Содержание проекта РФФИ 94-07-20401
"Развитие и поддержка информационно-вычислительной среды
Сибирского отделения
Российской Академии наук"


Вариант от 15 июня 1994 года

   

Общие положения

В условиях общего кризиса, на современные телекоммуникации возлагается ключевая роль в обеспечении обмена жизненно необходимой для научной деятельности информацией с мировым научным сообществом.

Разработка и внедрение новых информационно-вычислительных технологий в науке и в Сибирском отделении РАН в особенности, исключительно актуальны сейчас - на стадии перехода к рыночным отношениям, когда резко сократилось централизованное бюджетное финансирование, а для научных центров Отделения остаются характерными такие особенности как высокая концентрация квалифицированных специалистов, территориальная удаленность друг от друга, неудовлетворительная обеспеченность вычислительными средствами, зарубежной литературой и затрудненность доступа к другим источникам информации, в том числе - к отечественным и зарубежным базам данных.

По этим причинам для Отделения проблема разработки, создания и эффективной эксплуатации в интересах фундаментальной науки и ее практических приложений информационных и вычислительных инфраструктур, обеспечивающих сохранение созданных в Отделении научных школ и дальнейшее развитие приоритетных научных направлений имеет первостепенное значение.

Базовые принципы

В качестве одного из базовых принципов, закладываемых в программу работ по созданию информационно - вычислительной среды СО РАН, выступает требование независимого существования, но централизованно согласованного с единым планом развития типовых локальных (институтских) сетевых структур, имеющих собственные администрацию и процедуры управления и эволюционно развивающихся в соответствии с собственными интересами.

Единая Информационно - Вычислительная Среда Отделения создается как в интересах уже пользующихся ее фрагментами более 40 организаций СО РАН, так и в интересах научной, общеобразовательной и высшей университетской среды Сибирского региона.

Базовая (для Новосибирского научного центра) многофункциональная Единая Информационно - Вычислительная Среда строится на основе перечисляемых ниже компонент.

  • Объединенные подсети (ЛВС) типа Ethernet (IEEE 802.3, 10Board36, 10Base5) с протоколом множественного доступа с контролем несущей и обнаружением столкновений (МДКН/ОС), со скоростью передачи данных 10Мб/с, и последующим переходом на скорость передачи информации до 100Мб/с.

  • Наращиваемый набор рабочих станций (WS) с производительностью 4-8 MFLOPS для однопроцессорного варианта и до 20 MFLOPS для многопроцессорного, с объемом оперативной памяти от 32 MB и более, с постоянно растущим объемом дисковой памяти, с использованием оптических и магнитных дисководов.

  • Использование операционной системы (OS), аналогичной Unix System V, и поддержка широкого круга протоколов связи на основе TCP/IP (в том числе упомянутых выше сетей Ethernet 802.3 и SNA) позволит пользователям (в том числе и удаленным) полностью использовать все указанные ресурсы со своего рабочего места при работе в сети.

  • Коллективно используемые в сети ЭВМ с производительностью 100-1000 MFLOPS для соответствующего (емкого по ресурсам) класса задач.

  • Оконечные устройства, в качестве которых могут использоваться большинство из имеющихся устройств: ПЭВМ (в том числе совместимые с IBM PC, XT, AT и PS/2), терминалы и другое локальное оборудование для ввода и вывода информации.

  • Интеграция и взаимодействие между ними строится на едином транспортном уровне, ориентированном на базу TCP/IP-протоколов, что обеспечивает эффективное включение информационной структуры ЕИВС СО РАН в мировую ассоциацию компьютерных сетей INTERNET.

  • Создание единой информационной системы отделения на базе Internet технологий, создание и накопление информационных ресурсов Отделения.

Практическая реализация

Для практической реализации проекта необходимо и целесообразно выделить в нем ряд подпроектов. В техническом плане они связаны с решением таких задач как:

  • поддержание в жизнеспособном состоянии имеющихся систем телекоммуникаций;

  • создание внутренней инфраструктуры системы телекоммуникации;

  • развитие среды вычислительных ресурсов для поддержки научно - исследовательских проектов;

  • создание скоростных каналов для взаимодействия с внутренними, региональными пользователями и предоставление им соответствующих информационных услуг;

  • создание сети информационных и общеобразовательных служб;

  • создание коммерческих региональных и международных центров.

Очевидно, что первые подпроекты необходимо связать с созданием и развитием внутренней телекоммуникационной инфраструктуры и построением телепорта, ориентированного на скоростной канал передачи данных.

В ходе второго этапа, параллельно с развитием внутренней коммуникационной инфраструктуры, предполагается приступить к созданию международного скоростного канала передачи данных. Такой телепорт представляет собой комплекс средств, обеспечивающих скоростной спутниковый канал с пропускной способностью от 0.064 до 2 Мбайт/сек, и включающий приемо-передающее оборудование, управляющие, буферные, интерфейсные и вычислительные средства, должен развиваться по независимому пути и как самостоятельная структура.

