Adaptation of Faculty network to informational infrastructure of type e-universuty Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия В. Техника и технологии, т. XIV, ISSN 1311-9419 (Print), ISSN 2534-9384 (On- line), 2017. Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series C. Technics and Technologies, Vol. XIV., ISSN 1311-9419 (Print), ISSN 2534-9384 (On- line), 2017.

АДАПТИРАНЕ НА ФАКУЛТЕТСКА КОМПЮТЪРНА МРЕЖА КЪМ ИНФОРМАЦИОННА ИНФРАСТРУКТУРА ОТ ТИП ЕЛЕТРОНЕН УНИВЕРСИТЕТ Слави Глухов Пловдивски Университет „Паисий Хилендарски"

ADAPTATION OF FACULTY NETWORK TO INFORMATIONAL INFRASTRUCTURE OF TYPE E-UNIVERSUTY Slavi Gluhov University of Plovdiv "Paisii Hilendarski"

Работата представя резюме на обновяването и адаптирането на съществуваща мрежова инфраструктура. Включва се описание на методите за планиране и принципните основи на които е имплементирана адаптацията на физическата и мрежовата среда. Изложено е и кратко проучване за възможните реализации и оценка на експериментираните такива. Разглеждат се принципни механизми, базирано на които се осъществява подготовка на инфраструктурата към тенденциите във съвременната образователна среда.

Abstract: The paper describes the renovation and adaptation of a current faculty network infrastructure as a model of electronic university. Subject of the paper is the description of methods for planning and the basic principles of which is based the adaptation of the physical network infrastructure and the informational environment. A short research on possible models for practical and experimental realization is presented in the article. We examine typical problems for implementing the model if now-a-days network infrastructure.

Keywords: E-learning, 3-d model, network infrastructure, electronic university

Въведение-В разработката се търси цялостно решение в отговор на разнородните проблеми и предизвикателства, засягащи мрежовата инфраструктура, на която се базира информационното осигуряване на университетските дейности като например:

• подобряване на ефективността на физическия слой на мрежовата инфраструктура;

• осигуряване на достъп до информационните ресурси;

• предоставяне на електронни административни услуги за всички членове на академичната общност;

• развитие на форми на е-обучение;

• интегриране на съществуваща мрежова инфраструктура;

Концепцията е съобразена със създаденият общ модел на ПеУ , който е базиран на утвърдени университетски стандарта и нормативни изисквания. Адаптирането на инфраструктурата на факултетска компютърна мрежа в съответствие с предложения модел на ПеУ, позволява значително да се повиши качеството на предлаганите образователни услуги и да се повиши конкурентоспособности на ВУ в национален и европейски мащаб.

При реализиране на е-обучение се налага въвеждане на различни механизми -управление на учебна програма и учебни цели, предоставяне на учебни ресурси (курсове, текстови, мултимедийни и тестови материали). Потребители на системата са субектите на обучението (обучавани, преподаватели, консултанти, проектанти, автори и др.) и т.н. Реализирането на такава цялостна концепция е невъзможно без стабилна основа, ролята на която играе изградената информационна инфраструктура. Настоящата статия ще се съсредоточи основно върху оптимизирането на базовите слоеве на мрежовата инфраструктура. А именно физическа инфраструктура на мрежата, логическа инфраструктура на мрежата, топология на мрежата, стабилност и устойчивост на мрежата, капацитет на мрежата и др.

За постигането на горепосочените цели и събиране на примерни данни, предложеното решение като модел е реализирано за Педагогически факултет на ПУ „Паисий Хилендарски". Избрахме подобен подход, тъй като задачата сама по себе си е достатъчно сложна и реализацията и на ниво университет следва да се случи поетапно. Друга причина за подхода е че един факултет сам по себе си може да бъде представен като минималистичен модел на целия университет. Като организационна единица е достатъчно голям за да бъдат обхванати почти всички аспекти на един е-университет, като например -сегментация, организация, работни процеси, отговорности и права по отдели, обмен на информация, документооборот, работа със студенти и др. Същевременно факултета е достатъчно малък, като съставна част на университета, че при проявата на проблеми и други непредвиден аспекти в процеса на адаптация, те да бъдат своевременно отстранени, а щетите за университета като структура да бъдат минимални. Посочените по-долу примери са базирани на осъществената реализация в Педагогически факултет на ПУ „Паисий Хилендарски". Модели

