Быстров Д.Н., Ильин В.А.
Региональная объединенная компьютерная сеть образования, науки и культуры Вологодского региона
// Сычев, М.Ф. Проблемы экономического реформирования в регионе: Сб. науч. тр. / РАН, Отд-ние экономики, Вологод. научно-координац. центр; [Отв. ред. и авт. предисл. М.Ф. Сычев]. — Вологда: Науч-координац. центр РАН, 1997. — С. 81 – 86.

INTERNET появилась около двадцати лет назад в результате попыток объединить сеть Министерства обороны США ARPAnet с различными радио- и спутниковыми сетями. ARPAnet (Advanced Research Projects Agency net – сеть Управления перспективных исследований) была экспериментальной сетью, предназначенной для обеспечения военных исследований. Сеть ARPAnet постепенно росла – от горстки компьютеров в 1971 г. до тысячи к 1984 г. В результате в США была создана сеть, которая стала прообразом современной INTERNET. Ученые, преподаватели и другие специалисты, которые имели к ней доступ, вскоре ощутили ее преимущества.
Под давлением рынка разработчики INTERNET в США, Великобритании, скандинавских странах начали разрабатывать и устанавливать программное обеспечение для пересылки сообщений по сети, называемое пакетом межсетевого протокола» (IP, Internet Protocol), на все типы компьютеров. Это был единственный реальный способ обеспечить взаимодействие компьютеров, выпускаемых различными фирмами.
Приблизительно в тоже время, когда INTERNET делала свои первые шаги, были разработаны локальные вычислительные сети Ethernet. Технология ЛВС медленно совершенствовалась приблизительно до 1983 года, когда появились настольные рабочие станции и в области локальных сетей произошел настоящий взрыв. Многие из этих рабочих станций поставлялись с операционной системой Berkley UNIX, которая позволяла работать с протоколом INTERNET (IP). В результате появилась новая потребность: вместо соединения с одним большим компьютером, работающим в режиме разделения времени, все захотели подключать свои локальные сети к ARPAnet целиком. Это позволило бы всем компьютерам локальной сети получать доступ к средствам ARPAnet. Практически одновременно многие компании и организации начали создавать частные сети, используя те же коммуникационные протоколы, что и в ARPAnet, а именно IP и его производные. Стало очевидно, что если бы эти сети могли общаться между собой, то пользователи одной сети могли общаться с пользователями другой сети и каждый остался бы в выигрыше.
Среди наиболее важных из этих новых сетей следует отметить NSFNET, сеть национального научного фонда (NSF) правительства США. NSF создал свою собственную сеть на базе IP-технологии сети ARPAnet. Центры сети были соединены телефонными линиями со скоростью передачи данных 56000 бит/с. [Это соответствует возможности передачи приблизительно двух полных страниц печатного текста в секунду. По современным меркам это немного, но в середине 80-х эта скорость считалась достаточно высокой] Было очевидно, однако, что если попробовать соединить каждый университет непосредственно с суперкомпыотерным центром, то NSF просто обанкротится, т.к. плата за пользование телефонными линиями взимается пропорционально их длине в милях. Поэтому Национальный научный фонд решил создать региональные сети. В каждом регионе США университет соединялся со своими ближайшими соседями. Такая цепочка подсоединялась к суперкомпьютеру в одной точке, в результате суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой конфигурации любой компьютер мог общаться со всеми остальными путем передачи сообщений через своих соседей.
Для наших целей самым важным аспектом работы Национального научного фонда в области сетей является то, что было найдено решение, как обеспечить доступ к сети практически всем желающим. До того доступ к INTERNET имели лишь ученые в области компьютерной техники, правительственные служащие и правительственные подрядчики. Национальный научный фонд финансировал подключение университета к сети лишь в том случае, планировал предоставлять доступ другим.
Спрос продолжает расти. Теперь, когда соединение с INTERNET есть у большинства колледжей, делаются попытки подключить к сети начальные и средние школы, а также местные библиотеки. Все это позволяет предположить, что сеть будет разрастаться, будут возникать новые проблемы, появляться прогрессивные технологии.

