книги / Проектирование систем управления технологическими процессами и производствами

Подсистема технического обеспечения

Подсистема технического обеспечения представляет собой сово­ купность технических средств выполняющих конкретные функции в различных подсистемах СУ. Структурная схема подсистемы техни­ ческого обеспечения (рис. 5.4) включает:

-модуль серверов;

-модуль персональных ЭВМ и терминалов;

-модуль концентраторов персональных ЭВМ;

-модуль терминальных концентраторов;

-модуль мостов;

-модуль маршрутизаторов;

-модуль сборщиков/разборщиков пакетов;

-модуль цифровых АТС;

-модуль земных спутниковых станций;

-модуль модемного оборудования;

-модуль телексного оборудования;

-модуль факсимильного оборудования;

-модуль считывателей (ридеров) пластиковых карт;

-модуль шифраторов;

-модуль сетевых адаптеров.

Каждый модуль содержит большое количество различного обору­ дования, выполняющего свойственные ему функции. Необходимо также учитывать и модуль периферийного оборудования (принтеры, сканеры и т.д.), который может взаимодействовать практически со всем оборудованием в зависимости от операций, выполняемых на конкретном рабочем месте.

Рассмотрим основные функции и свойства некоторых видов используемого оборудования.

Основными функциями мостов и маршрутизаторов являются

следующие: определение маршрута следования пакета от источника к потребителю; анализ адресной части; обеспечение контроля за сете­ вым трафиком; поддержка межсетевых протоколов передачи данных. В процессе работы производится фильтрация поступающей инфор­ мации в соответствии с установленными протоколами и осущес­ твляется поддержка множества путей следования пакетов между сегментами объединенной локальной вычислительной сети.

Рис. 5.4. Структурная схема подсистемы технического обеспечения с у .

1 - модуль серверов; 2 - модуль персональных ЭВМ,

3 - модуль концентраторов; 4 - модуль терминальных

концентраторов^ 5 - модуль мостов; 6 - модуль маршрутизаторов; концентраторе сб»рЩИКов/разборщиков пакетов;

8 - модуль цифровых АТС; 9 - модуль спутниковых станции; 10 - модуль модемного оборудования; 11 - модуль телексного оборудования; 12 - модуль факсимильного оборудования,

13 - модуль ридеров; 14 - модуль шифраторов;

15-адаптеры

Косновным свойствам мостов и маршрутизаторов относятся:

-способность работать одновременно как многопротокольный маршрутизатор и как мост;

-способность при поддержке стандартного программного обеспечения осуществлять маршрутизацию сетей IP, IPX/SPX, XIVS, DECNet, ApplTalk, X25;

-возможность управления с использованием SNMP или асинхронного терминала как локально, так и удаленно;

-использование /г/ЯС-архитектуры, что позволяет проводить маршрутизацию и фильтрацию информации данных без потери производительности;

-повышение уровня защиты информации за счет применения оригинальных алгоритмов сжатия информации, ограничения доступа конечного пользователя к определенным серверам;

- легкость в управлении за счет автоматического создания таблиц адресов и дружественного интерфейса;

- многопортовая поддержка локальных сетей Ethernet и WAN; - модульный подход и гибкость в создании необходимой

конфигурации; - возможность дальнейшего наращивания при увеличении

числа сегментов локальной вычислительной сети и количества конеч­ ных пользователей.

Концентратор представляет собой интеллектуальное устрой­ ство, способное сконцентрировать нагрузку рабочих станций и предо­ ставить возможность оперативно расширять число пользователей отдельно взятого сегмента локальной вычислительной сети. Сетевой концентратор дает возможность оперативно контролировать нагрузку

игибко вносить изменения в конфигурацию локальной сети. Концен­ тратор предоставляет возможность без существенных расходов на эксплуатацию сети производить ее реконфигурацию при помощи программного обеспечения, а не путем аппаратного увеличения оборудования и кабельной сети.