Основные исполнители

Основные исполнители - учреждения СО РАН, имеющие многолетний опыт работ в области построения сетей:
  • Вычислительный центр;
  • Институт систем информатики;
  • Институт автоматики и электрометрии;
  • Институт ядерной физики;
  • Институт вычислительных технологий;
  • Государственная публичная научно-техническая библиотека;
  • Новосибирский институт органической химии;

Первый этап - 1994 г.

Задачи первого этапа работ по проекту (1994 г.) состоят в вводе в эксплуатацию мощного центрального серверного узла Отделения и увеличения количества фрагментов ЕИВС не менее чем на 5 узлов (локальных сетей) путем централизовано организованного подключения уже имеющихся телекоммуникационных средств и готовых к использованию локальных банков данных и других базовых информационных систем, действующих и доступных для широкого круга пользователей, предоставляющих информационные и коммуникационные услуги в научной и научно-организационной деятельности институтов и организаций Новосибирского научного центра (ННЦ).

Современное состояние исследований

Современное состояние исследований и разработок в рассматриваемой области в развитых зарубежных странах, где уже множество самых разнообразных информационно - вычислительных систем, в том числе - общедоступных, внедрены в жизнь и эффективно используются обществом, характеризуется тем, что процесс информатизации развивается во взаимосвязи с развитием других областей науки и техники и постоянно подкрепляется все новыми достижениями в области микроэлектроники, средств вычислительной техники и средств передачи данных.

Создаются и постоянно развиваются крупные базы данных практически по всем разделам науки, техники и технологии, которые широко используются для информационного обеспечения научных исследований. И если сравнивать отечественный опыт с передовым зарубежным опытом в области информатизации, то легко обнаружить устойчивую тенденцию роста нашего общего отставания.

Практический задел

Научные учреждения СО РАН имеют значительный практический задел по предлагаемому проекту (Вычислительный центр, Институт систем информатики, Институт автоматики и электрометрии, Институт ядерной физики, Институт вычислительных технологий, Государственная публичная научно - техническая библиотека, Новосибирский институт органической химии).

Наиболее важный опыт был связан с проектом создания вычислительного центра коллективного пользования в Новосибирском научном центре (проект ВЦКП ННЦ). В этом проекте ставились задачи создания на территории ННЦ действующих телекоммуникационных структур и разработки прикладных информационно - вычислительных систем. Одно из важнейших решений этого проекта состояло в том, что на территории Академгородка была построена специализированная кабельная сеть, охватывающая практически все научные институты и управленческие организации.

Многие учреждения Отделения являются абонентами сети электронной почты RELCOM.

С 1982 года в Новосибирском научном центре функционировала и успешно эксплуатировалась система телекоммуникационного доступа к зарубежным базам данных в режиме On-line. Через эту систему ежегодно выдавалось 20-30 тыс. документов для большинства учреждений Отделения, что соответствует затратам около 50000 долларов в год, включая услуги телекоммуникации. Система теледоступа позволила создать информационно полную региональную Автоматизированную Систему Научно - Технической Информации (АСНТИ), по своим характеристикам близкую к мировому уровню.

В настоящее время этот канал информационного обеспечения научных исследований оказался закрытым из-за отсутствия средств для оплаты расходов.

В соответствии с соглашением между СО РАН и учредителями Международной информационной сетевой системы Scientific-Technical Network International (ACS и FIZ) в 1992г. в Новосибирском институте органической химии СО РАН был открыт учебно-демонстрационный информационный центр STN, который при наличии достаточного финансирования (с учетом льготных условий, гарантированных со стороны STN), позволил бы обеспечить на основе современных технологий совершенно новое качество информационного обеспечения научных исследований.

Созданные в СО РАН банки данных по молекулярной спектроскопии и высокотемпературной сверхпроводимости представляют значительный интерес для науки и промышленности. Готова к производственной эксплуатации библиографическая система по основным направлениям НИР СО РАН.

Фактически сегодня, если не касаться коммерческих и ведомственных каналов, в ННЦ можно указать как минимум на четыре канала (станции), через которые обеспечивается связь отдельных организаций с внешними структурами по выделенным линиям. Это:

  • канал Университет/Межг.Новосибирск/Москва - (-IP);
  • канал ВЦ/ Москва -(X.25);
  • канал ИВТ/Инст.связи Новосибирск(TUR-BO)/Москва-(-IP);
  • канал ИНХ/Межг.Новосибирск/Москва-(-IP).

Три станции - Университет, ИВТ и ИНХ интегрированы в единую систему и оказывают взаимные транспортные услуги. Общая пропускная способность этих каналов может быть оценена на уровне 3*19200 Кбод.

В качестве физических компонент системы, на которой реализуется транспортная инфраструктура, выступает уже существующая система кабельных коммуникаций Отделения, созданная около 20 лет тому назад, обеспечивающая взаимодействие на выделенных каналах со скоростью до 115 Кбод, и фактически допускающая соединение между всеми организациями ННЦ.

