Кузнецов О.Л., Никитин А.А., Черемисина Е.Н. Геоинформатика и геоинформационные системы

Подождите немного. Документ загружается.

Этот прием используется в сетях Free Port, ARLAN, Wave LAN и

Range LAN. Радиус надежной связи – 250м, а для зданий с железобетонны-

ми перегородками – 30м.

В сети Altair Plus (Motorola) используется СВЧ – сигнал, действую-

щий до 40м.

В сети Jgra LAN (BICC Communications) применяются инфракрасные

лучи, приемопередатчики находятся на расстоянии до 25м друг от друга при

прямой видимости.

Беспроводные ЛВС в смысле защиты данных безопаснее обычных

сетевых кабелей, в которых излучения могут быть легко перехвачены.

Однако ЛВС, использующие широкополосные радио- и СВЧ-

излучения не работают в условиях сильных полей от радиостанций, аэро-

портов и т.д.

Система Altair Plus со скоростью передачи данных радиосигналами

3,3 Мбит/с предназначена для расширения сетей ETHERNET. Управляющий

модуль обслуживает до 50 рабочих станций.

В системе ARLAN фирмы Telesystems SLW используются широко-

полосные радиосигналы со скоростью передачи данных 1 Мбит/с.

Система Free Port фирмы Windata обладает высокой скоростью пе-

редачи данных 5,7 Мбит/с.

Для связи «сервер–рабочая станция» и «рабочая станция – сервер»

используются разные диапазоны частот.

В сетях Infra LAN типа TOKEN RING со скоростью передачи

4Мбит/с фирмы BICC Communications используются инфракрасные лучи.

В ЛВС Range LAN используются соответственный протокол и широ-

кополосные радиосигналы со скоростью передачи данных 240 Кбит/с.

В сетях Wave LAN фирмы NCR со скоростью передачи 2 Мбит/с

также используются широкополосные радиосигналы.

9.4. Глобальная сеть ИНТЕРНЕТ

ИНТЕРНЕТ (INTERNET)–всемирная информационная сеть, сово-

купность разных сетей, построенных на базе протоколов TCP/IP. TCP/IP–

Transmission Control Protocol/Internet P–Protocol–протокол управления пере-

дачей, межсетевой протокол, являющийся стандартом для построения гло-

бальных сетей, создан агентством перспективных исследований министер-

ства обороны США в конце 60-х годов XX века. С помощью протоколов

TCP/IP реализуются уровни ЭМВОС, а именно: сетевой уровень (протоколы

IP, ICMP), обеспечивающий доставку пакетов по сети, транспортный уро-

вень (TCP, UDP) обеспечивающий связь отправителя пакетов с адресатом и

прикладной уровень.

Через глобальную сеть ИНТЕРНЕТ доступны следующие виды ин-

формации:

– World Wide Web–WWW (Всемирная паутина)–большая информаци-

онная система, содержащая текстовые, графические, звуковые и ви-

деофайлы, получила широкое распространение среди пользователей

ИНТЕРНЕТ. Объем ИНТЕРНЕТа удваивается каждые 8 месяцев, а

его русская часть занимает 0,01 часть всего ИНТЕРНЕТа;

– электронная почта (e-mail)–один из распространенных сервисов

ИНТЕРНЕТа, позволяющий отправлять корреспонденцию, подготов-

ленную пользователем на рабочем месте, по электронному адресу и

просматривать полученные сообщения на компьютере.

Различные системы электронной почты имеют форматы адресов.

Пример адреса e-mail ИНТЕРНЕТа: NES-

TOR@COMNEST.MOSCOU.ru, т.е. почтовый адрес состоит из двух

частей: индентификатора пользователя до символа @ и доменного

адреса машины, подключенной к сети. Электронная почта доступна

через модем по телефонной линии;

– электронные доски объявлений (Bulletin Board System. BBS) явля-

ются местом накопления информации в электронной форме со сво-

бодным доступом абонентов к архивам системы, представляют поль-

зователям возможность обмениваться между собой по сети файлами

и сообщениями;

– телеконференции (Netnews, Usenet, Newsgroups)–обеспечивают не-

скольким пользователям обсуждение общих проблем и получение

оперативной информации. Ежедневное количество сообщений более

миллиона;

– файловые архивы FTP–серверов (FTP–File Transform Protocol–

протокол передачи файлов–протокол TCP/IP, применяемый для дос-

тупа к другим компьютерам сети с целью получения списков катало-

гов и копий файлов, а также для передачи файлов).