Интеграция России в мировое информационное пространство со всей неизбежностью ставит проблему создания современных компьютерных сетей передачи данных и подключения их к мировым сетевым ресурсам.
Одной из важнейших частей этой проблемы является создание в России некоммерческих сетей для целей образования, науки и культуры. Сети, ориентированные на решение задач в этих областях (так называемые «академические сети»), получили широкое распространение во всем мире, и сейчас завершается этап их объединения в единую общемировую информационную структуру. Базой для создания и развития таких интегрированных структур служат академические (университетские), национальные и межнациональные сети, использующие, в частности, TCP/IP протоколы, а также проблемно-ориентированные прикладные IP-сети, относящиеся, как правило, к классу глобальных сетей (примерами таких прикладных IP-сетей являются HEPNET, EUROMATH, Space Science Internet).
Интеграция этого множества отдельных сетей в единую коммуникационную систему, обеспечивающий достаточно широкий набор услуг для пользователей, представляет собой сложную техническую и организационную задачу.
В России также ведутся работы по созданию компьютерных сетей и подключению их к международным сетям. В настоящее время активно работают коммерческая сеть RELKOM, входящая в европейскую сеть EUNET, «Радио МГУ» (HEPNET), RSSI, сети FREENET. Реализуются крупные проекты: создание Федеральной университетской компьютерной сети (RUNNET) на базе научной программы «Университеты России», проект RELARN (Russian Electronic Academic Research Network), в реализации которого участвуют научные институты Российской Академии Наук, университеты и вузы.
Вологодская область является одним из ведущих регионов не только Европейского Севера, но и в целом Российской Федерации. Здесь производится треть промышленной продукции Северного экономического района России. Доля области в общероссийском производстве чугуна, стали, проката превышает 16%, производстве минеральных удобрений – 9%, продукции лесопереработки – 8%. Во внешторговом обороте Российской Федерации доля области составляет почти 6%. Значительным потенциалом обладают организации науки, образования культуры городов Вологды и Череповца. Их эффективная работа в настоящее время невозможна без обмена информацией по сетям компьютерной связи как внутри России, так и с зарубежными странами.

Создаваемая региональная объединенная компьютерная сеть Вологодского региона должна стать основой для глобального обмена информацией и развития новых информационных технологий, должна отвечать текущим и перспективным задачам науки, образования и культуры в этом регионе.
Наряду с традиционным сетевым сервисом (электронная почта, файловый обмен и удаленный доступ), технические и программные средства региональной сети должны обеспечивать внедрение качественно новых возможностей поддержки международных научных, образовательных и культурных программ и тем стимулировать развитие отечественных интеллектуальных технологий в науке, образовании и культуре.
Разрабатываемый проект региональной сети должен быть ориентирован на применение современных телекоммуникационных технологий, развитие мультимедиа-приложений и средств интерактивного группового взаимодействия. С этой целью, в рамках региональной сети, должен быть выделен экспериментальный сегмент с высокоскоростными каналами, на базе которого будут отрабатываться новые телекоммуникационные технологии. Систематическое освоение новых технологий в рамках экспериментального сегмента и их внедрение в практическую работу региональной сети позволит обеспечить ее перспективное развитие.
Региональная компьютерная сеть Вологодской области должна в полной мере удовлетворять запросы учебных, академических организаций и учреждений культуры, и быть базой для их участия в формировании мировых информационных ресурсов образования и науки. Она проектируется как многопротокольная высокоскоростная коммуникационная система, выполняющая функции регионального сегмента, взаимодействующего с академическими и университетскими сетями России (RUNNET, RELARN, проблемно-ориентированными сетями). Объединенная сеть Вологодской области должна охватывать города с крупными научными центрами (Вологда. Череповец). Она позволит создать в Вологодской области инфраструктуру, обеспечивающую связь организаций образования, науки и культуры с международными, академическими сетями – FUNET, NORDUNET и INTERNET.
Региональная сеть может решать ряд важных для регионов вопросов, которые трудно разрешимы в рамках специализированных сетевых проектов: связь с региональными органами управления наукой и образованием и правительством региона, распространение сетевой деятельности на систему народного образования. Региональные компьютерные сети могут тем самым собрать отдельные инициативные проекты в области компьютерных коммуникаций в единую информационную базу развития образования, науки и культуры региона.

