 |
Операционные системы для мейнфреймов IBM
|
|
|
|
На мэйнфреймах IBM развивается несколько линий операционных систем. Линия ОС в настоящее время представлена такими системами, как OS/390 и z/OS. Эти операционные системы отличает высочайшая надежность, использование всех возможностей аппаратной среды. Основное бизнес-предназначение этих систем - сервера больших и сверхбольших СУБД и связанные с ними системы онлайновых транзакций (OLTP).
Набирающая все большую популярность линия операционных систем Linux также нашла свое место на мэйнфреймах IBM - существует уже ряд дистрибутивов Linux для этой платформы. Эта система предназначена для выполнения серверных задач среднего уровня - серверов приложений, электронной почты, Web. Благодаря использованию архитектуры мэйнфреймов, на одном физическом процессорном устройстве могут одновременно работать до десятка тысяч образов Linux, что является мощнейшим средством консолидации серверов. Один мэйнфрейм может заменить огромное количество отдельно стоящих компьютеров, например Sun или HP, резко уменьшая накладные расходы на их поддержку и упрощая администрирование.
Линия Систем Виртуальных Машин VM представлена операционными системами VM/ESA и z/VM. Эти системы позволяют организовывать так называемые виртуальные машины, независимые друг от друга, на которых можно запускать другие, «гостевые», операционные системы. VM в настоящее время используется, в основном, для поддержания работы большого количества образов Linux на одном процессорном устройстве.
Поскольку линия VM в настоящее время рассматривается как вспомогательная, а Linux не обеспечивает многих необходимых функций безопасности, то OS/390 - является самой популярной операционной системой для мэйнфреймов. Однако стоит ещё раз упомянуть о 64-разрядной архитектуре z/Architecture, которая является новым витком развития мейнфреймов и призвана заменить S/390.
|
|
|
В настоящее время стоимость мейнфреймов относительно высока: один компьютер с пакетом прикладных программ оценивается минимум в миллион долларов. Однако там, где необходима исключительная надежность, высокое быстродействие, очень большая пропускная способность устройств ввода и вывода информации за разумные деньги, в ближайшее время вряд ли что-то сможет заменить мейнфрейм.
Контрольные вопросы
1. Что такое мейнфрейм?
2. Какие особенности изначально были реализованы в мейнфреймах?
3. Что позволяет обеспечить такое свойство мейнфреймов как преемственность?
4. Основные особенности мейнфреймов с точки зрения информационной безопасности?
5. Каково назначение «n-пpoцeccopной» параллельной архитектуры - Parallel Sysplex?
6. Назовите несколько основных преимуществ z/Architecture от IBM?
7. Что обеспечивает Parallel Sysplex с точки зрения отказоустойчивости?
8. Чем представлена линия операционных систем мейнфреймов?
Глава 3. Информационные потоки в транспортных системах
Сеть передачи данных (СПД)
Многие десятилетия в рамках системы железных дорог России создавалась и эксплуатировалась сеть передачи данных (СПД), построенная на закрытых внутренних протоколах. В связи с появлением новых технологий, ростом парка персональных компьютеров, внедрением современных методов работы требования к скорости передачи информации и качеству предоставляемых услуг становились более жесткими. СПД ОАО «РЖД» обеспечивает обмен оперативной и административной информацией на железных дорогах. Ее можно считать самой крупной в России и одной из крупнейших в Европе корпоративной телекоммуникационной сетью для передачи интегрированного трафика (голос, видео, данные), построения виртуальных частных сетей VPN (Virtual Private Network - виртуальная частная сеть), использования IP (Internet Protocol - протокол сетевого уровня) телефонии и предоставления других услуг. Решение о создании СПД МПС было принято в конце 1998 г. В качестве базового выбрано семейство протоколов TCP/IP, так как большинство новых информационных систем МПС было ориентировано именно на них. При этом действующие специфические протоколы реализуются в виде наложенных сетей, а для организации виртуальных сетей используется технология MPLS (Multiprotocol Label Switching - многопротокольная коммутация на основе признаков).
|
|
|
Причиной создания единой, мощной и надежно защищенной отраслевой сети с единым протоколом было наличие трех систем передачи данных с собственными протоколами:
- Экспресс - автоматическая продажа пассажирских билетов (протокол BSC3);
- сеть АСОУП - обслуживание системы оперативного управления грузовыми перевозками (протокол АП 70);
- сеть межмашинного обмена и обработки административных данных между Mainframe (протокол BSC1).