Модел на университетска компютърна мрежа N е неориентиран граф N = (Б, V), където: Б- точки на свързване; У-връзки; катс^ £ (Б х Б). Нека / за V Уе изпълнено У има тегло й за V у 6 N тогава I £ [1; |У|], за което за

V ],к 6 [1; |У|] и ) Ф к,следователно = й(у). С горното твърдение дефинираме модела на компютърна университетска мрежа и поставяме условието че в конкретния модел теглата между всички възли са равни. За целта на оптимизиране на мрежовия модел следва да дефинираме и понятието минимален път: Т за (5^,5т), като 6 1, |5|,ще наричаме такава последователност оту 6 V' £ (5 х 5),за които V У2 участва в път от 5, до 5т и г =

Еф^й (Иг,) е минимална.

Примери:

Стара топология: Нова топология:

1) В реализираната стара топология:

Т = у = {а, Ь, с, ^}при 5, = 303 и 5т = 101; г = 4;

2) В адаптираната нова топология:

7" = V"z = {al, Л}при S = 303 и Sm = 101; г = 2; Реализация и адаптация на компютърна мрежа

За оптимизацията се използва топология звезда, която в конкретния случай наричаме „идеална" звезда, тъй като е изпълнено условието че до всеки връх може да се достигне директно от централния комуникационен стек. Такава топология е изобразена на фиг. 2 и може да бъде представена с двуделен граф. Двуделен граф или bipartite graph наричаме специален граф със следното свойство:

• Върховете на графа могат да бъдат разделени на две непресичащи се множества V=X1UX2

• Всички дъги в графа свързват връх от X1 с връх от X2V(i/')eA^>ieXin/6X2 или i6X2n/£X1. Както ще видим, двуделните графи са много важни за теорията на графите. Съществуват цял клас задачи свързани само със двуделни графи, алгоритмите за конто са изключително интересни и нетривиални.

Във посочения случай едната страна на двуделния граф е винаги върха на централния комуникационен стек Бм, като разделението между двете множества е посочено с прекъсната права линия. От направените дефиниции следва:

За новата топология М' = {5',7'}, където = 5"м и5"г; 5"м П5"г = 0; |5"м| = 1 : главен комуникационен стек. За новата топология тип „идеална звезда"е вярно Г'за V 5'^. до V 5'г^е изпълнено |Т'| = 2; а за 5'м до V 5'^ = 1;

Чрез горепосочените модели, базирани на физическата репрезентация на старата и адаптираната (нова) топология на мрежата ясно се вижда, че при старата топология достигането до всеки комуникационен възел има различен (неизвестен в общия случай) по дължина път |Г| > 2, докато при новата адаптирана топология пътя е винаги |Т'| = 2, това пряко се отразява на бързодействието между отделните потребители на мрежата, както и на фактора за грешка, тъй като минимизира броя устройства от който зависи комуникацията. В случая тя зависи само от централния комуникационен стек и всички междини устройства са ликвидирани. Същото е вярно и за пътя до основния комуникационен стек, в старата топология V > 1, като ако се погледне статистиката ще се види, че почти никога не е 1, докато в новата топология V = 1, което пряко се отразява на комуникацията и достъпа до информационни ресурси. Тъй като основния център за данни се намира извън факултета, но централния комуникационен стек е директно свързан към него, респективно знаейки че пътя до стека е V = 1, то пътя до електронен ресурс е V = 2.

Извън горепосочените модели чрез анализ на предварително изграден 3Б модел на сградата е постигнато оптимално покритие на места, където към старата топология е липсвала свързаност. За съжаление анализ на 3Б модела не е предмет на настоящата статия. Технически характеристики и реализация

В настоящия раздел следва да бъде предоставена информация за конкретната реализация и да бъдат посочени конкретни технически характеристики на новата топология на мрежата, който не са налични при старата.

