Информационное сообщение для аудитории ГОУ Московской области Международный университет природы, общества и человека "Дубна" филиал "Протвино" Компьютерные. - презентация

1 Информационное сообщение для аудитории ГОУ Московской области Международный университет природы, общества и человека "Дубна" филиал "Протвино" Компьютерные сети ФГУП ГНЦ ИФВЭ г. Протвино. Сфера интересов сетевика. Н.П.Савин Протвино, 03-марта-2008 г.

2 План выступления Введение. ИФВЭ, ОМВТ, ГКС. Основные задачи. Эволюция компьютерных сетей ИФВЭ. Технологии и структура. Программная и техническая оснащённость сетевика: –Программы сетевого управления и контроля. –Приборы и средства для работы с линиями связи (проводными –оптическими и медными, беспроводными). Примерный перечень задач, которые должен уметь решать сетевик. Из требований к инженеру…. Проектирование и документация. Чего ждать от зарплат в ИТ? Зарплатные аппетитыИтэшника в 2008 году. Возможности обучения и условия трудоустройства молодого специалиста в ИФВЭ. Заключение.

3 Краткое содержание. В докладе будут кратко рассмотрены компьютерные сетевые технологии, а также приведены примеры физических и логических топологий Локальных Вычислительных Сетей (ЛВС) - актуальные для ИФВЭ на разных временных отрезках. Также будет информация об эволюции внешних каналов связи Института с Интернет-сообществом, включая статистику загрузки внешнего канала связи в настоящее время. В сообщении будет дан краткий обзор программных и аппаратных средств мониторирования здоровья сети, включая инструменты сетевого анализа, квалификации и тестирования. Предлагаю также Вашему вниманию свою оценку того, что должен знать и уметь сетевики какие задачи придётся решать будущему специалисту по информационным технологиям. Также предлагаю затронуть тему зарплатных ожиданий и предложений для ИТ специалиста в 2008 г. И, наконец, некоторая неофициальная информация о возможности продолжения обучения в ИФВЭ и условиях трудоустройства молодого специалиста в ИФВЭ.

4 Физика – информационные технологии. Научные исследования в области физики высоких энергий всегда испытывают потребность в новых технологиях, методах и средствах хранения и обработки экспериментальных данных и стимулируют бурное развитие информационных технологий. Физикам во все времена не хватало вычислительных ресурсов и скоростей коммуникационных каналов для оперативного решения их задач. Объём собираемых данных и требуемая скорость обработки сегодня – n*Петабайт(10^15 байт)/Год. 1ПБ = 10 архивов (500 млн.книг), можно передать по каналу связи (V=300 Мбит/с) за 1 год.

5 Введение. Институт Физики Высоких Энергий. В марте 1958 г. принято решение о сооружении научно- исследовательского комплекса, включающего в себя ускоритель и установки для физических исследований. Было рассмотрено около 40 вариантов места В январе 1960 г. развернулась невиданная по своим масштабам научная стройка Серпухов-7. В 1963 г был создан ИФВЭ - для проведения фундаментальных исследований строения материи и основополагающих сил Природы на ускорителе протонов У на энергию 70 Гига (Гига=10^9) электрон-вольт (ГэВ), сооружаемом в п. Протвино. В ночь на 14 октября 1967г. на ускорителе ИФВЭ была достигнута рекордная в мире энергия протонов – 76 ГэВ. Ускоритель ИФВЭ был целиком спроектирован, сооружен и отлажен исключительно на отечественной базе и 5 лет оставался крупнейшим в мире протонным ускорителем, а исследования, выполненные на нём в первые годы после ввода, оказались, благодаря новой области энергий, чрезвычайно плодотворными.

6 В 80-e годы основными для ИФВЭ и всей отечественной физики высоких энергий были работы по созданию Ускорительно- накопительного комплекса (УНК). Предусматривалось сооружение к середине 90-х годов коллайдера (ускорителя на встречных пучках) с энергией 3х3 ТэВ (Тера=10^12). Построен подземный тоннель: длина - 21 км, диаметр 5¸7 м. Известные события, произошедшие в стране в начале 90-х, не позволили завершить проект. Проект УНК дал мощный импульс развитию новых методов физического эксперимента, что предопределило возможности эффективного участия отечественных физиков в передовых экспериментах у нас в стране и за рубежом. Разработан комплекс высокотехнологического ускорительного оборудования. Эти разработки и достижения, находят широкое применение и сегодня. УНК может быть использован в дальнейшем не только для создания ускорительных установок, но и для размещения подземных детекторов большой площади, ориентированных на изучение физики космических лучей и нейтринной физики. Введение. Институт Физики Высоких Энергий.

