Письмо в Школьный сектор

Построение Локальных Сетей Нового Поколения в школах – первый шаг на пути к Информационному обществу. Мнение независимого эксперта Сергея Закурдаева.

"Дорога длиною в 10 000 ли
начинается с первого шага"

Китайская пословица

Президент РФ В.В. Путин 7 февраля 2008г. (N Пр-212) утвердил "Стратегию развития Информационного общества в России", которая 16 февраля 2008г. после опубликования в "Российской газете" стала Законом РФ.

К числу основных задач, требующих решения на пути формирования и развития Информационного общества, в частности, отнесены:

  • формирование современной информационной и коммуникационной инфраструктуры, предоставление на ее основе качественных услуг и обеспечение высокого уровня доступности для населения информации и технологий,
  • повышение качества образования, медицинского обслуживания, социальной защиты населения на основе развития и использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ).

Эти задачи предполагается выполнять "при поддержке отечественных производителей продукции и услуг в сфере ИКТ", так как зависимость России от поставок зарубежных технологий в данной области (по оценке экспертов) значительно превышает критический уровень. При этом необходимо заметить, что коммуникационная инфраструктура является физической основой (фундаментом) для реализации информационной технологий и поэтому ее создание должно носить приоритетный характер.

При всей масштабности и безусловной правильности поставленных задач по развитию Информационного общества, они могут остаться лишь благими намерениями при столкновениями с российскими реалиями:

  • Мининформсвязи уже в течение многих лет внедряет в России морально устаревшие западные технологии, в настоящее время это сети NGN, в которых используется два протокола: один (в разных модификациях) – для передачи данных, второй (IP) – для коммутации в узлах сети, а вместо создания современной коммуникационной инфраструктуры по все территории РФ будет организован лишь широкополосный (128Кбит/с) доступ в Интернет,
  • Минобрнауки уже отстает от реальной жизни: в рамках Национального проекта "Образование" предусмотрело лишь компьютеризация школ и организация широкополосного доступа в Интернет, в то время, как в некоторых школах уже самодеятельно организованы локальные сети, с целью создания единой информационной инфраструктуры.

Компьютеризация школ и организация доступа в Интернет, которые в настоящее время организованы в России, – это необходимые, но недостаточные условия для внедрения современных информационных технологий в процесс обучения.

В России еще в начале 90-х годов было определено [1], что и локальные и глобальные сети могут быть построены на базе технологии ретрансляции кадров Ethernet, когда с помощью одного протокола обеспечивается как передача данных, так и коммутация в узлах сети. Многолетние исследования и разработки, проводимые в этом направлении [2] – [18] позволили разработать принципы построения и дать технические рекомендации по созданию "InterEthernet – глобальной сети связи нового поколения" [19].

Функционально, InterEthernet представляет собой 2-х уровневую иерархию, в которой на первом уровне находятся Локальные Сети Нового Поколения (ЛСНП), предоставляющие разнообразные сервисы всем абонентам через их ПК, подключенных к сети, а на втором уровне – Глобальная Магистральная Сеть (ГМС), которая будет создаваться поэтапно, в течение многих лет, объединяя ЛСНП сначала в муниципальные, затем в национальные и зоновые сети и, наконец, в глобальную сеть InterEthernet.

Необходимо отметить, что ЛСНП представляют собой самодостаточные системы и позволят внедрить новые информационные технологии по всему миру ( в домах, школах, университетах, больницах и во всех других предприятиях и учреждениях), причем все они (независимо от местоположения) будут находиться в едином мировом адресном пространстве, где каждому ПК будет присвоен уникальный МАС-адрес (48 бит), а общее число независимых адресов в сети InterEthernet будет превышать 70 триллионов.

Протокол Ethernet был предложен комитетом IEEE802 (США) в конце 70-х годов прошлого века для решения локальной задачи – объединения нескольких ПК в Локальную Вычислительную Сеть (ЛВС) для совместных вычислений.

Сети Ethernet создавались с "чистого листа", поэтому к сформированному в ПК отправителя пакету, содержащему в заголовке МАС-адрес ПК получателя (АН) и МАС-адрес ПК отправителя (АО), были добавлены: "Преамбула" для обеспечения синхронизации Передатчика и Приемника при передачи данных и "концевик" длиной 4 байта, содержащему Циклическую Контрольную Сумму (ЦКС), по анализу которой определялась достоверность передачи.