Рассматриваемую сеть в Вологодской области предполагается организовать как совокупность узлов 3-х уровней:

Уровень 1 – опорные узлы региональной сети, расположенные в ведущих академических и вузовских организациях Вологды и обеспечивающие передачу в центральный узел информации от всех организаций, расположенных в соответствующем этому узлу районе города. Связь между центральным узлом и узлами Уровня 1 предполагается реализовать на базе высокоскоростных каналов(волоконно-оптических , радиорелейных). Для сохранения коммуникационной устойчивости при работе сети узлам Уровня 1 предполагается обеспечить второй выход или к соседнему опорному узлу или к узлу, имеющему резервный выход.
Уровень 2 – присваивается узлам, обеспечивающим передачу информации от локальных сетей самостоятельных подразделений одной организации или близко расположенных организаций (соединение локальных сетей) в опорную IP-сетью.
Уровень 3 – присваивается узлам, обеспечивающим передачу информации со стороны локальной сети организации или подразделения одной организации в узлы уровня 2 и 1.

Стратегия администрирования в рамках объединенной компьютерной сети науки, образования и культуры Вологодского региона должна быть направлена на решение следующих задач :
- обеспечение доступа всем организациям науки, культуры и здравоохранения Вологодского региона к ресурсам международной компьютерной сети INTERNET;
- включение информационно-вычислительных ресурсов Вологодской области в российские и международные академсети;
- обеспечение надежной адресации всех станций в рамках региональной сети
- обеспечение возможности присоединения новых узлов всех уровней на базе иерархической структуры;
- расширение региональной сети Вологодской области до региональной сети Северо-запада России.
Таким требованиям будет удовлетворять реализация региональной сети Вологодской области в виде отдельной автономной системы IP адресацией, построенной на основе непрерывного адресного пространства. Для этой цели целесообразно ввести единую зону адресов ...NW.RU. Наличие нескольких магистральных каналов взаимодействия с другими региональными и специализированными сетями делает необходимым использование динамической маршрутизации.
Настоящий проект целесообразно реализовать как определяющий общие направления деятельности по созданию фрагментов и узлов региональной сети. Организация работ по конкретным фрагментам и узлам должна включать:
1. Решение организационных вопросов создания фрагментов и узлов( подписание договоров о совместной деятельности по реализации фрагмента и подключению к узлу Уровня 1).
2. Описание структуры имеющихся каналов связи, которые молено использовать в рамках фрагмента.
3. Проектирование базовой структуры фрагмента с учетом имеющихся соглашений об узлах разного уровня, входящих в фрагмент.
4. Техническое проектирование инженерной структуры и структуры каналов связи для каждого узла.
5. Проектирование оснащения узлов в рамках проектов фрагмента и структуры узлов.
6. Выполнение работ по прокладке каналов связи и техническому оснащению узлов.
7. Закупка и размещение коммуникационного оборудования и дополнительного компьютерного оборудования в помещениях узлов фрагмента.
8. Настройка оборудования и подключение к центральному коммуникационному узлу, подключение конечных пользователей.
9. Развитие фрагмента:
- подключение новых узлов и пользователей,
- ввод действие дополнительных каналов связи и модернизация существующих каналов,
- прокладка каналов межфрагментной связи.
Генеральным заказчиком проекта в целом и исполнителем работ по Вологодской области является Вологодский НКЦ РАН. Он осуществляет координацию всех работ по созданию фрагментов и узлов региональной сети.
При выборе сетевой технологии реализации региональной сети необходимо:
- учитывать фактически сложившуюся структуру канатов связи в регионе и реальную перспективу ее развития
- ориентироваться на создание в регионе в сжатые сроки функционирующей IP-сети, предоставляющей конечным пользователям базовый сервис (электронная почта, удаленный доступ к файловым серверам и вычислительным ресурсам)
- создать основу развития сети для последующего внедрения новых перспективных коммуникационных и информационных технологий (АТМ-технологий)
В рамках проекта региональной сети выбор технических средств реализации сети окажет решающее влияние на успех проекта в целом, а трудоемкость проработки значительного количества возможных вариантов велика и требует профессиональных знаний. Поэтому целесообразно включить стадию разработки структуры сети и выбора технических средств ее реализации – оборудования маршрутизации, управляющего и каналообразующего оборудования,- непосредственно в данный проект. Предпроектные проработки этих вопросов не могут быть адекватной основой для реализации проекта такого масштаба.
Проект предполагается выполнить в три очереди (1996, 1997, 1998 гг.). Необходимость разделения всего объема работ на очереди связана с рядом факторов: готовностью каналов связи и организаций, которые, как предполагается, будут эксплуатировать узлы Уровней 1 и 2, необходимостью отработки технических и технологических решений для узлов этих уровней и выработки рекомендаций по построению узлов Уровня 3. В результате выполнения каждой очереди проекта будут вводиться в действие новые узлы Уровней 1, 2 и 3.