Косновным свойствам сетевых концентраторов относятся:

-способность объединения рабочих мест в группу от 12 до 60 пользователей;

-способность гибкого каскадного наращивания концентра­ торов в зависимости от необходимого числа пользователей;

- наличие в каскадном соединении одного ведущего концен­ тратора и нескольких ведомых, что значительно снижает общую стоимость оборудования локального каскада;

-использование гибкой конфигурации при концентрации нагрузки на порты BNC и AUI;

-способность управления концентратором при помощи SNMP-

управления; - способность подключения к мостам или маршрутизаторам

по портам BNC и AUI на правах отдельного сегмента локальной вычислительной сети с возможностью STVMP-управления от моста или маршрутизатора;

-постоянная готовность к работе по принципу “включил - готов к работе”;

-возможность локальной настройки концентратора за счет хранения управляющей программы в ППЗУ концентратора;

-работа под управлением программы PENView, работающей под управлением Windows на персональном компьютере через асинхронный порт RS-232.

Взаимодействие всех видов оборудования происходит за счет подсистем программного обеспечения, передачи данных, связи, доступа и шифрации.

Кабельная подсистема

Основой любой автоматизированной системы является интегри­ рованная кабельная подсистема (кабельная сеть), способная удовлет­ ворить потребности подсистем связи, передачи данных, доступа и шифрации.

Технология построения современных кабельных подсистем бази­ руется на их способности пропускать потоки информации со скорос­ тью не менее 100 Мбит/с. Применяются горизонтальные и верти­ кальные разновидности разводок. Горизонтальная, этажная, разводка выполняется при помощи “витой пары” категории 5 (как экрани­ рованной, так и неэкранированной). Вертикальная, межэтажная, разводка, а также разводка между удаленными объектами выпол­ няется при помощи оптоволоконного кабеля. Все кроссировочные работы необходимо вести с использование технологии LSA Plus, представляющей собой технику мгновенного присоединения без пайки, без резьбовых соединений и без снятия изоляции.

Кабельную подсистему СУ можно сравнить с кровеносной систе­ мой человека: без нее невозможно взаимодействие всех компонентов проектируемой системы.

Подсистема связи

Подсистема связи предназначена для обеспечения системы управления телематическими услугами Подсистема строится по модульному принципу и должна быть способна передавать голосовую информацию и данные, обеспечивать выход на ведомственные, городские, междугородные, международные и спутниковые сети.

Подсистема связи (рис. 5.6). включает следующий набор модулей:

6

ж

4

уу

А

3

ж

Рис. 5.6. Структурная схема подсистемы связи СУ: 1 - модуль телефонной связи; 2 - модуль модемной связи; 3 - модуль факсимильной связи; 4 - модуль телексной связи; 5 - модуль видеотекса; 6 - модуль телетекса; 7 - модуль шлюза ЛВС; 8 - модуль шлюза Х.25; 9 - модуль спутниковой связи;

10 - модуль коммутационного узла

-модуль телефонной связи;

-модуль модемной связи;

-модуль факсимильной связи;

-модуль телексной связи;

-модуль Видеотекса;

-модуль Телетекса;

-модуль шлюза ЛВС;

-модуль шлюза X. 25;

-модуль спутниковой связи;

-модуль коммутационного узла.

Подсистема доступа и шифрации

Подсистема доступа и шифрации предназначена для организации ограничительных мер по санкционированию входа в систему управ­ ления, разграничению доступа к информации и контролю доступа в помещения, в том числе с использованием пластиковых карт.

Подсистема доступа и шифрации (рис. 5.7) содержит следующий набор модулей:

-модуль санкционирования доступа к СУ;

-модуль ограничения доступа к информации;

-модуль шифрации информации;

-модуль ограничения доступа в помещения;

-модуль доступа к поисковой системе;

-модуль доступа к информации с использованием пластиковых

карт.

Рис. 5.7. Структурная схема подсистемы доступа

и шифрации СУ: 1 - модуль доступа к СУ; 2 - модуль ограничения доступа

к информации; 3 - модуль шифрации; 4 - модуль доступа в помещения; 5 - модуль доступа к поисковой системе; 6 - модуль доступа с использованием пластиковых карт

Модули подсистемы взаимодействуют с подсистемами техни­ ческого обеспечения, связи, передачи данных и программного обеспечения.