7 У-70 и УНК

8 Основные задачи ГНЦ ИФВЭ сегодня (сформулированные 45 лет назад): Проведение фундаментальных исследований по физике высоких энергий, получение новых знаний о структуре материи и основополагающих законах природы. Сохранение и развитие научного потенциала и экспериментальной базы исследований в области физики высоких энергий, ключевых технологий в области ускорителей и детекторов. Участие в решении фундаментальных и прикладных задач в интересах атомной отрасли. Воспитание новых научных поколений, всемерное содействие высокому уровню образования и профессиональной подготовки в России Институт осуществляет программу фундаментальных исследований на ускорителе У-70 по приоритетным направлениям. Изучаются возможности использования уникального тоннеля УНК для экспериментов с дальними нейтрино. Наряду с исследованиями на У-70, физики и специалисты ИФВЭ, принимают активное участиe в экспериментах на зарубежных ускорителях; в разработке и изготовлении оборудования, и в подготовке экспериментов для Большого Адронного Коллайдера (LНС) в CERN (Европейском центре ядерных исследований).

9 Японский нейтринный детектор "Суперкамиоканде. Немного посолить, затем ждать до обнаружения внегалактических нейтрино

10

11 Вычислительная сеть для коллайдера CERN готова к работе Автор: Владимир Парамонов Опубликовано 25 декабря 2006 года Вычислительная сеть по обработке данных Большого адронного коллайдера, как сообщает журнал InfoWorld, готова к практической эксплуатации. Предполагается, что система LHC будет представлять собой самый мощный ускоритель частиц на сегодняшний день. В этом ускорителе (тоннель: длина - 27 км) разгоняющиеся протонные пучки будут сталкиваться с энергией до 14 ТэВ (Тера=10^12) - 40 миллионов раз в секунду. LHC ежемесячно будет генерировать до (миллиона гигабайт=1 петабайт = 10^15 байт) данных, для обработки которых потребуется сверхмощная вычислительная сеть. В состав сети войдут вычислительные узлы почти 160 научно- исследовательских организаций, расположенных по всему миру. Анализом накопленной информации займутся тысячи ученых. Предполагается, что коллайдер позволит обнаружить так называемые бозоны Хиггса и проверить теорию.

12 Здание Информационно-Вычислительного Центра (ИВЦ)

13 Вычислительные фермы и серверы

14

15

16

17 Сетевые серверы и станции сетевого управления

18 Группа Компьютерных Сетей Группа Компьютерных Сетей создана в 1995 г. для обеспечения и контроля функционирования компьютерной связи (компьютерной сети) ИФВЭ. Задачи группы: - поддержка работоспособности и развитие базовой компьютерной сети Института ( свыше 1500 рабочих мест, расположенных более чем 35 зданиях). Оформление документации по физической и логической топологии сети в соответствии с последними модификациями ее сегментов; - подготовка технических и организационных мероприятий, связанных с доступом автономных сетей подразделений ИФВЭ к базовым ЭВМ Института. Согласование и содействие в подключении локальных вычислительных сетей (ЛВС) подразделений к базовой компьютерной сети ИФВЭ; - поддержка и развитие доступа удаленных пользователей к ресурсам базовых ЭВМ ГНЦ ИФВЭ. В настоящее время зарегистрировано более 160 пользователей; - подготовка технических заданий (решений) и спецификаций оборудования для развития базовой компьютерной сети ГНЦ ИФВЭ. Подготовка договоров поставки (согласование с юристом и конкурсной комиссией), входной контроль сетевого оборудования; - поддержка работоспособности внешнего канала связи ГНЦ ИФВЭ с Интернет сообществом, мониторинг состояния канала. Участие в работах по расширению пропускной способности этого канала; - обеспечение работоспособности телекоммуникационных каналов связи между зданиями Института, выполненных с участием ОМВТ; - развитие тестовой и измерительной базы, необходимой для проверки работоспособности компьютерной сети ИФВЭ и сертификации на соответствие стандартам новых сегментов сети; - исследовательская работа, направленная на совершенствование основных параметров компьютерной сети Института: полосы пропускания, производительности, надежности и безопасности; - поддержка базы данных о пользователях компьютерной сети ИФВЭ. Создание карт сетевых узлов в зданиях; - регистрация абонентских пунктов компьютерной сети ИФВЭ; - поддержка Web - странички группы компьютерных сетей ОМВТ GKS.IHEP.SU.