В то же время информационные системы отдельных железных дорог и подразделений МПС России действовали преимущественно локально. Это существенно затрудняло решение задач централизованного управления и сдерживало развитие и реформирование железных дорог. Таким образом, основным назначением СПД было создание единой транспортной инфраструктуры для решения отраслевых задач информатизации: управление перевозочным процессом, маркетингом, экономикой и финансами, инфраструктурой транспорта, непроизводственной сферой перевозок.
Требования к СПД
Создаваемая информационная система должна быть многоуровневой и универсальной, иметь единую транспортную платформу для всех информационно-управляющих систем, поддерживать общий сетевой и специальные протоколы обмена. Необходимо было предусмотреть поэтапную модернизацию существующих отраслевых и локальных сетей на уровне управлений, отделений, линейных предприятий, станций. Кроме того, важно было обеспечить:
- доступ к ресурсам с показателем надежности не менее 0,9998;
- автономность на сетевом уровне для безопасности информационных систем и поддержки виртуальных частных сетей;
|
|
|
- соответствие используемого оборудования международным, российским и отраслевым стандартам и сертификатам в России.
Реализация СПД
Первая очередь проекта была завершена к декабрю 1999 г. Вся сеть построена на маршрутизаторах Cisco. В качестве среды передачи данных стали использоваться цифровые каналы связи с пропускной способностью от 128 до 2048 кбит/с, арендованные у компаний ТрансТелеКом и Ростелеком. С появлением дополнительных каналов магистральный сегмент сети, связывающий все дороги и ГВЦ МПС, был деформирован на уровне дорожных сегментов, распространен до транзитно-периферийных и периферийных узлов сети передачи данных. Это открыло дополнительные возможности для клиентов в отдаленных пунктах и позволило повысить качество предлагаемого им сервиса.
В течение 2000-2001 гг. был создан резервный центр ГВЦ МПС в Московской области. Сегодня СПД представляет собой сеть маршрутизаторов TCP/IP, состоящую из 17 дорожных сегментов, сегмента ГВЦ и магистрального сегмента. В свою очередь 17 дорожных сегментов включают в себя региональные, транзитно-периферийные, периферийные и оконечные узлы, в которых создана собственная инфраструктура, построены или модернизированы локальные вычислительные сети, установлены маршрутизаторы разного уровня, обеспечивающие необходимые сервисы для организации обмена информацией.
СПД ОАО «РЖД» имеет двухуровневую иерархическую структуру. Она организована по топологии «звезда» с использованием рокадных соединений между региональными узлами смежных дорог (см. рисунок 3.15.1).
Рисунок 3.15.1 - Структурная схема СПД ОАО «РЖД»
В качестве маршрутизаторов в магистральном сегменте СПД ОАО «РЖД» используются маршрутизаторы фирмы Cisco серии 75хх; Cisco 7513 - центральный маршрутизатор СПД МПС; Cisco 7507 - маршрутизаторы в региональных узлах.
Модель маршрутизации магистрального сегмента СПД строится на основе следующих условий:
- транзит трафика между несмежными дорогами осуществляется через центральные маршрутизаторы, а в случае их недоступности - через агрегирующий маршрутизатор другой дороги, смежной обеим указанным дорогам;
|
|
|
- в случае их недоступности или перегруженности - через центральные маршрутизаторы;
- допускается распределение нагрузки между основным и резервными магистральными соединениями.