трафиком, в которых информационные потоки замкнуты и в большей своей части не выходят за пределы данных подразделений.

На каждую рабочую группу выделяется отдельный файл-сервер, с которым все пользователи данной группы обмениваются информа­ цией. Возможно использование сетевого программного обеспечения, способного образовывать одноранговые группы пользователей. Для организации подсистемы передачи информации сети используется сетевой концентратор, мост или маршрутизатор.

Построение локального сегмента передачи информации осущест­ вляется при помощи топологии ‘'звезда”, что существенно повышает живучесть сегмента в целом и позволяет производить реконфи­ гурацию сегмента, а также управление оборудованием, не затрагивая интересов пользователей.

Подсистема передачи информации в рамках организации представляет собой совокупность локальных подсистем рабочих групп, объединенных в единую сеть при помощи центрального марш­ рутизатора. Подключение локальных маршрутизаторов к цен­ тральному маршрутизатору производится по топологии “звезда”. В качестве транспортного уровня передачи данных используется оптог волоконный кабель, кабель типа “витая пара” категории 5 либо коак­ сиальный кабель. Центральный маршрутизатор производит марш­ рутизацию пакетов, поступающих с локальных групп, между этими группами и серверами, подключенными к центральному марш­ рутизатору в качестве отдельных сегментов.

При создании подсистемы передачи информации встает вопрос надежности сети, который необходимо рассматривать, как минимум,

вдвух аспектах:

-надежность кабельной сети;

-надежность применяемого оборудования.

Для передачи информации в рамках корпоративной вычис­ лительной сети наиболее целесообразно применить пакетную пере­ дачу с использованием протоколов TCP/IP и Х25. Эти протоколы обеспечивают наибольшую скорость передачи информации и позво­ ляют легко использовать программное обеспечение на базе опера­ ционных систем Unix, Novell NetWare и Windows. Используя прото­ колы TCP/IP и Х.25, логически можно объединить разрозненные ло­ кальные сети EtherNet в единую интегрированную локальную

вычислительную сеть. Каждая локальная вычислительная сеть, кроме сервера и рабочих станций, содержит в своем составе аппаратный маршрутизатор. Между собой мосты связаны цифровыми или аналоговыми каналами.

При построении корпоративной и локальной вычислительной сети необходимо учитывать ряд принципов, которые являются существенными при промышленной эксплуатации оборудования. К этим принципам можно отнести:

-принцип модульного построения локальной сети. Использо­ вание этого принципа позволяет гибко добавлять, перемещать или заменять компоненты сети без изменения работоспособности сети в целом;

-принцип “горячего” резервирования оборудования. Этот принцип позволит администратору системы при эксплуатации локальной сети добавлять, переставлять или заменять отдельные модули системы без перезагрузки всей системы в целом;

-принцип возможности расширения. При проектировании системы необходимо заложить возможность расширения сети по мере увеличения числа пользователей и увеличения информационных потоков данных, то есть заложить пропускную способность обору­ дования, близкую к теоретической (до 1000000 пакетов/с), заложить возможность наращивания дополнительных модулей и интерфейсных плат;

-принцип многопротокольное™ оборудования. Этот принцип необходим для поддержки межсетевого обмена информацией. Оборудование, используемое при создании локальной вычислит­ ельной сети, должно включать в себя протоколы Х.25, TCP/IP, IPX, AppleTalk, DECNet, OSI, VINES, XNS, а также основные алгоритмы маршрутизации OSPF и IS-IS;

-принцип наличия системы управления сетью. Этот принцип включает в себя обязательную поддержку всех стандартных систем управления, основанных на SNMP {HP OpenView, SunNet Manager, IBMNetView/6000, DMU);

-принцип создания “виртуальных рабочих групп”. Этот прин­ цип должен обеспечить создание виртуальных групп пользователей как в рамках одного сегмента, так и в рамках нескольких сегментов (посредством IP и IPX через сетевые концентраторы и маршру­