19 Центральный сетевой узел

20

21 Выборка фотографий сетевых центров локальных вычислительных сетей (ЛВС) некоторых зданий, расположенных на территории техплощадки ИФВЭ.

22 Транспорт - Gigabit/Fast Ethernet. Управление доступом: Cisco PIX-525/ASA-5550 сетевой экран на WAN входе. Cisco Catalyst 6506 контролирует входы всех подсетей. Рис. 5

23 Настенное размещение аппаратуры

24 СКС: Кабельные каналы

25 Пример стандартного подключения рабочего места пользователя к ЛВС (уровень доступа).

26 Миграция компьютерной сетевой архитектуры ИФВЭ. В сообщении будут рассмотрены (прошлые, недавние и приближающиеся) вехи в развитии сети ИФВЭ, включая успехи в расширении полосы пропускания для внутренних каналов - как транспортной магистрали для местных исследователей, получающих доступ к международным распределённым вычислительным ресурсам, так и ожидаемое увеличение пропускной способности Интернет канала - канала связи Института с внешним миром. Будут показаны выбранные технические решения, значения потоков данных. Терминология Интранет - (кампусная сеть или сеть группы близко расположенных зданий; студгородок) состоит из нескольких ЛВС (Локальная Вычислительная Сеть = LAN - Local Area Network), объединённых каналами связи в одну структуру, с единой сетевой политикой. Интернет – общемировая компьютерная сеть (WAN - World Area Network). Cетевик = Телекомщик- специалист по телекоммуникациям. Итэшник – специалист по информационным технологиям (ИТ).

27 Структура компьютерной сети ИФВЭ Компьютерная сеть передачи данных ИФВЭ имеет две составляющие, объединённые сетевым экраном, образующие информационную инфраструктуру предприятия: внутреннюю (ЛВС) Локальную Вычислительную Сеть = (LAN – Local Area Network) и каналы связи с Интернет сообществом (WAN - World Area Network). Структура ЛВС ИФВЭ представляет собой 2–4-х уровневую «звезду» с узлами в зданиях ИФВЭ. Сетевой дизайн представлен уровнями: ядра, распределения и доступа. Уровень ядра использует самую современную на момент проектирования технологию передачи: г.г. Ethernet 10Base5/2 (10 Мбит/с) г.г FDDI, Fast Ethernet (100 Мбит/с) г.г. Gigabit Ethernet (GigE) (1000 Мбит/с) г.г 10 Gigabit Ethernet (10GigE) (10^4 Мбит/с) Уровень распределения технологически повторяет уровень ядра – Ethernet 10/100/1000 Mbps. Уровень доступа: рабочие места пользователей используют смешанные технологии Ethernet (10 или 100 Мбит/с).

28 Структура ЛВС ИФВЭ Внутренняя сеть, объединяет до 40 зданий, территориально расположенных на удалении до 2 км друг от друга. Она состоит из сети общего пользования и ряда технологических ЛВС. Далее будет информация, относящаяся только к сети общего пользования (public). Сеть (public) обладает сложностью в силу территориальной распределённости инфраструктуры; наличия встроенных систем поддержания информационной безопасности, отвечающих за обеспечение надежности и доступности корпоративной сети. Еще одной особенностью, усиливающей сложность сети, является её разнородность, сложившаяся в силу эволюционного развития локальных сетей зданий и относительной самостоятельности подразделений ИФВЭ. В сети параллельно используется оборудование и программное обеспечение разных производителей. В силу указанных выше факторов, поддержание параметров работы сети Института на заданном уровне является сложной задачей.

