Сеть Интернет Новосибирского научного центра СО РАН


От проекта к сети

Ю.И.Шокин, С.Л.Мушер

Статья из газеты "Наука в Сибири", N 1, январь 1996 г.

Содержание

Немного истории

В феврале 1993 года Международный научный фонд - Фонд Сороса - объявил о "Программе по развитию телекоммуникаций" для научных сообществ бывшего СССР. В основу этой программы были положены четыре основных цели: В июле 1993 года группа специалистов Сибирского отделения РАН при содействии Новосибирского филиала фонда Сороса подготовила заявку на участие в Программе. В мае 1994 года был разработан Проект "Akademgorodok Internet", который в июне того же года прошел международную экспертизу. 27 июня 1994 года Исполнительный комитет Международного научного фонда (МНФ) заслушал сообщение о Проекте и одобрил выделение 500.000 USD на его реализацию.

В июле того же года Российским фондом фундаментальных исследований был поддержан проект Президиума СО РАН "Развитие и поддержка информационно-вычислительной среды Сибирского отделения Российской Академии наук".

В ноябре 1994 года заключен договор о совместной деятельности по реализации Проекта между Президиумом СО РАН, МНФ и Институтом ядерной физики СО РАН, утвержден бюджет Проекта и открыто его финансирование. С этого времени началась работа по реализации Проекта по созданию "Сети ИНТЕРНЕТ Новосибирского научного центра СO РАН".

Цель проекта

Цель проекта - создание "Сети Интернет Новосибирского научного центра" (NSCnet) и обеспечение равного доступа к ресурсам Российского и Глобального Интернета для пользователей из исследовательских, образовательных и культурных сообществ Новосибирска. Совокупность институтов Академгородка представляется при этом базовым структурным элементом создаваемой сети.

Проект является коллективистским. Во-первых, он выполняется совместно Сибирским отделением РАН, Российским фондом фундаментальных исследований и МНФ; ресурсы этих организаций объединены для осуществления проекта. Во-вторых, в создании сети участвуют специалисты из различных организаций Академгородка. Наконец, все учреждения ННЦ, поддерживающие этот проект, имеют равные возможности для интеграции своих локальных сетей в "Сеть Интернет ННЦ".

Основная часть работ 1995 года завершена, в результате создана "Сеть Интернет Новосибирского научного центра - NSCnet". Проект находится в развитии - в настоящее время главное внимание сосредоточивается на сервисе, ориентированном на конечного пользователя.

О кооперации

Совместная деятельность по реализации проекта регламентируется "Протоколом о намерениях" и "Договором о совместной деятельности по осуществлению Проекта". Основными вкладами сторон являются: Для управления работами по реализации Проекта и координации действий организованы "Совет по управлению" и "Технический комитет". Совет по управлению включает представителей организаций-участников договора:
Мушер С.Л. (НГУ, ИАЭ СО РАН, МНФ),
Попов С.Г. (ИЯФ СО РАН),
Федотов А.М. (ИВТ СО РАН);
в состав Технического комитета вошли эксперты в области сетевых технологий из ведущих институтов СО РАН:
Белов С.Д. (ИЯФ СО РАН), Бредихин С.В. (ВЦ СО РАН), Ковалев С.П. (ИЯФ СО РАН), Кулагин С.А. (ИАЭ СО РАН), Никульцев В.С. (ИВТ СО РАН), Шабальников И.Д. (ИСИ СО РАН), Щербакова Н.Г. (ИАЭ СО РАН).

"Сеть Интернет Новосибирского Научного Центра" обеспечивает, инфраструктурную основу для накопления информационных ресурсов Сибирского отделения РАН и реализации информационной части проекта РФФИ "Развитие и поддержка информационно-вычислительной среды Сибирского отделения РАН".