При этом изначально ставилась задача максимально упростить сеть: сделать ее открытой, неуправляемой и одноранговой, где все ПК были бы равноправны по доступу в сеть при использовании "Множественного доступа с прослушиванием канала и обнаружением коллизий (CSMA/CD)", что ограничило размеры сети в 150м. и не гарантировало скорость передачи, которая доставалась каждому пользователю.

Кроме того, протокол Ethernet предусматривает наличие "широковещательного" режима передачи. который исключает применение петлевых топологий (необходимых для создания глобальных сетей), так как "широковещательные" кадры будут непрерывно циркулировать по сети, образуя так называемый "широковещательный шторм". В начале 90-х годов в ЛВС стали использоваться коммутаторы, которые значительно повысили эффективность их работы, однако они не имели собственного МАС-адреса и их объединение в сеть проводилось с помощью специального протокола IEEE802.1D, что отражало идеологию одноранговой сети и уже не соответствовало работе сети по схеме "клиент – сервер".

Эти недостатки преодолеваются в Локальных Сетях Нового Поколения (ЛСНП), в которых используется иерархические МАС- адреса и иерархическая топология [12, 13 ], реализуемая с помощью принципиально новых сетевых устройств – коммутирующих мультиплексоров (патент РФ № 2159511, 1999 г.), при этом в сети может быть использован бездисковый (но полнофункциональный) компьютер – "тонкий клиент" [ 8], а все открытое ПО будет храниться на сервере и вызываться клиентом по мере необходимости.

Кроме того, наличие постоянного дуплексного канала между клиентскими ПК и Сервером позволяют использовать в ЛСНП все существующие (а также и перспективные) программные продукты по обеспечению необходимого уровня безопасности (в том числе и протокол 802.1х).

Коммутирующие Мультиплексоры (КМ) представляют собой семейство устройств которые обеспечивают мультиплексирование кадров Ethernet восходящего к серверу трафика, поступающих по 10 каналам со скоростью СМбит/с, в один канал, передающий кадры со скоростью 10СМбит/с., а также коммутацию кадров Ethernet, поступающих от сервера по одному каналу со скоростью 10СМбит/с, в 10 каналов передающих кадры Ethernet со скоростью СМбит/с (С = 1,10,100).

Рис. 1. Схема Коммутирующего мультиплексора - кликните для увеличенияХотя Коммутирующие Мультиплексоры реализуются в трех модификациях (КМ1, КМ10 и КМ100), - все они, функционально, строятся по единой схеме (Рис. 1), где Кр – контроллер Ethernet10CМбит/с., ГКр – групповой контроллер на 10 каналов EthernetСМбит/с (С = 1,10, 100), БЗУ1 и БЗУ2 – буферные запоминающие устройства, обеспечивающие буферирование кадров восходящего и нисходящего трафика, соответственно, ПЛИС – Интегральная Схема с Перепрограммируемой Логикой, в которой аппаратно реализована логика мультиплексирования восходящего трафика и коммутации нисходящего трафика.

Все КМ будут выполняться аппаратно, без использования микропроцессоров и специального ПО, что позволит им функционировать по принципу Plug&Play ("Включил и Заработало").

Процесс построения Информационного общества базируется на компьютерной грамотности всего населения, что связано с информатизацией образования и, прежде всего, школ, которые в соответствии с "Законом о всеобщем образовании" должны дать своим выпускникам, в том числе, и навыки работы не только с Компьютером, но и с современными Информационным Технологиям (ИТ).

Рис. 2.  Единая схема использования КМ в школах РФ - кликните для увеличенияЭто возможно сделать путем создания ЛСНП по единой схеме во всех школах России (Рис. 2), что будет способствовать решению проблемы "цифрового неравенства" между городом и деревней.

ЛСНП открыты к расширению: КМ100, соединенный с сервером, позволит через увеличение числа КМ10 и КМ1, позволит дополнительно увеличить как количество учеников в классе, так и само количество Компьютерных классов. Все ЛСНП будут иметь защищенный доступ в Интернет (с использованием технологий VoIP и IPTV) и возможность создавать Частные Виртуальные Сети (VPN).