29 Развитие магистральных каналов связи внутренней сети ИФВЭ – Интранет за период с 1981 года по 2008 год. Динамика развития внешних каналов связи ИФВЭ с Интернет сообществом (WAN – World Area Network)

30

31 Динамика числа абонентов различных телекоммуникационных сервисов компьютерной сети ИФВЭ - от устаревших (терминальные линии и телефонные модемные связи, FDDI) до современных (Ethernet 10/100/1000 Мбит/с) - за тот же временной период.

32

33 Внешний канал связи ИФВЭ – Fast Ethernet (100 Мбит/сек) На следующих слайдах будет представлена информация о внешнем (WAN) канале связи ИФВЭ, используемом в настоящее время. Скелетная схема. Структурная схема. Статистика загрузки.

34 Скелетная схема WAN канала ИФВЭ.

35 Структурная схема Интернет канала связи ИФВЭ

36 Статистика использования внешнего канала связи ИФВЭ для услуг GRID в проектах LCG/EGEE за г.г. 100 Мбит/сек = 100%

37 Трафик внешнего канала ИФВЭ, Протвино. вторник 26 февраля 10:30: Ежедневный (усреднение 5 минут)

38 Трафик внешнего канала ИФВЭ, Протвино. Недельный (усреднение 30 минут)

39 Трафик внешнего канала ИФВЭ, Протвино. Месячный (усреднение 2часа)

40 Трафик внешнего канала ИФВЭ, Протвино. Годовой (усреднение 1 день)

41 Топология нового внешнего гигабитного канала связи показана на следующем слайде.

42 Топология Гигабитного Интернет канала ИФВЭ

43 Сменный модуль SFP (Small Form-factor Pluggable)сердцевина матрёшки: коммутатор – место для SFP модуля– SFP модуль.

44 Управление полосой пропускания Сети, для повышения производительности сети в ИФВЭ В связи с постоянно увеличивающимися требованиями полосы пропускания, сетевые службы стараются оптимизировать ресурсы сети, гарантировать адекватную полосу пропускания и обеспечить высокую эффективность. Идентификация сетевых активностей - первый и самый важный шаг. Чтобы гарантировать работу сети, сетевой инженер должен иметь полную картину всей деятельности, происходящей в сети – особенно в пользовательском/прикладном взаимодействии – и того, как это воздействует на полосу пропускания и доступность. С учётом этого, сетевые профессионалы могут проанализировать использование сетевых ресурсов и поддерживать необходимый уровень контроля, чтобы обеспечить ожидаемое качество уровня обслуживания. Выход из строя этого критического ресурса фактически означает остановку деятельности всей организации. Поэтому столь важна поддержка параметров работы обоих частей ведомственной сети на требуемом уровне. В число приоритетных задач служб поддержки информационных технологий (ИТ) входит контроль работоспособности и производительности инфраструктуры предприятия, а также обеспечение её адекватного развития.

45 Программные средства контроля и управления устройствами сети. MegaVision WEB (V2.2.8 r), Spectrum Element Manager (SPEL V.2.1), и т.д. Мощные и удобные в работе средства сетевого управления, предназначенные для контроля и управления устройствами сети с персонального компьютера под управлением Microsoft Windows. Открытая архитектура и широкий набор свойств делают их привлекательной платформой для управления сетевыми устройствами различных производителей. Метод сверления при анализе сетевых событий.

46 Примеры использования Web MegaVision

47

48 Сетевые анализаторы и тестеры. Рефлектометры. Профессиональный инструмент для монтажа соединителей: оптических, для витой пары и телефонии, коаксиальных.