Основными целями информационного проекта являются:

  1. Создание следующих информационных баз данных:
    • информационно-справочная система Академгородка и Новосибирска, включающая в себя информационно-справочную систему Сибирского отделения РАН, в виде распределенных Web-серверов;
    • электронная доска объявлений ННЦ;
    • информационная система "Интеллектуальный потенциал СО РАН";
    • информационная система удаленного библиографического обслуживания;
    • полнотекстовая база данных научных публикаций: электронные журналы, препринты, диссертации, отчеты;
    • непрерывно обновляемая система оглавлений ведущих научных журналов мира;
    • информационная система по Российским и международным конференциям;
    • информационная система по Сибирским и международным фактографическим базам данным.
  2. Поддержка электронных версий научных журналов, издаваемых СО РАН; издание электронных журналов, книг и дайджестов по различным направлениям научных исследований.
  3. Создание центра видео- и телеконференций Академгородка.
  4. Поддержка и развитие распределенных по институтам фактографических баз данных.

Основные принципы проектирования

"Сеть Интернет ННЦ" объединяет существующие локальные сети институтов и организаций ННЦ. Для участия в Проекте организация должна иметь действующую локальную сеть, использующую протоколы TCP/IP, выделенную линию связи с центральным узлом маршрутизации и официально зарегистрированные сетевые адреса. Конфигурация и развитие этих локальных сетей является внутренним делом организаций и в рамках настоящего Проекта не рассматриваются.

"Сеть Интернет ННЦ" соединяется с Российским и глобальным Интернетом посредством канала спутниковой связи. Наземная станция космической связи подключается к сети таким образом, чтобы, наряду с обеспечением эффективной передачи данных, гарантировать равноправный доступ всех пользователей к каналу.

В качестве временного запасного канала используется телефонный канал с узлом TURBO сети RelCom.

Сеть предоставляет полный спектр услуг Интернета своим пользователям. С ее помощью пользователи получают интерактивный доступ в режиме реального времени к любому узлу (хосту) Интернета, к файловым серверам, базам данных и к произвольным высокоуровневым сетевым службам и информационным системам.

Для непрерывного, бесперебойного функционирования сети предусмотрены следующие мероприятия:

Сетевые технологии

Кабельная сеть ННЦ

Локальная инфраструктура ННЦ базируется на существующей кабельной сети, имеющей звездообразную топологию с центральным кроссовым узлом, расположенным в Институте вычислительных технологий (см. рисунок). Следует отметить, что использование существующей кабельной канализации ННЦ позволило существенно снизить затраты на прокладку линий связи и потратить больше средств на закупку и установку сетевого оборудования.

На сегодняшний день система линейных кабельных сооружений ННЦ представляет собой комплекс, состоящий более чем из 200 колодцев, связанных между собой кабельными каналами. Общая протяженность установленных кабелей порядка 40 км. В качестве основных физических линий, обеспечивающих связь между зданиями институтов и подразделений СО РАН, используется два типа кабеля - высокочастотный кабель типа типа ЗКП 1*4*1.2 и телефонные кабели типа ТФ-ОП различной емкости.

Проведенные в 1994-1995 гг. работы по восстановлению кабельных каналов и прокладка новых трасс позволили обеспечить подключение 26 институтов СО РАН к центральному узлу маршрутизации по широкополосным каналам с пропускной способностью 2 Мбит/с. Среднескоростные каналы, обеспечивающие передачу данных со скоростью порядка 115 Кбит/с, проложены практически к каждой организации ННЦ. Создание кабельных трасс "Сети Интернет ННЦ" производится за счет средств выделяемых РФФИ и СО РАН.

Центральный узел маршрутизации

Оборудование центрального маршрутизационного узла объединено технологической локальной сетью. Логическая структура узла включает:

Средства подключения локальных сетей

Со стороны пользователей, на уровне локальной сети организации, предусматриваются три основных типа подключения, в зависимости от скорости передачи данных и развитости локальной инфраструктуры: В зданиях, где размещается несколько организаций СО РАН, установлены маршрутизаторы Cisco-2505 (2S, 8E/HUB). Абоненты, не имеющие выделенных линий связи с Центром управления сетью "Интернет Новосибирского научного центра ", подключаются по коммутируемым телефонным линиям с помощью модемов, работающих в стандарте V.34.

Маршрутизационная политика

Совокупность сетей, обменивающихся маршрутизационной информацией при помощи некоторого внутреннего протокола, поддерживаемого только в пределах этой совокупности, названа нами "маршрутизационный домен". Маршрутизаторы домена делятся на три группы: центральные, образующие контроллер домена, периферийные и внешние. Любой периферийный маршрутизатор подключается к какому-либо маршрутизатору контроллера непосредственно или через промежуточные периферийные маршрутизаторы.

В контроллере домена осуществляется взаимно синхронизованный обмен информацией, получаемой от периферийных и внешних маршрутизаторов. Маршрутизаторы контроллера могут производить фильтрацию этой информации. Кроме того, ими контролируется информация, выдаваемая внешним партнерам, с целью обеспечения целостности и самосогласованности представления о домене, которое будет сформировано в Интернете.

Периферийные маршрутизаторы собирают информацию о маршрутах в контролируемых ими сетях, преобразуют ее в формат внутридоменного протокола (с возможной фильтрацией) и пересылают ее маршрутизаторам контроллера. В свою очередь, периферийный маршрутизатор получает от контроллера только маршрут по умолчанию (default route) на один из соединенных с ним маршрутизаторов контроллера.

Внешние маршрутизаторы поддерживают связь с внешними партнерами домена. Они получают подлежащую экспорту информацию из контроллера домена при помощи какого-либо внешнего протокола маршрутизации и передают ее партнеру без дальнейших изменений. Получаемую от партнера информацию они, также без изменений, передают в контроллер.

В Проекте в качестве внутридоменного протокола используется протокол IGRP c определенным номером автономной системы. Периферийные маршрутизаторы, включенные в локальные сети организаций - участников проекта, используют протокол RIP или статическое описание локальных маршрутов. Обмен маршрутами с внешними партнерами осуществляется посредством протокола BGP-4. При этом допускаются и другие варианты: например, протокол RIP с адресной рассылкой.

Центр управления

В центре управления сети "Интернет ННЦ" - NSCnet, расположенном в здании ИВТ СО РАН, установлены две рабочих станции, объединенные технологической локальной сетью с центральным узлом маршрутизации. На станцию SPARCStation-1 возложены функции именного сервера домена NSC.RU и почтового сервера. Станция SPARCStation-5 оснащена прикладными пакетами CiscoWorks и SunNet Manager, которые предоставляют администратору сети следующие возможности: В центре управления постоянно ведется сбор информации о неисправностях и изменениях в сети с фиксацией результатов в виде отчетов, что позволяет отслеживать общую картину функционирования маршрутизационного домена.

Варианты обеспечения внешней коннективности

По имеющимся оценкам для полноценного подключения "Сети Интернет Новосибирского Научного Центра СО РАН" к глобальному Интернету необходим канал передачи данных с пропускной способностью не ниже 256 Кбит/с.

Существующие в ННЦ каналы передачи данных могут быть разделены на две группы: выделенные телефонные линии общего пользования с пропускной способностью порядка 19 Кбит/с. и широкополосные спутниковые каналы с пропускной способностью 64 - 128 Кбит/с. В настоящее время в качестве основного канала для сети Интернет Академгородка рассматривается канал Новосибирск-Гамбург со спутниковым терминалом, установленным в ИЯФ СО РАН в рамках сети HEPNET (международной сети институтов высоких энергий).

В декабре уходящего года начаты работы по созданию наземного широкополосного канала передачи данных для связи "Сети Интернет ННЦ" (NSCnet) с узлом Московской опорной сети на междугородной станции М9 с пропускной способностью порядка 160 Кбит/с.

Технические предложения по увеличению пропускной способности имеющихся спутниковых и наземных каналов, а также по организации новых линий связи интенсивно изучаются в настоящее время; их реализация будут начата в конце первого квартала нового года.

Имеющиеся каналы передачи данных по телефонным линиям, принадлежащие различным организациям, в том числе Relcom'у, рассматриваются в качестве резервных.