Первая очередь проекта:
Региональный коммуникационный узел (Уровень 1) и коммуникации Московским узлом (Уровень 0) войдут в первую очередь реализации региональной компьютерной сети.



Вторая очередь проекта :
Во вторую очередь проекта входит создание второго уровня, т.е. подключение к региональному узлу:
- вычислительных центров высших учебных заведений Вологды (Государственный педагогический университет. Вологодский политехнический институт);
- Институт усовершенствования учителей;
- областной библиотеки им. Бабушкина;

Третья очередь проекта:
При реализации третьей очереди проекта предполагается развернуть региональную сеть в крупных районных центрах области: Череповец, Великий Устюг, Сокол, Грязовец, т.е. организация узлов Уровня 3, а также расширение числа узлов Уровня 2. Подключение к региональной сети следующих организаций:
- районные библиотеки в г.г. Череповец, Сокол, Грязовец;
- Череповецкий государственный университет.

Схема подключения организаций-пользователей к Вологодскому региональному узлу приведена на рисунке 1.
При условии получения финансирования работа по созданию регионального узла в Вологде с использование имеющихся каналов связи может быть выполнена в 1996 г..
Основными задачами, связанными с реализацией первой очереди региональной сети, являются следующие:
- создание новых и подготовка к использованию уже имеющихся каналов связи, обеспечивающих взаимодействие узлов Уровня 1 с узлами Уровней 2 и 3;
- описание структур сети (создание карты сети, назначение адресов, списки узлов, конфигурации маршрутизаторов и т.д.);
- выбор и закупка технических средств для оснащения узлов Уровней 1. Узлы второго и третьего уровней оснащаются за счет организаций-пользователей сети (при наличии финансирования это может осуществляться и за счет централизованных средств);
- создание внутренней инфраструктуры системы телекоммуникации (администрирование сети, техническое обслуживание, разработка проектов развития сети);
- запуск сети в эксплуатацию и поддержание в жизнеспособном состоянии систем региональной сети;
- определение системы расчетов с организациями-пользователями сети;
- создание информационного сервера региональной сети;
- создание сети информационных и общеобразовательных служб;
- создание и использование международного скоростного канала(ов) связи и проведение мероприятий, связанных с включением региональной сети Вологодской области в международные компьютерные сети INTERNET.
Эффект от реализации данного проекта должен основываться на росте количества рабочих мест в организациях образования, науки и культуры Вологодской области, с которых возможен доступ в INTERNET, и росте количества пользователей, работающих в INTERNET.
Реализация первой очереди проекта позволит обеспечить выход в INTERNET с рабочих мест 10-15 локальных сетей, расположенных в узлах Уровней 1,2 и 3. Тем самым 400-500 работников образования, науки и культуры Вологодской области получат возможность доступа в INTERNET. Для обеспечения доступа широкому кругу работников образования, науки и культуры к информационных ресурсам международных академических компьютерных сетей предполагается организовать дисплейные центры доступа в INTERNET в крупных библиотеках Вологды, Череповца, Сокола. Каждый такой центр позволит обслуживать несколько десятков пользователей.