49 Сетевые анализаторы, сетевые и кабельные тестеры. В настоящее время в ИФВЭ успешно используются различные приборы производства фирмы Fluke Inc: Эти приборы - идеальное решение для того, чтобы помочь профессионалам службы сетевой поддержки - оптимизировать работу сети, а также улучшить эффективность работы самой службы сетевой поддержки и уменьшить затраты на неё. Сетевые анализаторы - служат для контроля состояния сети и поиска неисправностей. Без квалифицирующих и кабельных тестеров были бы невозможны наладка и сертификация вновь создаваемых сегментов ЛВС. Кабельный тестер Fluke 620 для витой пары (RJ45) и радиочастотного кабеля (RG8/RG58) (коаксиал). IntelliTone Kit: IT-200 Toner and Probe(тональный поиск кабеля в сложных условиях и …). Сетевой квалификатор CableIQ Qualification Tester CIQ Ethernet от 10 до 1000 Мбит/с (Gigabit), 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT для витой пары. Сетевой анализатор LanMeter683- Ethernet сетей с производительностью 10/100 Мбит/с (Ethernet/Fast Ethernet) на основе витопарных и радиочастотных кабелей. Профессиональный сетевой анализатор Etherscope Network Assistant II: для сегментов сети Ethernet 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT на витой паре; способный также анализировать работу беспроводных сетей (WLAN- Wireless LAN) и оптических сегментов Ethernet 1000BaseSX/LX (MM и SM). На следующем слайде представлена некоторая часть сетевых средств контроля и монтажа.

50

51

52 Сетевые зарисовки

53 Не трогайте никакой из этих проводов

54

55 Документирование новых сегментов сети FLUKE 683 LANMeter Version X Jun 13, :42:20 Cable Autotest Cable ID: Зд.221 к к Test Summary: Pass Test Standard: 100BASE-TX Cable Type: UTP Cat 5 NVP: 69% LANMeter MAC ADDR: 00C Remote S/N: Test Speed: TIA Compliant Pair 1,2 Tx 3,6 Rx Wire Map Result LANMeter RJ-45 Pin: S Remote RJ-45 Pin: o Expected Remote RJ-45 Pin: x x 6 x x x Impedance(ohms) Limit(ohms) Result Pass Pass Length(m) Limit(m) Result Pass Pass Attenuation(dB) Limit(dB) Margin(dB) Frequency(MHz) Result Pass Pass NEXT(dB) 61.2 Limit(dB) 42.3 Margin(dB) 18.9 Frequency(MHz) 3.85 Result Pass ACR(dB) 59.1 Limit(dB) 39.8 Margin(dB) 19.3 Frequency(MHz) 3.85 Atten Pair 3,6 Rx Result Pass

56 Пример рефлектограммы много-модового оптического кабеля 62.5/125 мкм

57 Пример рефлектограммы много-модового оптического кабеля 62.5/125 мкм - после 2-х недельного воздействия радиации.

58 Пример рефлектограммы одно-модового оптического кабеля 9/125 мкм (SM-single mode)

59 Сфера интересов сетевика – телекомщика. Вы отвечаете за работу и настройки коммутаторов, маршрутизаторов и точек доступа за пределами центра управления сетью в пользовательском домене? Когда все жалуются на медленную работу сети как источник все зол, Вы первым пытаетесь разрешить данные проблемы или хотя бы подтвердить что проблема не в сети? Вы подключаете новые устройства и пользователей к сети, а также отвечаете за внедрение новых технологий? Если вы ответили Да хотя бы на один из данных вопросов, то эта презентация для Вас!

60 Перечень базовых знаний сетевика, итэшника, телекомщика. Умение правильно проектировать информационно- телекоммуникационные системы (ИТС). Постоянно ускоряется динамика роста количества внедряемых информационно- телекоммуникационных систем (с использованием в них новейших технологий) и усложняются сами системы. Проектирование ИТС - это сложный и трудоемкий творческий процесс, связанный с разработкой и обоснованием технических заданий (ТЗ) на создание, технических решений (ТР) и путей их реализации, а также с разработкой, оформлением и согласованием проектной документации. По уровню сложности и интеллектуальности проектирование современных ИТС в значительной степени становится сопоставимым с выполнением НИОКР. Проектирование включает в себя: проведение исследований; отработку предлагаемых решений на лабораторных макетах (стендах); создание промышленного образца, как правило, единичного по исполнению. Доля проектных трудозатрат в общих трудозатратах на создание ИТС неуклонно повышается. В современных системах они сравнялись с трудозатратами на монтажные и пусконаладочные работы, а иногда зачастую превышают совокупные трудозатраты на все другие работы. Работы по созданию ИТС выполняются в рамках жестких ограничений: как по срокам ввода систем в строй, так и по стоимости (ресурсоемкости) выполняемых работ, можно сказать, что краеугольным камнем является задача оптимизации соотношения "сроки - трудозатраты/стоимость - качество".