Наличие ЛСНП в школе позволит не только увеличить эффективность работы школы как сложного многофункционального учреждения, автоматизировать технические службы (охранную и пожарную сигнализацию, отопление и водоснабжение и т.п.), но прежде всего повысить эффективность самого учебного процесса, результатом которого станут выпускники – конкурентоспособные и востребованные обществом.

Россия уже 10 лет могла бы приступить к созданию ЛСНП на всех предприятиях и учреждениях и, прежде всего, в области образования, однако этому мешает деструктивная позиция Мининформсвязи, которое остается монополистом и главным идеологом развития связи в России, уже много лет рассчитанным, в основном, на импорт зарубежных морально устаревших технологий.

Между тем, Президент РФ В.В. Путин недавно отметил, что у России достаточно ресурсов, чтобы выполнять самые амбициозные проекты. Таким проектом может стать Национальный проект "Создание российского фрагмента InterEtherne – глобальной сети связи нового поколения", для реализации которого есть все предпосылки.

 

Список публикаций (автор Закурдаев С.В.)

  1. "Реализация новой парадигмы компьютерных коммуникаций – ключ к эффективной информатизации общества", III Российский Форум "Технологии электронных коммуникаций 90 – х годов", доклады конференции "Будущее электронных коммуникаций", стр. 56 – 63, Москва, 28 – 29 июня 1993г.
  2. "Иерархическая сеть связи", патент РФ № 2004946, 1993г.
  3. "Миграция к новой архитектуре Интернет, "Сети", № 8, 1996г,
  4. "Новый вид связи", "Сети", № 10, 1996г. стр. 25 – 29.
  5. "Иерархическая сеть связи", патент РФ № 2118069, 1997 г.
  6. "Сетевая архитектура WebNet", "Сети", № 1, 1998 г.
  7. "Декадный мультиплексор локальной сети", патент РФ № 2159511, 1999 г.
  8. "Глобальные сети тонких клиентов", "Сети", № 10, стр. 84 – 89, 2000 г.
  9. "Многоярусная иерархическая радиально – кольцевая сеть связи", патент РФ №2188520, 2000г.
  10. "Путь России в Информационное Общество", "ТелеМультиМедиа", № 3, 2001 г., стр. 22 – 29 г.
  11. "Радиосеть Ethernet с доступом по требованию", патент РФ № 2215446, 2001 г.
  12. "Мультимедийные компьютерные сети – новый вид связи XXI века", "ТелеМультиМедиа", № 2, 2002 г., стр. 33 – 37.
  13. "VIVOEthernet: пути оптимизации компьютерных сетей для передачи мультимедийного трафика", "ТелеМультиМедиа", № 3, 2003 г., стр. 36 – 39.
  14. "Решение проблемы "цифрового неравенства, (Инфокоммуникации в океане)", "ТелеМультиМедиа", № 4, 2003 г., стр. 26 -28.
  15. "Локальные мультисервисные сети "последней мили", "ТелеМультиМедиа",№ 6, 2004 г., стр. 3 – 8.
  16. "Универсальная услуга связи XXI века (Triple Play Services)", "ТелеМультиМедиа", № 5, 2005 г.
  17. "Triple Play PC - новое устройство связи XXI века", опубликовано в Интернете 6.05.06 на сайте http://www.telemultimedia.ru, в рубрике "Новые технологии"
  18. "Модернизация Интернет – основного элемента инфраструктуры ИО", 2006г. сайт www.za-nauku.ru, рубрика "Общество"
  19. "InterEthernet: пути построения глобальной сети связи нового поколения" (опубликовано 15.01.2008г. на сайте rnd.cnews.ru).
в начало

Что у Клавы получилось?
Что у Вани не пройдет?
В чем ошиблись, оступились?
Где успехи, где просчет?

Этот раздел об опыте школ по наиболее важным, на наш взгляд, проблемам в проведении сетевой работы на сегодняшнем этапе: вопросам организации, распределения обязанностей, взаимодействия всех участников педагогического процесса (учителей, учащихся, администрации, родителей).

Документ обновлен: