Афонин П.Н. Информационные таможенные технологии

Подождите немного. Документ загружается.

выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ

активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3

секунды гене рирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не

появляется в сети более 7 секунд, то остальн ые станции сети начинаю т

процедуру выборов нового активного монитора.

Сетевая технология FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – оптоволоконный

интерфейс распределенных данных – это первая технология локальных

сетей, в которой средой передачи данных является волоконно -оптический

кабель. Работы по созданию технологий и устройств для использования

волоконно-оптических каналов в локальных сетях начались в 80-е годы,

вскоре после начала промышленной эксплуатации подобных каналов в

территориальных сетях. Проблемная группа института ANSI разработала в

период с 1986 по 1988 гг. начальные версии стандарта FDDI, который

обеспечивает передачу кадров со скоростью 100 Мбит/с по двойному

волоконно-оптическому кольцу длиной до 100 км.

Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring,

развивая и совершенствуя ее основные идеи. Разработчики технологии FDDI

ставили перед собой в качестве наиболее приоритетных следующие цели:

• повысить скорость передачи данных до 100 Мбит/с;

• повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур

восстановления ее после различных отказов – повреждения кабеля,

некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня

помех на линии и т. п.;

• максимально эффективно использовать потенциальную пропускную

способность сети.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые

образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети.

Наличие двух колец – это осн овной способ повышения отказоустойчивости в

сети FDDI, и узлы, которые хотят восп ользоваться этим повыш енны м

потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам.

В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и

все участки кабеля только первичного (Primary) кольца, этот режим назван

режимом Thru − «сквозным» или «транзитным». Вторичное кол ьцо

(Secondary) в этом режим е не используется.

В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не

может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла),

первичное кольцо объединяется со вторичным (рис. 4.7), вновь образуя

единое кольцо. Этот режим работы сети называется Wrap, то есть

«свертывание» или «сворачивание» колец.

Рис. 4.7. Физическая организ ац и я FDDI

Операция свертывания производится средствами концентраторов и/или

сетевых адаптеров FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по

первичному кольцу всегда передаются в одном направлении, а по

вторичному – в обратном. Поэтому при образовании общего кольца из двух

колец передатчики станций по-прежнему остаются подключенными к

приемникам соседних станций, что позволяет правильно передавать и

принимать информацию соседними станциями.

Сетевая технология X.25

Сети X.25 яв л яю т ся на сего дн яшний мо м ен т самыми

распространенными сетями с коммутацией пакетов, используемыми для

построения корпоративных сетей. Основная причина в том, что долгое время

сети X.25 были единствен н ы м и дост уп н ы м и сетям и с комм у та ци е й пакет о в

коммерческого типа, в которых давались гарантии коэфф и циента готовности

сети. Сеть Internet также имеет долгую историю существования, но как

коммерческая сеть она начала эксплуатироваться совсем недавно, поэтому

для корпоративных пользователей выбора не было. Кроме того, X.25 хорошо

работают на ненадежных линиях благодаря протоколам с установлением

соединения и коррекцией ошибок на двух уровнях – канальном и сетевом.

Сеть X.25 состо и т из комму та то р о в , назыв ае м ых такж е цент р ам и

коммутации пакетов, располож енны х в различных географических точках и

соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Выделенные

каналы могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

ТЕМА 4.2. АРХИТЕКТУРА ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации

является многоуровневый подход к разработке средств сетевого

взаимодействия. Именно на основе этого подхода была разработана

стандартная семиуровневая модель взаимодействи я открытых систем.

Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия

имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена

сообщениями участвуют две машины, т.е. в данном случае необходимо

организовать согласованную работу двух "иерархий".

При передаче сообщений оба участника должны принять множество

соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму

электрических сигналов, способ определения длины сообщения,

договориться о методах контроля достоверности и т.п. Другими словами,

соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого

низкого – уровня передачи битов – до самого высокого, реализующего сервис

для пользователей сети.

Формализованные правила, определяющие последовательность и

формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие

на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.

Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в

одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко

определенными правилами и с помощью стандартизованных ф орматов

сообщений. Эти правил а пр инято назы вать интерфейсом. Интерфейс

определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему

уровню. В сущности, протокол и интефейс выражают одно и то ж е понятие,

но традиционно в сетях за ними закрепили разные области действия:

протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в

разных узлах, а интерфейсы – модулей соседних уровней в одном узле.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для

организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком

коммуникационных протоколов.

Модель ОSI. На практике стремятся использовать стандартные

протоколы, определяемые фирменными, национальными и международн ыми

стандартами.

В начале 80-х годов разработана модель взаимодействия открытых

систем (Open System Interconnection, OSI). Мо де л ь OSI определяет различны е

уровни взаимодействия систем, дает им стандартные им ена и указывает,

какие функции должен выполнять каждый уровень.

В модели OSI средства взаи модей ствия дел ятся на семь уровней:

прикладной, представительский, сеансовый, транспортный, сетевой,

канальный и физический (рис. 4.8). Каж ды й уровень имеет дело с одним

определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Программные приложения могут использовать для обмена как

системные средства, так и р еализо выв ать свои собственные протоколы

взаимодействия, обращаясь к системным средствам.

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному

уровню, например, к файловой службе. На основании этого запроса

программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение

стандартного фор мата. Обычное сообщение состоит из заголовка и поля

данных. Заголовок содержит служ ебную информацию , которую необходимо

передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, чтобы сообщить,

какую работу нужно вы полнять. В нашем случае заголовок, очевидно,

должен содержать информацию о месте нахождения файла и о типе

операции, которую необходимо над ним выполнить.

По мере перемещения сообщения от прикладного уровня к

физическому уровню оно "обрастает" заголовками всех уро вней. Когда

сообщение по сети поступает на машину-адресат, оно принимается ее

физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на

уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего

уровня, выполняя соответствующие своему уровню функции, а затем удаляет

этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

Физический уровень имеет дело с передачей битов по физическим

каналам связи, таким, как н априм ер, коаксиальн ый кабель, витая пара,

оптоволоконный кабель. Функции физического уровня реализуются во всех

устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции

физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным

портом.

Канальный уровень. На канальном уровне биты группируются в

кадры. Обеспечивается корректность п ередачи каждого кадра путем

помещения специальной последовательности би т в начало и кон ец каждого

кадра для его вы деления, а также п утем вычисления контрольной суммы,

добавляемой к кадру. При приходе кадра пользователю заново вы числяется

контрольная сумма и сравнивается с контрольной суммой приложенной к

кадру. Если они не совпадают, то фиксируется ошибка, которая может быть

исправлена повторной передачей кадра.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной

системы, объединяющей несколько сетей.

Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку

данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой

топологией, например, топологией иерархической звезды. В этой связи на

сетевом уровн е под термином сеть понимается совокупность компьютеров,

соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых

топологий.

Сети соединяются между собой специальными устройствами,

называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор – это устройство,

которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее

основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Проблема

выбора наилучшего пути, называемая маршрутизацией, и ее решен и е

является одной из главных задач сетевого уровня.

Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами. При

организации доставки пакетов используется понятие "номер сети". П ри этом

адрес получателя состоит из старшей части – номера сети и младшей –

номера узла в сети. Все узлы одной сети должны иметь одну и ту же

старшую часть адреса.

Примером протокола сетевого уровня является протокол межсетевого

взаимодействия IP стека TCP/IP.

Рис. 4.8. Модель взаимодей ст в ия о ткр ы т ых с ис те м ISO/OSI

Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним

уровням стека – прикладному и сеансовому – передачу данных с требуемой

степенью надежности. Модель OSI определяет пять классов сервиса,

предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются

качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью

восстановления прерванной связи, способностью к обнаружению и

исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование

пакетов. Выбор уровня сервиса определяется качеством каналов связи.

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом: фиксирует,

какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет

средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки

в длинные передачи, чтобы в сл учае отказа можно было вернуться назад к

последней контрольной точке, а не начинать все с начала.

Представительский уровень. Преодолеваются различия в кодировке

символов. Осуществляется шифрование и дешифрование данных.

Прикладной уровень представляет собой набор разнообразных

протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к

разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые

страницы, а такж е реализуют совместн ую работу, например, с помощью

протокола электронной почты.

Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой являются

сетезависимыми, т.е. протоколы этих уровней тесно связаны с технической

реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием.

Три верхних уровня – прикладной, представительский и сеансовый –

ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей

построения сети.

Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает детали

функционирования нижних уровней от верхних.

Понятие открытая система. В широком смысле открытой системой

может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС,

программный пакет, другие апп аратные и программные продукты), которая

построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Под термином спецификация понимают формализованное описание

аппаратных и программных компонентов, способов их функционирования,

взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации,

ограничений и особых характеристик.

Под отрытыми спецификациями понимаются опубликованные,

общедоступные спецификации, соответствую щи е стандартами и принятые в

результате достижения согласия после всестороннего обсуждени я всеми

заинтересованными сторонами.

ТЕМА 4.3. ВЕДОМСТВЕННАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ ФТС РОССИИ

4.3.1. Основные направления и проблемы построения

ведомственной интегрированной телекоммуникационной

сети ФТС России

Развитие ЕАИ С ФТС России невозможно 6ез создания и

совершенствования транспортной среды ЕАИС – ведомственной

интегрированной телекоммуникационной сети (ВИТС) ФТС России.

ВИТС представляет собой совокупность технических и программных

средств передачи и обработки данных, которая совместно с кан алами

передачи данных, позволяет организовать интегрированную передачу

разнородного мультимедийного трафика, включая передачу данных, голоса и

видеоинформации. ВИТС создается на базе существующ ей в ФТС России

ведомственной сети связи и передачи данных.

До конца 90-х годов формирование ведомственных сетей связи и

передачи данных велось по различным не коррелированным между собой

программам без должной научно-технической и экономической проработки.

В результате проведенной специалистами УСТАТТ, ГНИВЦ и региональных

таможенных управлений работы была подготовлена и в январе 2001 года

утверждена Концепция построения ведомственной интегрир ованной

телекоммуникационной сети ФТС России (рис. 20). Основно й целью

Концепции является формирование технической политики таможенных

органов по созданию телекоммуникационной сети, основные напра вления ее

развития на период 2000-2005 года, формирование научно-технического,

правового, экономического и организационного механизмов ее реализации.

Концепция во многих аспектах ориентирована на ЕА ИС 2-й оче реди.

Вместе с тем, заложенные технические решения обеспечивают перспективу

её использования на 10-15 лет, возможность развития, модернизации, а том

числе с использованием новых технологий передачи информации. В ходе

реализации Концепции предусмотрено проведение следующих основных

мероприятий:

• проведения системного проектирования ВИТС;

• концентрация финан совых средств, выделяемых на централизованную

закупку телекоммуникационного оборудован ия, капитальное

строительство ВИТС, на р еализаци ю целевых программ, решений

коллегий ФТС России, развитие инфраструктуры РТУ, особенн о в

отношении таможен, характеризующихся высокими показателями

оперативности работы и доходности;

• разработка системы управления и создание центра управления сетью;

• проведение системного проектирования региональных ВИТС;

• проведение НИР по сетям подвижной радиосвязи и спутниковому

фрагменту ВИТС, начало их практической реализации.

Развитие ведомственной сети связи в направлении создания

интегрированной телекоммуникационной сети начато еще до разработки

системного проекта, в частности, циф рови зация каналов до РТУ, отдельных

таможен, переходу на ц ифровые технологии передачи информац ии в

центральной зоне ФТС России.

Разработанный в 2002 г. ОАО "Роснет" системный проект дал четкие

ориентиры создания ВИТС, этапность организации работ, позволяет

обоснованно планировать использование финансовых средств.

Тем не менее, в настоящее время темпы создания ВИТС отстают от

реальных потребностей ЕАИС в развитии транспортной базы системы.

В связи с наращиванием каналов цифровой связи, внедрением

технологий их интегрированного использования, разветвлени ем ВИТС,

увеличением на сети количества коммуникационного и каналообразующего

оборудования необходимо развитие системы управления сетью, и в

частности создание центрального и региональных центров управления.

Требуется создание единой транспортной среды и адресного

пространства ЕАИС. При этом дол жно учи тываться, что использованием

только возможностей ведомственной сети ФТС России данную задачу до

конца решить сложно из-за частой передислокаци и таможенных органов,

расположением их на арендованных площадях и др. Необходима разработка

приложений для работы резервным каналам, в том числе сети общего

пользования.

Учитывая низкую оснащенность сетевой связью низовых

подразделений таможенных органов – таможенных постов и пунктов

пропуска (особенно в приграничных таможнях), а также низкие темпы

цифровизации магистральных и особенно внутризоновых каналов сетей

общего пользования, требуется шире использовать в озмо жно сти всех

операторов регионов.