61 Перечень базовых знаний сетевика, итэшника, телекомщика. Владение средствами программного сетевого управления. Продвинутый пользователь ПК. Знать и использовать все возможности различных инструментов сетевой диагностики: от простейших кабельных тестеров до весьма интеллектуальных сетевых анализаторов и оптических рефлектометров. Хорошие знания технического английского языка – залог успеха. Знание принципов построения и вариантов реализации структурированных кабельных систем различных категорий. Знание различных технологий связи и вариантов реализации на основе проводных (оптика и медь) и беспроводных (оптика, РРЛ, радио-Ethernet, …) решений. В сфере ИТ умение уверенно разбираться в свежих технологиях не менее важно, чем богатый опыт. Важно, чтобы человек следил за изменениям в новых технологиях, был в курсе событий. Умение не только спроектировать ЛВС, выбрать и заказать оборудование и материалы, но и выполнить монтаж инфраструктуры сети и активного оборудования с нуля и под ключ, затем протестировать новые каналы связи и сдать в эксплуатацию, и, конечно, подготовить полный комплект документации. А параллельно – заниматься технической поддержкой тех частей сети, которые уже созданы и находятся в эксплуатации. Коммуникабельность весьма востребована. Пользователей сети много, они разные. Нет претензий от клиентов – это верный индикатор здоровья Сети. Телекоммуникационный бизнес очень динамичен, люди постоянно повышают свой профессиональный уровень. Технологии не стоят на месте, и требования к кандидатам меняются соответственно.

62 В последние годы, технология Гигабит Ethernet (Gigabit Ethernet - GE) испытала взрывной рост. Большинство новых коммутаторов и интерфейсных сетевых карт персональных компьютеров (Network Interface Card - NIC) теперь имеют (GE) способности, и (GE) до рабочего стола по меди (неэкранированная витая пара 5 категории) стал общим местом. Реальный мировой опыт показал, что сети на базе оптического Ethernet (Optical Ethernet, OE) являются самыми эффективными по затратам при их развертывании и поддержке. Простота и масштабируемость, наряду с широкой распространённостью взаимодействующего оборудования, сделали Ethernet популярным выбором в тех решениях, когда необходимо установить оптическое соединение от начала до конца линии связи. Теперь есть много сетевых устройств (от различных производителей) с более быстрыми интерфейсами: 10*GE и больше. Мы тщательно рассматриваем возможности развития в ИФВЭ как локальных сетей (Интранет), так и Интернет канала (связь с внешним миром) с помощью перехода на новые высокоскоростные технологии - в соответствии с запросами подразделений Института и наличием необходимых для реализации задачи финансовых ресурсов. В связи с непрерывным ростом потребностей пользователей ИФВЭ в сетевых ресурсах и увеличением числа самих пользователей, сетевые специалисты Института должны адекватно совершенствовать производительность и надежность сети, повышать КПД текущих сетевых ресурсов ИФВЭ. Заключение.

63 Выводы: Пользовательское сообщество в ИФВЭ (Протвино) продолжает расти. В ЛВС ИФВЭ сейчас более 1500 пользователей. Одна из самых захватывающих вещей – возможность пользователей получить доступ к распределённым вычислениям (GRID) через Внешний канал связи. Сегодня внешний канал ИФВЭ - Москва состоит из линии связи ИФВЭ и линии связи, арендуемой у оператора связи. Используется технология c пропускной способностью 100 Мбит/с (в режиме полного дуплекса). В ближайшем будущем произойдёт рост пропускной способности внешнего канала от 100 Мбит/с до 1000 Мбит/с Gigabit Ethernet (GE), в перспективе n*10GE! При рациональном использовании полосы пропускания GE, будет обеспечены потребности интернет-пользователей различных классов, в первую очередь специальных научных приложений жадных к использованию полосы пропускания – GRID, HEP (High Energy Physics – Физика Высоких Энергий), требующих передач больших объёмов данных и/или распределённых вычислений, и т.д.);

64 Благодарю за внимание.