На этих серверах хранятся тексты технических и художественных

книг, программ, графических, звуковых и исполняемых файлов.

Интересующую информацию копируют, используя протокол FTP;

– Mail lists (система рассылки) – обеспечивают получение электронных

писем определенной тематики (например, о выходе новых книг в из-

дательствах). Письма посылаются по определенному адресу большой

группе пользователей, заключивших с этим адресом соглашение о

приеме информации;

– Wais (информационная система широкого профиля)–система баз

данных, открытых для публичного доступа;

-Telnet–удаленный терминальный доступ к компьютерам;

– IRC (INTERNET Relay Chat–разговоры через ИНТЕРНЕТ)–

разговоры с помощью текста ведутся в реальном времени.

Адрес в ИНТЕРНЕТЕ.

Для идентификации компьютера в ИНТЕРНЕТЕ используется фик-

сированный IP–адрес, который представляет собой 32–разрядное число, со-

стоящее из четырех чисел, разделенных между собой точками.

Числа могут иметь значения от 0 до 255.

Адрес разделен на две части. Одна часть идентифицирует индивиду-

альный компьютер, вторая – сеть, к которой принадлежит данный компью-

тер. Широко используется более удобное для запоминания буквенное обо-

значение адреса с указанием имени домена, состоящего из нескольких слов,

разделенных точками.

Примеры географических доменов в ИНТЕРНЕТЕ: ru–Россия, us–

США. Преобразование из IP–адреса в имя домена и наоборот обеспечивает-

ся автоматически специальными серверами.

Сеть Microsoft Network (MSN).

Компания Microsoft проводит работы по созданию собственной меж-

сетевой онлайновой (в режиме реального времени) службы–MSN. Эта сеть

разработана как потребительская служба, позволяющая соединять террито-

риально распределенные сети.

По сети MSN можно узнать текущие новости, сведения о погоде,

спорте, экономике и получить ответы на технические вопросы.

Сеть MSN конкурирует с аналогичными сетями, такими, как America

Online и Compu Serve, через нее получают доступ к электронной почте,

электронным доскам объявлений, к услугам Internet, файловым библиоте-

кам. Для работы с сетью MSN необходимо воспользоваться Windows 95 или

Microsoft NT 4,0. Для подключения к сети MSN следует дважды нажать зна-

чок Microsoft Network на рабочем столе, далее в появившемся окне набрать

код города (для Москвы 095) и нажать кнопку ОК; в следующем окне Micro-

soft Network вводится локальный номер телефона, который будет использо-

ваться для подключения компьютера. Подключение к сети произойдет после

щелчка кнопки «Связь» (Connect) в новом окне «Вызов» (Calling).

После соединения с сервером сеть MSN предлагает пользователю

различные разделы, по которым ему предоставляется информация.

Доступ и работа в ИНТЕРНЕТ.

Доступ в ИНТЕРНЕТ осуществляется через мощные компьютеры–

серверы сети.

Если отсутствует прямой выход в ИНТЕРНЕТ через организацию, то

доступ осуществляется с помощью провайдера – поставщика услуг (Service

Provider), который на коммерческой основе обеспечивает доступ к ИНТЕР-

НЕТ по коммутируемым телефонным линиям или выделенным линиям.

Провайдер сообщает имя для входа, пароль, IP–адрес или способ его полу-

чения, шлюз, адрес Mail Server и почтовый ящик для использования , адрес

News Server, несколько номеров телефона, по которому можно соединиться

с ИНТЕРНЕТ.

Так, рекомендации по настройке сеансового режима работы в ИН-

ТЕРНЕТе с использованием Windows 95 можно получить на сервере с адре-

сом: http//www.windows95.com. К ИНТЕРНЕТ можно подсоединиться с по-

мощью модема (желательно со скоростью передачи не ниже 28.800 бит/с)

или сетевой платы вместо модема, если организация имеет прямой доступ к

ИНТЕРНЕТ.

При этом рекомендуется модель модема согласовать с провайде-

ром.

Web – броузеры. Для поиска информации в www (Всемирной паути-

не) используется программа просмотра Web – броузера. Наиболее широко

используются броузеры Microspft Internet Explorer 3.0. и Netscape Navigator

3.0, которые обеспечивают: просмотр Web–страниц, видеозаписей, звукоза-

писей, работу с трехмерной графикой, с электронной почтой, шифровку пе-

редаваемых данных, а также поддерживают цифровую подпись.

