya. Dannoe kachestvo PC-routerov special'no realizovyvalos' nami, v tom chisle i potomu, chto mnogochislennye UPS v sisteme priveli by k chrezmernoi ee stoimosti.

V sisteme predusmotren tol'ko odin UPS, podderzhivayushii bespereboinoe elektropitanie central'nogo servera.