CC BY
120
ПОДХОДЫ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «ЭЛЕКТРОННОГО ВУЗА»
Казанцев Денис Иванович
начальник отделения, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского,
РФ, г. Санкт-Петербург E-mail: [email protected]
Мещеряков Станислав Евгеньевич
помощник начальника отдела, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского,
РФ, г. Санкт-Петербург E-mail: [email protected]
Немиров Алексей Владимирович
преподаватель, Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского,
РФ, г. Санкт-Петербург E-mail: nemirov-vka@yandex. ru
APPROACHES TO MAINTENANCE OF INFO-TELECOMMUNICATION SYSTEM OF ELECTRONIC HIGHER EDUCATION INSTITUTION
Kazantsev Denis
Head of Outlet, Military Space Academy named after A.F. Mozhayskiy,
Russia, St. Petersburg
Meshcheryakov Stanislav
Assistant to Head of Outlet, Military Space Academy named after A.F. Mozhayskiy,
Russia, St. Petersburg
Nemirov Aleksey
Lecturer, Military Space Academy named after A.F. Mozhayskiy,
Russia, St. Petersburg
Казанцев Д.И., Мещеряков С.Е., Немиров А.В. Подходы к обеспечению функционирования инфотелекоммуникационной системы «Электронного вуза» // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2015. № 4-5 (17) . URL: ttp://7universum.com/ru/tech/archive/item/2159
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены подходы к построению и обеспечению бесперебойного функционирования инфраструктуры иерархической модели инфотелекоммуникационной системы высшего учебного заведения. Выделены проблемные вопросы, и намечены пути их решения.
ABSTRACT
In the article approaches to the formation and ensuring the smooth functioning of infrastructure of the hierarchical model of info-telecommunication system of higher education institution are considered. Problematic issues and ways of solving them are identified.
Ключевые слова: инфотелекоммуникационная система, дата-центр, центр обработки и хранения данных, обеспечение функционирования.
Keywords: info-telecommunication system, data center, data center, support of operations.
ВВЕДЕНИЕ
Согласно концепции развития «Электронного вуза» [3] основными задачами являются:
• реализация электронного обучения и дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ;
• наличие общедоступного информационного ресурса, содержащего электронную библиотечную систему, информационные образовательные ресурсы, справочные и поисковые системы;
• внедрение информационных технологий в образование.
Высшие учебные заведения (вуз) в настоящее время предъявляют все большие требования по хранению, обработке и доступу пользователей к хранимой информации как образовательного, так и научного характера. Современные инфотелекоммуникационные системы (ИТКС) вузов часто создавались на базе существовавших ранее элементов информационных
и коммуникационных систем, не предназначенных для совместной работы, или происходило постепенное наращивание системы разнородными элементами без учета специфики их работы. Таким образом, нередким в вузе является наличие разнородной по составу, году выпуска, степени израсходования ресурса, достаточно протяженной ИТКС. Одной из причин сложившейся ситуации может быть отсутствие или неприспособленность существующих стандартов на проведение проектно-конструкторских работ по созданию и вводу в строй распределенных иерархических инфотелекоммуникационных систем.
В данной статье будут рассмотрены основные подходы к построению инфотелекоммуникационной системы высшего учебного заведения.
СОСТАВ ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Инфотелекоммуникационная система в общем случае состоит
из следующих уровней (рисунок 1):
• информационный уровень (серверное оборудование, обеспечивающее хранение и обработку информации);
• телекоммуникационный уровень (связь элементов информационного уровня и пользователей);
• инженерный уровень (оборудование, обеспечивающее нормальное функционирование информационного и телекоммуникационного уровней).
Рисунок 1. Инфотелекоммуникационная система вуза
Каждый уровень системы предъявляет свои особые требования для развертывания и нормального функционирования, часто не закрепленные руководящими документами. Наиболее жесткие требования предъявляет информационный уровень инфотелекоммуникационной системы. Это связано с большой концентрацией вычислительных ресурсов, средств хранения информации и управления информационными потоками. С ростом количества обрабатываемой информации средствами информационных и вычислительных систем, базирующихся в инфотелекоммуникационной системе, формируются новые задачи, требующие более качественной инфраструктуры обслуживания.
В общем случае требования, предъявляемые средствами каждого уровня, можно разделить на следующие основные группы:
• энергообеспечение (гарантированное и бесперебойное);
• обеспечение теплового и влажностного режима;
• безопасность (информационная, охранно-пожарная);
• информационная доступность (пользовательская и обслуживающего персонала).
Конкретное содержание требований каждого уровня зависит от многих факторов и требует отдельного рассмотрения, но для их реализации
необходима систематизированная последовательность действий, позволяющая принимать решения для обеспечения пользователей качественным доступом к сервисам и информационным ресурсам.
ТРЕБОВАНИЯ К ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Одним из примеров реализации инфотелекоммуникационной системы является дата-центр (от англ. data center), или центр хранения и обработки данных (ЦОД) — это специализированный объект для размещения серверного и телекоммуникационного оборудования и подключения абонентов к каналам сети Интернет [4]. Исходя из целей и задач вуза, его
инфотелекоммуникационную систему в первом приближении можно считать центром хранения и обработки данных.
До сих пор не существует единого российского ГОСТа, где были бы определены требования к ЦОД. В России действующих ЦОД еще слишком мало, чтобы делать обобщения, поэтому приходится использовать зарубежные опыт и модели расчетов.
Стандартизация рассматривается как один из принципов системного подхода к построению инфраструктуры, обеспечивающий масштабируемость решений и сокращение капитальных расходов. Она помогает унифицировать реализацию взаимосвязанных инфраструктурных систем ЦОД. Сейчас проектировщики руководствуются стандартом EIA/TIA-492 (США), но близок к завершению и европейский стандарт EN 50173-5, на основе которого будет сформирован соответствующий российский ГОСТ.
