Система мониторинга сетевой информационной инфраструктуры медицинского учреждения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Определение Определен Идентифик Классификация Распределения

структуры -N ие классов —К ация —к идентифициро -к пропускной

проходящего -1/ трафика в -V проходящег —1 ванного -ч способностью

трафика потоке о трафика трафика классов траика

Рисунок 6. Функциональная схема задачи организации системы управления трафиком

Одним из этапов создания системы шейпинга трафика является идентификация типа проходящих

через него данных (с учетом предложенной классификации разбиения по типам). Идентификация проходящего трафика показана на рисунке 7. Система управления

Рисунок 7. Структурная схема идентификации проходящего потока

Управление трафиком в компьютерной сети позволяет:

- исключить проведение ручной конфигурации сетевых устройств для задания определенных маршрутов;

- производить оценку полосы пропускания канала и значения трафика при прокладке маршрута через опорную сеть;

- при отказе узла производить коррекцию топологии опорной сети благодаря наличию механизмов динамической адаптации.

Заключение

Проведен сравнительный анализ нескольких подходов к управлению трафиком в компьютерной сети, построенных на базе технологии многопротокольной коммутации. Дана классификация средств мониторинга и анализа состояния компьютерных сетей и представлена структурная схема подсистемы управления информационными потоками.

Разработан модуль управления пропускной способностью компьютерной сети. Предложены структурные схемы идентификации проходящего потока и подсистемы управления пропускной способностью компьютерной сети.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Витковский Н.Е., Синицын Ю.И. Проблемы эффективного использования научного потенциала общества: сборник статей Международной научно - практической конференции (10 декабря 2017 г., г. Челябинск). В 5 ч. Ч.4 / - Уфа: АЭТЕРНА, 2017. - 229 с.

2. Витковский Н.Е., Синицын Ю.И. Физико-математические и технические науки как постиндустриальный фундамент эволюции информационного общества: сборник статей Международной научно - практической конференции (15 декабря 2017 г., г. Уфа). - Уфа: АЭТЕРНА, 2017. - 245 с.

MONITORING SYSTEM OF THE NETWORK INFRASTRUCTURE OF THE MEDICAL INSTITUTION

Sinitsyn Yu.

Ph.D., Associate Professor of the Department of Computer Science and Information Protection,

Orenburg State University, Russia Kunavin D.

Master's degree, 17IVT (m) REIVST, Orenburg State University, Russia

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СЕТЕВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

МЕДИЦИНСКОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

Синицын Ю.И.

к.т.н., доцент кафедры вычислительной техники и защиты информации, Оренбургский государственный университет, Россия

Кунавин Д.А.

магистр, 17ИВТ(м) РИВСТ, г. Оренбург, ОГУ, Россия

Abstract

Systems that produce automated collection of parameters from distributed objects of the information system are called monitoring systems, whose functions are the collection, archiving and processing of information using methods of expert analysis. The aim of the work is to develop an algorithm and model of the monitoring system, which is the interaction of software and thirdparty monitoring systems in the space of a single system.

Аннотация

Системы, производящие автоматизированный сбор параметров с распределенных объектов информационной системы, получили название систем мониторинга, функциями которого является сбор, архивирование и обработка информации с использованием методов экспертного анализа. Цель работы состоит в разработке алгоритма и модели системы мониторинга, представляющей собой взаимодействие программного обеспечения и сторонних систем мониторинга в пространстве единой системы.

Keywords: Monitoring, network infrastructure, management, computer network.

Ключевые слова: Мониторинг, сетевая инфраструктура, управление, компьютерная сеть.

Процедура контроля работы распределенной информационной структуры, как правило, делят на мониторинг и анализ. На этапе мониторинга выполняется процедура сбора первичных данных о работе информационной сети, статистики о количестве циркулирующих в сети кадров и пакетов различных протоколов, состоянии портов концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов и т. п. Этап анализа является наиболее сложным процессом, основанный на этапе мониторинга информации, сопоставления ее с данными, полученными ранее, и выработки предположений о возможных причинах замедленной или ненадежной работы информационной сети [1].

Мониторинг узлов и элементов инфраструктуры распределенной информационной системы являются важными для любой структуры высокопроизводительных распределённых вычислений. С увеличением числа сетевых активных узлов в составе компьютерной сети, возрастает объём обрабатываемых и передаваемых данных, которые анализирует администратор и где растёт вероятность ошибки, полученная за счет человеческого фактора. К характеристикам, которые необходимо контролировать при мониторинге сетевой инфраструк-

Задачи мониторинга решаются программными и аппаратными измерителями, тестерами, сетевыми анализаторами, встроенными средствами мониторинга коммуникационных устройств, а также агентами систем управления.

Задача анализа требует более активного участия человека и использования таких сложных средств, как экспертные системы, аккумулирующие практический опыт многих сетевых специалистов. Система мониторинга должна обладать следующими функциями, показанными на рисунке 1.