Фирма Microsoft старается сделать работу с ИНТЕРНЕТ такой же

простой, как с другими прикладными программами. Регулярно выходят но-

вые версии программ, имеющих средства теле-, аудиоконференций и созда-

ния публикаций Web, программы работы с электронной почтой.

Для работы с ИНТЕРНЕТ требуется выполнить запуск Internet Ex-

plorer путем нажатия кнопки «Пуск» в главном меню команды «Программы/

Internet Explorer или путем щелчка значка Internet на рабочем столе.

Команда «Панель инструментов» меню «Вид» позволяет отобразить

масштабируемую панель инструментов или снять её для увеличения пло-

щади окна. Далее нажимается клавиша Enter, можно в строке «Ссылки» на-

жать какую-либо кнопку, обеспечивающую связь с сервером Microsoft.

После нажатия кнопки «Стоп» (Stop) загрузка компьютера прекраща-

ется и на экране отображается часть Web – страницы.

Кнопка «Поиск» (Search) открывает страницу поиска, содержащую

кнопку – переключатель разделов.

Страницы поиска позволяют вести поиск информации по названиям

разделов или ключевым словам, по упорядоченному списку ссылок для дос-

тупа к определенным узлам ИНТЕРНЕТ.

Первая страница, открываемая при запуске Internet Explorer называ-

ется основной. Для перехода на эту страницу нажимается кнопка «Основ-

ная» (Home).

Кнопки «Назад» (Back), «Вперед» (Forward) позволяет перейти на

предыдущую страницу.

9.5.Тенденции развития вычислительных сетей

(ГРИД-технологии

)

В настоящее время в мире интенсивно развивается концепция ГРИД

(GRID)-компьютерная инфраструктура нового типа, обеспечивающая гло-

бальную интеграцию информационных и вычислительных ресурсов на ос-

нове создания промежуточного программного обеспечения (middleware) но-

вого поколения.

Основной задачей ГРИД является создание протоколов и сервисов

для обеспечения надежного и безопасного доступа к географическим рас-

пределенным информационным и вычислительным ресурсам–отдельным

компьютерам, кластерам, суперкомпьютерным центрам, хранящим инфор-

мацию, сетям и т.д.

ИНТЕРНЕТ обеспечил глобальную систему обмена информацией,

всемирная паутина WWW стандартизировала поиск и доставку документов,

ГРИД является следующим революционным этапом в развитии высоких

технологий – стандартизации и глобализации использования всех видов

компьютерных ресурсов.

Концепция ГРИД возникла на основе успехов, достигнутых в на-

правлениях:

– резкого повышения производительности микропроцессоров массово-

го производства, поскольку современный персональный компьютер

сравним по производительности с суперкомпьютерами десятилетней

давности;

– появления быстрых линий связи, обеспечивающих перевод основных

магистралей на уровень нескольких Гбайт/с;

– феномена www/Internet, как глобализации обмена информацией;

– развития методов метакомпьютинга как основы организации массо-

вых и сложноструктурированных вычислстельных процессоров.

ГРИД предлагает технологию доступа к общим ресурсам и службам

в рамках распределенных виртуальных организаций, состоящих из органи-

заций и отдельных лиц, которые могут совместно использовать ресурсы.

ГРИД становятся основой для координированного совместного ис-

пользования ресурсов в динамических, охватывающих многие предприятия

виртуальных организаций в промышленности и в бизнесе.

Таким образом, ГРИД является универсальной и эффективной ин-

фраструктурой для высокопроизводительных распределенных вычислений и

обработки данных.

Главная задача ГРИД-инфраструктуры состоит в поддержке любой

глобально распределенной обработки со множеством таких приложений как

электронный бизнес, распределенное производство, системы обработки вы-

сокой пропускной способности, являющимися типичными при недро- и

природопользовании.

К приложениям ГРИД относятся:

– сложное моделирование на удаленных суперкомпьютерах;

– совместная визуализация очень больших объемов научных данных;

– распределенная обработка и анализ данных;

– связь научного инструментария с вычислениями и архивами данных;

– совместное проектирование разными организациями сложных объек-

тов.

В последние годы создано несколько вариантов инструментария и

программных средств для реализации ГРИД-приложений, в том числе Le-

gion, Condor и Unicore.