Проектирование и планирование ЦОД регламентируется вышеназванным американским стандартом ANSI TIA/EIA-942 (TIA-942) [1], утвержденным в апреле 2005 г. На сегодня это единственный комплексный стандарт, где освещается широкий круг вопросов, связанных с организацией ЦОД. Комплексных европейских и международных аналогов не существует, однако, как предполагается, Международная организация по стандартизации ISO возьмет его за основу при разработке соответствующего международного стандарта. Для ряда американских стандартов, входящих в ANSI/EIA/TIA-942,
имеются международные аналоги. Так, например, аналогами ANSI/TIA/EIA-568 являются ISO 11801 и европейские EN 50173, EN 50174. Следование рекомендациям данных стандартов позволяет максимально приблизиться к уровню надежности 99,999 %. Стандарт TIA-942 описывает общую структуру, основные элементы и топологию ЦОД и охватывает все разнообразие подсистем ЦОД, включая систему электроснабжения.
Для наглядности рассмотрим 4 уровня надежности ЦОД [1] (таблица 1):
Таблица 1.
Уровни надежности ЦОД согласно TIA-942
Параметр Уровень надежности
Tier I Tier II Tier III Tier VI
Год внедрения 1965 1970 1985 1995
Отказоустойчивость
Доступность ЦОД 99.671 % 99.749 % 99.982 % 99.995 %
Уровень загрузки оборудования 100 % 100 % 90 % 90 %
Обслуживание без отключения Нет Нет Да Да
Планируемые остановки ЦОД 2х12ч в год 3х12ч за 2 года Нет Нет
Резервирование
Источник бесперебойного питания N N+1 N+1 2(N+1)
Дизель-генераторная установка N N N+1 2(N+1)
Кондиционирование N N+1 N+1 2(N+1)
Трубопроводы теплоносителя и конденсата N N 2N 2N
Точки подключения
Количество энерговводов 1 1 1 раб, 1рез 2 рабочих
Точки слива дренажа 1 1 2 2 рабочих
Точки водозабора для увлажнения 1 2 2 2
Наличие особых систем
Мониторинг Нет Нет Да (выборочно) Да (всех систем)
Увлажнение Да Да Да Да
Пожарные извещатели Нет Да Да Да
Течеискатели Нет Да Да Да
Контроль доступа Нет Нет Да Да
ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВУЗА
Основными путями повышения надежности функционирования инфотелекоммуникационной системы вуза являются: использование систем гарантированного электропитания (источников бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторных установок (ДГУ)), резервирование инженерных систем и подсистем, как в целом, так и по частям, использование топологической избыточности телекоммуникационных линий и др.
Надежность информационного уровня может быть обеспечена:
• резервированием элементов (например, использование нескольких блоков питания, подключенных к различным источникам питания;
• использованием массивов хранения информации по технологий RAID;
• использованием нескольких сетевых адаптеров, подключенных к разным линиям связи;
• использованием технологий виртуализации.
Надежность телекоммуникационного уровня может быть обеспечена:
1. Созданием избыточности коммутационных линий (на 2-м уровне модели OSI основе канального протокола Spanning Tree Protocol (STP) и его модификаций (RSTP, MSTP, PVST) либо на 3-м уровне с использованием динамической маршрутизации (RIP,OSPF и пр.) [2].
Данное решение позволяет обеспечить быстрое восстановление работы ИТКС (около 50 мс), но требует наличия избыточных линий, что не всегда возможно исполнить в уже существующей иерархической структурированной кабельной системы (СКС).
2. Решениями по обеспечению бесперебойного электропитания узлов коммутации:
• использование технологии PoE (Power over Ethernet) [5], позволяющее передавать гарантированное питание по кабелю UTP для оборудования, требующего маломощное питание (10 до 26 Вт);
прокладка силового кабеля совместно с линией
связи
от гарантированного источника питания;
• установка источников бесперебойного питания на каждом узле коммутации.
Надежность инженерного уровня может быть обеспечена путем использования резервных вводов электропитания, установкой ИБП, автономных дизель-генераторных установок, для питания серверного оборудования и установок поддержания температурно-влажностного режима в помещениях. Резервирование данного оборудования должно осуществляться по схеме не менее чем N+1 (на один больше, чем требуется).
ВЫВОДЫ
При решении задачи реализации бесперебойного функционирования инфотелекоммуникационной системы вуза на основе существующей СКС целесообразно использовать международный опыт по проектированию и планированию центров обработки и хранении данных. Это связано с тем, что задачи вуза и ЦОД, связанные с обработкой и хранением данных, сходны. Сходными являются и пути решения сопутствующих задач по надежности функционирования, информационной доступности и безопасности.
Список литературы:
1. Документ SP-3-0092: (Стандарт TIA-942, редакция 7.0, февраль 2005)
/ [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: http://www.in-
systems.ru/upload/iblock/23a/tia942.pdf (дата обращения: 14.04.2015).
2. Информационно-вычислительные сети / [Электронный ресурс]. — Режим
доступа: URL: http://venec.ulstu.ru/lib/disk/2012/Kapustin.pdf (дата
обращения: 22.05.2015).
3. Концепция создания и развития инновационной программы «Электронный вуз» в Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. — СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2014.
4. Филин С.А. Организация электроснабжения центров обработки данных / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: http://cons-systems.ru/ (дата обращения: 14.04.2015).
5. Power_over_Ethernet / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet (дата обращения: 11.05.2015).