Список организаций ННЦ, охваченных системой кабельных сооружений и кабельными проводными соединениями

  • Вычислительный центр - ВЦ;
  • Институт вычислительных технологий - ИВТ;
  • Институт систем информатики - ИСИ;
  • Институт катализа - ИК;
  • Институт неорганической химии - ИНХ;
  • Институт теплофизики - ИТФ;
  • Институт физики полупроводников - ИФП;
  • Институт органической химии - ИОХ;
  • Институт ядерной физики - ИЯФ;
  • Институт гидродинамики - ИГ;
  • Институт автоматики и электрометрии - ИАиЭ;
  • Институт цитологии и генетики - ИЦиГ;
  • Институт геологии и геофизики - ИГиГ;
  • Институт математики - ИМ;
  • Институт теоретической и прикладной механики - ИТиПМ;
  • Институт химической кинетики и горения - ИХКиГ;
  • Институт экономики и организации промышленного производства - ИЭиОПП;
  • Дом Советов - ДС;
  • Управление делами СО РАН - УД;
  • Новосибирский государственный университет - НГУ;
  • Специальное конструкторское бюро гидроимпульсной техники - СКБ ГИТ;
  • Больничный городок - БГ(ЦКБ);
  • Автоматическая телефонная станция(35) - АТС/35;
  • Новосибирское отделение ГИПРОНИИ - Н/ГИПРОНИИ;
  • Районное отделение внутренних дел - РОВД;
  • Президиум СО РАН - ПРЗД.

Сеть SCNet

Практический учет реальных финансовых ресурсов SCNet предполагает решить на первом этапе проблемы транспортного уровня для институтов ННЦ, обеспечить их эффективный и надежный выход на международные сети по существующим выделенным телефонным каналам.

Линейные кабельные и канализационные сооружения связи, проложенные при создании сети ВЦКП к 1986 г., представляют систему из 206 колодцев, соединенных между собой комплектами асбестоцементных труб диаметром 100 мм. Из общего числа колодцев 17 относятся к среднему типу размера, а остальные - к малому. Количество труб (каналов), расположенных на участках между колодцами, различно: оно изменяется от 2-х до 12-ти. Общая протяженность кабельных сооружений составляет около 46.5 км. Поддержание всей системы кабельной канализации требует регулярного проведения профилактических и ремонтных работ.

Физическая связь между кроссом, расположенном в здании ИВТ СО РАН и оконечными устройствами организаций ННЦ осуществляется стандартным телефонным кабелем ТПП (100*2*0.4; 50*2*0.4; 30*2*0.4), кроме того, на ряде направлений проложен кабель типа ЗКП (1*4*1.2).

С учетом последовательного по времени появления высокоскоростных компьютеров и их возможного территориального разброса, в системе телекоммуникаций предусматривается введение второго уровня канала связи, использующего высокочастотный физический кабель (типа ЗКП), уже проложенного на сегодня между рядом центральных институтов ННЦ.

Использование этих каналов позволит обеспечить достаточно тесную интеграцию отдельных организаций, однако на следующем этапе более оправданным может стать создание внутри ННЦ единого скоростного канала на базе волоконно-оптического распределенного интерфейса (FDDI), допускающего скорость передачи до 100 Мбит/сек. Реализация этого этапа позволит говорить о базовой (backbone) сети в ННЦ, обеспечивающей интеграцию информационных потоков не только для научно - производственной деятельности, но и в значительной степени ориентированной на решение информационных задач в социальной сфере района.

Последующие этапы

Основные задачи второго этапа (1995-1996 г.г.) состоят в организации и вводе в рабочую эксплуатацию базового фрагмента ЕИВС в виде максимально возможной развитой сети информационного обслуживания, поддерживающей информационные комплексы, создаваемые на базе существующих и проектируемых вычислительных средств - банков данных, баз знаний, а также предоставляющим доступ к удаленным отечественным и зарубежным средствам телекоммуникации и информатики. Среди функциональных подсистемам ЕИВС - локальные сети, сеть пакетной коммутации, средства факсимильной передачи, системы видеоконференции, электронной почты, информационно- справочные системы.

На третьем этапе (1997 г.) планируется реализация в Отделении Единой Информационно Вычислительной Среды (ЕИВС), интегрирующей информационно - вычислительные ресурсы различных научных, учебных и административных учреждений и предоставляющей пользователям "прозрачный" доступ ко всем ресурсам ЕИВС. Основными компонентами Единой Информационно Вычислительной Среды должны стать:

  • централизованные вычислительные ресурсы (мощные рабочие станции, файловые серверы и ЭВМ с производительностью 100-1000 MFLOPS, а так же высококачественное периферийное и специализированное сетевое оборудование);

  • сеть ННЦ (глобальная высокоскоростная 10-100 Mbod) вычислительная сеть, состоящая из фиксированного набора детально стандартизированных подсетей - локальных вычислительных сетей учреждений);

  • освоение скоростного (спутникового) канала передачи данных, ориентированного на поддержание международных связей.