Обеспечение правоохранительных и оперативных подразделений ФТС

России передачей данных с мобильных объектов требует переосна щения

существующих сетей радиоподвижной связи для внедрения современных

цифровых стандартов связи.

Анализ содержания планов капитального строительства ВИТС

показывает, что в последние годы основное внимание строительства ВИТС

направлено на оснащение связью и ЛВС, РТУ и таможен. Выделяемые на

строительство ВИТС финансовы е средства со ставляю т лишь порядка 3% от

средств, вкладываемых в развитие таможенной ин фраструктуры .

Зачастую проекты не охватывают всей инфраструктуры таможни, либо

из-за недостатка финан совы х средств реализуется не в полном объеме, в

ущерб интересам таможенных постов и пунктов пропуска. Часто реализация

включения этих элементов в ВИТС планируется традиционными методами

организации привязок, что, учитывая во многих случаях большую

удаленность от таможен, просто не м ожет быть реализовано из -за больших

капитальных затрат. Это требует поиска иных технических решений, в

частности использование спутниковых каналов связи для регионов со

слаборазвитой инфраструктурой связи.

4.3.2. Общая структура ведомственной интегрированной

телекоммуникационной сети ФТС России

ФТС России имеет следующую иерархическую организационную

структуру:

• центральный аппарат ФТС России;

• региональные таможенные управления;

• таможни;

• таможенные посты и таможенные переходы;

в некоторых случаях добавляется нижний уровень иерархии –

автомобильные, железнодорожные, морские, воздушные, речные пункты

пропуска.

Общее количество объектов ФТС России, которое должно быть

охвачено ВИТС, составляет около 800.

С учетом организационной структуры ФТС России Техническим

заданием определена следующая четырехуровневая структура ВИТС:

• первый уровень – центральный узел связи, объединяющий

основные объекты центральной зоны ФТС (практически, объекты ФТС в

г. Москве и Московской области);

• второй уровень – магистральная сеть, объединяющая региональные

таможенные управления и таможни прямого подчинения с центральным

узлом связи;

• третий уровень – региональная сеть, объединяющая подчиненные

таможни с региональными таможенными управлениями ;

• четвертый уровень – сети таможен, объединяющие там ож енные

посты и таможенные переходы с таможнями.

Схема четырехуровневой структуры ВИТС приведена на рис. 4.9.

Современная ВИТС создается на базе существующей ведомственной

сети связи и передачи данных.

Основу ВИТС составляет базовая первичная сеть связи, построенная на

собственных и арендованных каналах связи различн ой фи зической природы

(проводных, оптических , радио).

В составе ВИТС функционируют сеть передачи данных и

ведомственная телефонная сеть.

Сеть передачи данных. Сеть передачи данных создавалась с н ачала

90-х годов в рамках 1-й очереди ЕАИС ФТС России. В настоящее время сеть

передачи данных построена, главным образом, на технологиях и

оборудовании компании Cisco Systems.

Ведомственная телефонная сеть. В настоящее время ведомственной

телефонной связью охвачены все региональные таможенные управления,

таможни, непосредственно подчиненные ФТ С России и представительства

таможенной службы России при таможенной службе государств –

участников Таможенного союза. Ведомственная телефонная сеть построена с

учетом принципа организационно-технического единства с взаимоувязанной

сетью связи Ро ссийской Федерации, заключаю щего ся в проведении единой

технической политики, применен ии единого комплекса максимально

унифицированных технических средств, единой номенклатуры типовых

каналов и сетевых трактов.

Ведомственная телефонная сеть по своей структуре относится к

вторичным сетям, так как использует каналы первичной сети, включает в

свой состав оконечное оборудо вание, расп олагаю щееся у пол ьзователей.

Элементами первичной сети ведомственной связи являются собственные

кабельные линии, системы передачи, в том числе спутниковые.

В настоящее время созданы и функционируют отдельные фрагменты

ВИТС; сеть передачи данных и ведомственная телефонная сеть

функционируют, в основном, раздельно.

Ведомственная телефонная сеть ФТС России построена, в основном, на

базе арендованных каналов тональной частоты.

Рис. 4.9. Схема четырехуров н е во й ст р у кту р ы В И Т С

Таким образом, ВИТС обладает следующей спецификой:

• ВИТС является распределенной системой и охватывает все регионы

России;

• архитектура ВИТС представляет собой четырех уров нево е иерархическое

дерево;