Педагогически факултет на ПУ „Паисий Хилендарски" е обособен в отделна сграда, което позволява цялостно планиране на топологията от самата входна точка за сградата до всеки краен потребител. Факултета и неговите студенти, като потребители на информационната система Пловдивски електронен университет (ПеУ) черпят своя информационен ресурс от външна за факултета точка - Университетски център за данни

(УЦД). В УЦД се намират всички системи и устройства обезпечаващи работата на ПеУ. При процеса на адаптация за потребителите и за новата мрежова топология е обособена единствена точка на обмен на информация - Централен комуникационен стек (ЦКС). Това само по себе си не представлява единствена точка на отпадане на услугите на ПеУ, тъй като опорните връзки и комуникационни устройства там са двойно подсигурени.От ЦКС до УЦД е изградена директна оптична свързаност (darkfiber) с капацитет на обмен на данни от 10 Gb/s. Това позволява точно да се определи ефективността на връзката и бързо да се отстраняват текущи проблеми. Изградени са две основни трасета - за служители и преподаватели в източното крило и за семинарни зали и студенти в западното крило. Трасетата са адаптирани към потребителските нужди и спецификите на сградата и помещенията. Общия брой на изградените връзки е 260, като се обслужват 99 помещения. Инсталирани са и 30 точки за безжичен достъп с което и изградена цялостна безжична roaming инфраструктура, която позволява достъп до електроните ресурси на ПеУот мобилни устройства. Достъпа е интегриран със системата за единен вход и няма прекъсване на комуникацията при движение на територията на целия факултет. Новопридобити технически характеристики след адаптацията:

• двойна резервираност на основни линкове;

• централизирана инфраструктура;

• висока ефективност на централен комуникационен стек (21 Gb/s);

• единно управление - от един интерфейс, както за кабелната, така и за безжичната инфраструктура;

• резервираност на устройствата - позволява отпадане на до 1 устройство без прекъсване на услугите до неговата подмяна;

• мониторинг на потребителски трафик към безжична инфраструктура -позволява бъдещи реализации за анализ на потребителско поведение и събиране на метаданни за потребителите;

Заключение

Постигнати са основни цели, като :

• подобряване на ефективността на физическия слой на мрежовата инфраструктура;

• осигуряване на достъп до информационните ресурси без значение от местоположението във факултета и начина на свързване (кебелен, безжичен);

• предоставяне на възможност за достъп до електронни административни услуги за всички членове на академичната общност - служители, преподаватели, студенти и др.;

• осигуряване на информационнаи комуникационна среда от тип (Layerl до Layer6,), която позволява бъдещото развитие на форми на е-обучение;

• постигане на интеграция на съществуваща мрежова инфраструктура, без необходимост от цялостно начално изграждане;

• осигуряване на възможност за реализация на система за единен вход и аутентикация към безжичната инфраструктура на е-университет.

Литература

Pashev G., E. Alendarova, G. Totkov, Proveryavane na znaniyata i avtomatichno otsenya-vane chrez integrirane na raznotipni sistemi s rabotni protsesi, Sbornik na 8-ma Nats. konferentsiya „Obrazovanieto i izsledvaniyata v informatsionnoto obshtestvo" (red. G. Totkov i Iv. Koychev), 28 may - 29 may 2015 g., Asotsiatsiya „Razvitie na informatsionnoto obshtestvo", Plovdiv, ISSN 1314-0752, 119 - 128.

G. Totkov i dr. „Savremenni napravleniya na e-obuchenieto", „Rakursi", Plovdiv, 2014, ISBN 978-9548852-46-3

Pashev G., Aleksandar Traykov, Evgeniya Alendarova, Georgi Totkov, Integratsiya na raznotipni sistemi v sferata na elektronnoto obuchenie, VI Mezhdunarodna konferentsiya na mladite ucheni - SUB Plovdiv 2015