туры, относятся ресурсы, к которым относится количество доступных процессоров, объем используемой памяти, пропускная способность, количество пользователей и т. п. Доступ к этим параметрам и характеристикам позволит в реальном времени и кратчайшие сроки оценить текущее состояние информационной системы, адекватно отреагировать на изменения этих параметров и своевременно найти причины неисправностей и сбоев [1].

При разработке системы мониторинга необходимо учитывать специфику параллельно работаю-

«

а

<D OJ

a s

, я

й 5

s R

и а

а 3

ю S

о ч

fct ^

§ ^

и ¡¿

8 S

S ю

S о

6

к

я

<D « о

<D и

tí

«

ич

И ю

« о

о «

S^ ч

Н О ч

<п сЗ

CJ

О

s^

3 я о

Ю

О

7

и

о о

о «

^ <D

£ н

а

о н

я

S 1

о

<D

о о £

а со

я <D

л н о Л <D F

о И

я О н

о и

&

со ю

О о

PQ

8

и нн

Рч

ё <

я О

<и Я

2 L-

ч а я

и N

Чд Л

о о

я н

д К

н Я

с> О

О

^ ^

О

>! и

со s^

О D

И CJ

11

со £

о g

а о

u "ГЗ

* й

Рисунок 1. Функции системы мониторинга

1

3

4

2

5

9

щих приложений, так как этот тип приложений ведет к загрузке процессоров, памяти, увеличения трафика и уменьшение производительности информационной сети.

Системы мониторинга состоят из нескольких структурных элементов, которые взаимодействуют

между собой и зависят от архитектуры системы мониторинга и способа её реализации. Программно -аппаратный комплекс системы мониторинга представляет собой трехуровневую модель, показанную на рисунке 2.

Уровень приложений:

- обработка данных.

Промежуточный уровень:

- центры сбора данных;

- регистраторы сообщений.

Нижний уровень:

- источники данных.

Рисунок 2. Трехуровневая модель системы мониторинга

Нижний уровень отвечает за сбор и представление данных, где источником этих данных может быть какой-либо сенсор физического или логического устройства.

Промежуточный уровень отвечает за сбор и преобразование данных с нескольких источников данных. Этот уровень выполнен на машинно-зависимых (или интерпретируемых) языках.

Уровень приложений отвечает за анализ и представление данных пользователю.

Трехуровневая модель позволяет формировать динамическую структуру данных, узлом которой может выступать любой определяемый источником данных программный или аппаратный элемент. Базовыми единицами хранения данных представлены значения переменных (целые числа, строки, числа с плавающей запятой и т. п.), которые отражают текущее состояние характеристики в узле.

Переменные могут быть как статическими (состав аппаратного обеспечения на узле, объём физической памяти), так и динамическими (время работы узла, количество операций за единицу времени и др.). Переменные могут иметь накопительную функцию и иметь возможность доступа ко всем параметрам информационной системы или одноразовые, хранящие текущее состояние системы.

При мониторинге распределенной вычислительной системы могут быть сформированы переменные распределенной вычислительной системы

(например, число активного коммутационного оборудования).

Сетевая архитектура в ГАУЗ «ГКБ им. Н. И. Пирогова» г. Оренбурга спроектирована с использованием Gigabit Ethernet. Сетевая архитектура Gigabit Ethernet реализована на основе двух стандартов:

- 1000Base-T - это стандартный интерфейс Gigabit Ethernet передачи по неэкранированной витой паре категории 5 и выше на расстояния до 100 метров. Для передачи используются все четыре пары медного кабеля, скорость передачи по одной паре 250 Мбит/с;

- 1000Base-LX- стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптическое волокно во втором окне прозрачности с длиной волны, равной 1310 нм. Дальность прохождения сигнала зависит только от типа используемых приемопередатчиков и, как правило, составляет для од-номодового оптического волокна до 5 км и для мно-гомодового оптического волокна до 550 метров.

В состав сетевой архитектуры структуры ГАУЗ «ГКБ им. Н. И. Пирогова» г. Оренбурга входят: Juniper ex4200-24f, D-link DGS 1210, Ac-tiveDirectoryServer, ProxyServer, Juniper ex2200-48t-4g, D-Link DES-1026G, Juniper ex2200-24t-4g (рисунок 3).

Рисунок 3. Сетевая архитектура ГАУЗ «ГКБ им. Н. И. Пирогова» г. Оренбурга

В таблице 1 показано назначение блоков схемы алгоритма мониторинга компьютерной сети.

Таблица 1

Назначение блоков в схеме алгоритма_

Номер блока Функция блока

1 Процедура опроса каждого узла сети командой ping

2 Процедура проверки маршрутов сети между крайними точками командой traceroute

3, 5 Условие-проверка недостижимых/недоступных устройств

4, 6 Условие-проверка выхода из цикла сканирования

1 - 6 Процедуры проверки удаленной доступности узлов

7 процедура авторизации на потенциально нефункционирующее устройство

8 Условие-проверка успешности авторизации

9 Процедура проверки работоспособности интерфейсов

10 Активация интерфейса в случае административного отключения интерфейса

11 Вывод сообщения при условии удаленной недоступности устройства

12 Условие-проверка функционирования всех интерфейсов

13 Условие-проверка вида недоступности интерфейса (административно или физически)

14 Вывод сообщения о физических проблемах канала связи данного интерфейса

15 Проверка раздела конфигурации protocols путем сравнения с образцом и проверки правильности настройки логики функционирования

16 Проверка раздела конфигурации routing-options путем сопоставления с образцом, выявления ошибочных маршрутов

17 Проверка раздела конфигурации policy-options путем сопоставления с образцом, проверки правильности функционирования логики настроенных фильтров

18 условие-проверка наличия ошибок конфигурации в вышеупомянутых разделах

19 Процедура внесения изменений в соответствии с обнаруженными несоответствиями

На рисунке 4 предложена схема алгоритма мониторинга компьютерной сети.