Одним из популярных программных решений, которое становится

стандартом де-факто при реализации системы ГРИД, является Globus Tool-

kit (www.globus.org). Этот программный инструментарий охватывает вопро-

сы защиты, обнаружения информации, управления данными и ресурсами,

коммуникации, обнаружения ошибок. В настоящее время Globus применя-

ется во многих проектах по всему миру, пока большинство из этих проектов

относится к научным и техническим вычислениям. Однако их число в про-

мышленности, медицине и бизнесе быстро растет. Основное финансирова-

ние ГРИД-проектов в мире осуществляется государственными и междуна-

родными организациями.

В США проект создания крупнейшего распределенного суперкомпь-

ютера Terra GRID и проекты iVDGL, PPDG, GriPhyn реализуются для при-

ложений в области физики высоких энергий.

Европейские проекты EU-Data GRID, Cross GRID, Data Tag финанси-

руются Европейской комиссией.

В ряде европейских стран созданы национальные GRID-проекты: UK

E-science (Великобритания), INFN GRID (Италия), Nordn GRID (Скандина-

вия) и др.

В новой программе Европейской комиссии финансируется крупный

проект E GEE (Enabling Grids for E–science in Europe) по созданию глобаль-

ной (пан-европейской) компьютерной ГРИД-инфраструктуры.

Эволюция технологии ГРИД привела к возникновению архитектуры

Open Grid Services Architecture (OGSA), определяющий единую семантику

предоставления служб, стандартные механизмы для создания, именования и

обнаружения экземпляров ГРИД-технологий.

OGSA поддерживает создание, обслуживание и применение наборов

служб для виртуальных организаций, предлагая общее представление для

вычислительных ресурсов и памяти, сетей, программ, баз данных и т.п., рас-

сматривая их как сетевые службы с возможностями обмена сообщениями.

В перспективе подход, реализованный при создании архитектуры

OGSA, сможет полностью интегрировать технологии ГРИД и Web.

Проект Евро – Дата – ГРИД (EDG – European Data Grid) по формиро-

ванию тестовой вычислительной инфраструктуры, способной обеспечить

вычислительные ресурсы и обработку географически распределенных дан-

ных для всего европейского научного сообщества, был завершен в 2003г.

Окончательная версия программного обеспечения EDG используется

уже в трех научных областях: физике высоких энергий, биомедицине и нау-

ках о Земле.

В области физики высоких энергий – это основа инфраструктуры

LGG (LHC Computing Grid)–ГРИД компьютинга для Большого Андронного

Коллайдера, LHC–Large Hadron Collider), которая базируется на технологии

ГРИД для хранения и анализа больших объемов (Петабайты) реальных и

модулируемых экспериментальных данных на LHC в ЦЕРНе (Женева). Про-

граммное обеспечение EDG используется также в десяти биомедицинских

приложениях и в пяти институтах по наукам о Земле. Инфраструктура EDG

по своей пиковой производительности использовала одновременно более

1000 компьютеров и более чем 15 терабайт (1 терабайт = 10

байт) данных в

25 организациях Европы, России и Тайваня.

Ресурсы ГРИД-технологии обеспечивали сообщество пользователей,

насчитывающее 500 ученых, в 12 виртуальных организациях – коллектив-

ных пользователей, работающих над одной прикладной задачей.

Программное обеспечение EDG получило международный статус

лицензии открытых кодов.

Российские научные организации, в частности, Объединенный ин-

ститут ядерных исследований (ОИЯИ), принимают участие в нескольких

международных ГРИД-проектах.

Первым проектом явился проект EU Data Grid по созданию глобаль-

ной инфраструктуры нового поколения для обработки огромных массивов

информации в области физики высоких энергий, биоинформатики и систем

наблюдений за Землей. Основным результатом этого проекта является

включение российского сегмента в европейскую инфраструктуру EU Data

Grid.

Целью нового проекта EGEE (Enabling Grids for E–science in Europe),

официально открытого 1 апреля 2004 года, является создание ГРИД-

инфраструктуры по всей Европе, доступной 24 часа в сутки. Этот проект со-

средоточен на трех направлениях: 1) формирование согласованной, устой-

чивой и защищенной вычислительной сети; 2) непрерывное совершенство-

вание и поддержка программных средств промежуточного слоя (middleware)

с целью обеспечения надежного обслуживания пользователей; 3) привлече-

ние новых пользователей из промышленности и науки с гарантией высокого

стандарта обучения и поддержки ГРИД – инфраструктуры EGEE использует

европейскую исследовательскую коммуникационную сеть GEANT и опыт

по созданию ГРИД-проекта.

Данный проект выполняется консорциумом из 70 институтов 28

стран, объединенных в EGEE-федерации, так называемые региональные