Дорожные сегменты (ДС) состоят из регионального (РУ), транзитно-периферийных (ТПУ), периферийных (ПУ) и оконечных узлов, локальных сетей предприятий и отдельных АРМов. В структуре дорожного сегмента от транзитно-периферийного узла до регионального должно существовать, как минимум, два независимых цифровых канала; длина маршрута от любого оконечного узла до РУ не более 8 транзитных маршрутизаторов; количество ПУ, выстроенных в цепочку, не должно превышать семи.
Дорожный сегмент СПД делится на два уровня:
- транспортный уровень, обеспечивающий высокоскоростной транзит трафика между узлами ДС;
- уровень доступа, основная функция которого - обеспечение доступа оконечных узлов к транспортному уровню;
Подобное разделение на два уровня дает следующие преимущества:
- разделение нагрузки на различные устройства;
- масштабируемость (возможность наращивать мощность узла, модифицируя только одну подсистему);
- упрощение процедуры локализации неисправностей в сети.
При этом обеспечивается возможность подключения к транзитно-периферийному узлу 6 каналов Е1 или более с производительностью более 50 000 пакетов в секунду.
Оборудование транспортной подсистемы должно иметь резервный блок питания и поддержку технологии MPLS/VPN. Периферийный узел должен иметь возможность подключения от 2 до 4 каналов Е1, производительность более 15000 пакетов в секунду и поддержку различных интерфейсов (Ethernet, Serial (sync/async), xDSL) для подключения оконечных узлов.
Функционирование всего комплекса контролирует ГВЦ. В нем расположен центральный узел управления магистральным сегментом. Узлы и элементы второго уровня управляются службами эксплуатации дорожных центров СПД. Базовым программным обеспечением системы управления стали системы HP OpenView и CiscoWorks 2000, а ее основой - система инвентаризации и управления HP OpenView Desktop Administrator. На всех узлах имеются также дополнительные элементы управления (Internetwork Performance Monitor, Netsys Service Level Manager, CiscoSecure ACS и Cisco Voice Manager).
Транспортный комплекс объединяет не только участников перевозочного процесса, но и промышленные, социальные объекты и учебные заведения. Их значительная часть находится вне корпоративного пространства. В рамках СПД доступны системы видеоконференцсвязи (ВКС). Их успешно используют как для дистанционного обучения, так и для программы телемедицины. Благодаря внедрению таких систем открылись возможности организации консультаций и диагностики, обучения персонала удаленных от центра учреждений.
|
|
|
Ввод в эксплуатацию оперативно–технологических СПД и подключение к ним ИУС (информационно – управляющих систем) обеспечил:
- сокращение на 80 - 90% штата дежурных операторов линейных пунктов контроля технического состояния подвижного состава;
- автоматическое получение основного объема информации о поездном положении и отображение ее на экранах АРМ ДНЦ в реальном масштабе времени;
- автоматическое ведение графика движения поездов;
- рост производительности труда поездных диспетчеров и соответствующее сокращение потребности в персонале;
- расширение в 2 - 4 раза площади диспетчерских участков и зон диспетчерского управления;
- повышение общих эксплуатационных показателей работы дорог;
- повышение достоверности информации, получаемой руководителями верхних уровней управления, и сокращение времени принятия решений;
- дополнительные возможности (ВКС, дистанционное обучение, подключение к Internet и др.).
В настоящее время идёт дальнейшая модернизация сетей передачи данных, так как внедрение и развитие современных автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте требует всё большей пропускной способности для оперативного получения необходимой информации.
Контрольные вопросы
1. Что послужило причиной создания единой сети передачи данных?
2. Каково назначение СПД?
3. Перечислите основные требования к СПД?
4. Что сегодня представляет из себя СПД на железнодорожном транспорте?
5. Что включает в себя 17 дорожных сегментов?
6. Сколько уровней имеет СПД ОАО «РЖД»?
7. Перечислите преимущества такого разделения на уровни?
8. Условия построения модели маршрутизации?
9. Что обеспечил ввод в эксплуатацию оперативно–технологических СПД и подключение к ним ИУС (информационно – управляющих систем)?
|
|
|