Рисунок 2. Схема алгоритм диагностики компьютерной сети

Программная архитектура - это комплекс важнейших решений организации программной системы. В больнице ГАУЗ «ГКБ им. Н. И. Пирогова» г. Оренбурга используются следующие операционные системы:

1. ОС Windows XP SP3 Pro.

2. ОС Windows 7 Pro.

3. ОС Windows 10 Pro.

4. ОС Windows Server 2012 R3.

5. ОС Windows Server 2003 R3.

Для управления документооборотом, делопроизводством, регистрацией входящей и исходящей корреспонденции, быстрого перевода документов в электронный вид используют систему Lotus Notes.

Для обеспечения безопасности используются криптографические шлюзы ViPNet Coordinator HW1000.

Для создания виртуальных машин на физическом сервере используется гипервизор Xen.

Xen - кроссплатформенный гипервизор.

Заключение

В заключении можно сказать, что предложены функции системы мониторинга и разработана модель системы мониторинга сетевой распределенной информационной инфраструктуры. Кроме этого дана сетевая архитектура компьютерной сети медицинского учреждения и предложена схема алгоритма мониторинга компьютерной сети.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

3. Кунавин Д.А., Синицын Ю.И. Модель системы мониторинга сетевой распределенной информационной инфраструктуры. Физико-матема-

тические и технические науки как постиндустриальный фундамент эволюции информационного общества: сборник статей Международной научно - практической конференции (15 декабря 2017 г., г. Уфа). - Уфа: АЭТЕРНА, 2017. - 245 с.

PROBLEMS OF NATURAL GAS USE FOR SOLID OXIDE FUEL CELLS

Smorodova O.

Cand. Sc., Associate Professor, Ufa State Petroleum Technological University

Kitaev S.

Dr. Sc., Associate Professor, Ufa State Petroleum Technological University

Erilin I.

Graduate Student, Ufa State Petroleum Technological University

К ПРОБЛЕМАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ТВЕРДООКСИДНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Смородова Ольга Викторовна

канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика», Уфимский государственный нефтяной технический университет

Китаев Сергей Владимирович д-р техн. наук, доцент кафедры «Транспорт и хранение нефти и газа», Уфимский государственный нефтяной технический университет

Ерилин Иван Сергеевич магистрант кафедры «Промышленная теплоэнергетика», Уфимский государственный нефтяной технический университет

Abstract

A structured classification of usage of natural gas in solid oxide fuel cells is proposed in this paper. In particular, the classification of heat-mass processes in SOFC powered by natural gas is proposed by analogy with a classification of thermodynamic systems. A search and an analysis of researches of natural gas use as fuel are conducted; solutions to revealed problems are provided. Аннотация

Вниманию предлагается структурированная классификация твердооксидных топливных элементов на природном газе по методам использования топлива. В частности, предложена классификация ТОТЭ на природном газе по тепломассообменным процессам по аналогии с классификацией термодинамических систем. Проведен поиск и анализ исследований по применению природного газа в качестве топлива, описаны пути решения возникающих проблем.

Keywords: SOFC, natural gas, methane, reforming, classification. Ключевые слова: ТОТЭ, природный газ, метан, риформинг, классификация.

Топливные элементы являются электр°хими- случае применения водорода, выбросы CO бу-ческими устройствами, напрямую преобразую- 2

щими энергию топлива в электрическую энергию, дут равны нулю [2].

минуя процесс горения. Именно это свойство опре- Химико-фгоические п^цесс^ приводящие к

деляет их преимущество по сравнению с традиционными топливными тепловыми двигателями.

возникновению электрического тока, различны для различных типов топливных элементов:

Применение топливных элементов взамен теп- — PEMFC - с протонно-обменной мембраной;

ловых двигателей приведет к увеличению эффек- DMFC - прямые метанольные;

тивности производства электрической энергии в ¡ЮГС - твердооксидные;

размере 10-20 % [1]. Другим важным преимуще- — PAFC - на основе фосфорной кислоты;

ством топливных элементов является их экологиче- — MCFC - на расплаве карбоната;

ская безопасность: в процессе производства элек- — AFC - щелочные.

трической энергии выбросы парниковых газов бу- В работе представлена классификация топлив-

дут или значительно снижены по сравнению с ных элементов (ТЭ), их характеристики и области

классическими методами сжигания топлива или, в применения (таблица 1, рисунок 1).