Что сделано в 1995 году

В соответствии с Проектом в ННЦ построена высокоскоростная опорная сеть NSCnet, объединяющая более 20 институтов СО РАН и обеспечивающая скорость передачи данных 2 Мбит/с.

Проведены работы по восстановлению и тестированию широкополосных линий связи; проложены дополнительные кабельные трассы, суммарная длина которых превысила 15 километров. Телекоммуникационное оборудование испытано на реальных линиях связи.

Разработана и смонтирована система стабильного электропитания центра управления сетью и центрального узла маршрутизации.

Спроектирован и реализован центральный маршрутизационный узел сети NSCnet. Основными элементами узла являются высокопроизводительные многоканальные маршрутизаторы и широкополосные групповые модемы.

Введен в эксплуатацию центр управления сетью NSCnet, базирующийся на рабочих станциях SS5 и SS1, и обеспечивающий ряд системно-технологических функций (DNS, почтовые службы, управление маршрутизацией, выявление сбойных ситуаций), а также поддержку ориентированных на конечного пользователя информационных служб.

Разработана модель маршрутизационной политики Проекта и реализован рабочий вариант маршрутизации в сети NSCnet.

Выполнены работы, связанные с организацией и администрированием сети NSCnet: зарегистрирован домен NSC.RU, получен официальный номер автономной системы.

Организованы информационные серверы, предоставляющие по протоколам FTP и HTTP данные по текущему состоянию Проекта. Web сервер узла связи NSCnet, кроме представления собственно информации, относящейся к Проекту, выполняет функция интегрирования локальных серверов организаций, участвующих в Проекте.

Создана локальная сеть в отделении ГПНТБ в Академгородке с выходом на библиографический сервер, расположенный в центральном узле связи, и начато его информационное наполнение. Создан информационный сервер Сибирского отделения РАН.

Важным результатом данного Проекта является получение реального опыта, относящегося к построению и эксплуатации большой телекоммуникационной системы. Этот опыт уже активно используется для развития сети Интернет ННЦ (интегрирование в единую систему организаций районов-спутников Академгородка в поселках Кольцово и Нижняя Ельцовка) и научных центров СО РАН в Красноярске, Иркутске, Омске и Томске.

Точки роста

Предполагается, что масштаб и сфера охвата сети Интернет ННЦ будут постоянно расти. Проект предусматривает возможности такого роста.

В настоящее время подготавливается план технических мероприятий по включению культурных и образовательных организаций Новосибирска в сеть NSCnet. Библиотеки и музеи г.Новосибирска, независимые средства массовой информации, учреждения здравоохранения и образования, изъявляющие готовность подключиться к Интернету в рамках Проекта, будут иметь высший приоритет. Для реализации этих планов будет создан узел сети NSCnet в центральной части г.Новосибирска.

Одним из возможных направлений расширения Проекта будет подключение абонентов из конструкторско-технологических институтов, опытных производств СО РАН, учебных заведений, расположенных в микрорайоне "Правые Чемы"; Сибирского отделения Медицинской академии и Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии. Для этого, в частности, проект развития сетевой инфраструктуры поселка Кольцово, финансируемый с 1996 года РФФИ, скоординирован с сетью NSCnet.

Другим направлением работ 1996 г., которое будет проводиться совместно Сибирским отделением РАН, Новосибирским университетом и двумя фондами Сороса - Институтом "Открытое общество" и Международным научным фондом,- является создание Центра обучения Интернет технологиям для подготовки менеджеров локальных/глобальных сетей и расширения круга квалифицированных пользователей телекоммуникационных систем.

Данный Проект рассматривается как пилотная разработка сетевой программы СО РАН. В рамках Проекта в ННЦ реализуются и апробируются современные телекоммуникационные технологии, позволяющие интегрировать разнообразные локальные сети организаций-участников в глобальную сетевую структуру Интернет.

Ю.И.Шокин
Shokin@adm.ict.nsk.su
С.Л.Мушер
Musher.S.L@iae.nsk.su
[Home Page] [Russian Home Page] [NSC-Net Home Page]

© 1996, Сибирское отделение РАН, Новосибирск