24
сетевыми базами данных, средствами резервирования, восстановления данных
и архивирования. Достаточно важно организовать совместимость сетевых
приложений и операционных систем.
Рассмотрим аппаратное программное обеспечение, которое применяется
для организации телекоммуникационных сетей.
В состав аппаратного обеспечения телекоммуникационных систем входят
блейд-серверы, включающие в свой состав [35, c. 140]:
- сервер, представленный в виде обычного сервера без блока питания, с
радиаторами и без psi-разъемов;
- корпус и плата, обеспечивающая коммутацию установленного
оборудования;
- система охлаждения и питания;
- внешнее коммутационное устройство.
За счет использования в корпоративной сети блейд-серверов,
производится экономия пространства и создается возможность консолидации
данных с централизованным управлением. В этом случае системный
администратор управляет шасси с лезвиями, и в случае необходимости
увеличения нагрузки добавляет новые лезвия.
Сетевой коммутатор или свитч – это сетевое оборудование, которое
позволяет объединить несколько интеллектуальных устройств в один сегмент
сети с целью организации обмена данными.
При получении данных один из портов производит передачу данных на
другой порт с использованием таблицы MAC-адресов. В этом случае
заполнение таблицы MAC-адресов производится не пользователем, а
непосредственно самим сетевым коммутатором.
В процессе работы при первом сеансе передачи таблица MAC-адресов
пуста, и сетевой коммутатор выполняет функции ретрансляции полученной
информации на свои порты. В процессе работы им запоминаются пути
следования информации, и производится их запись в таблицу MAC-адресов, а
25
на последующих сеансах осуществляется их отправка по определенному адресу
[24, c. 13].
Размер таблицы MAC-адресов может включать до 16384 адресов. Схема
организации работы коммутатора в телекоммуникационной сети приведена на
рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема организации работы коммутатора в
телекоммуникационной сети
При построении телекоммуникационной сети применяют и другие
устройства: концентраторы, сетевые маршрутизаторы или роутеры.
В настоящее время выделяют управляемый, неуправляемый и
настраиваемый сетевые коммутаторы. Неуправляемые сетевые коммутаторы не
поддерживают протоколы сетевого уровня, они более просты в конструкции и
настройках. Наиболее часто их применяют для локальных офисных сетей.
Управляемые коммутаторы поддерживают протоколы сетевого уровня,
имеют более сложную конструкцию и включают в свой состав более широкий
функционал, управление которым производится через web-интерфейс или
специальное программное обеспечение. Наиболее часто их применяют для
организации телекоммуникационных сетей, включающих офисную сеть,
систему видеонаблюдения или позволяющую подключить контроллеры для
управления технологическими процессами.
Настраиваемые коммутаторы – это сетевое оборудование,
поддерживающие настройки конфигурирования VLAN-сетей. Во многом они
26
уступают управляемым коммутаторам, но существуют модификации,
выполняющие функции управляемого и неуправляемого коммутатора.
В зависимости от типа размещения выделяют настольный, настенный
коммутаторы, а также сетевой коммутатор, монтируемый в стойку.
Настольный коммутатор размещается на столе, а настенный коммутатор
можно расположить, как на столе, так и на стене в специальных пазлах или
креплениях. Коммутатор, монтируемый в стойку, предусматривает выделение
отдельной стойки для размещения сетевого оборудования с целью повышения
безопасности [4, c. 32].
К основным параметрам сетевого коммутатора относятся:
- скорость передачи данных, которая в настоящее время может составлять
от 1000 до 2000 Мбит/с;
- количество портов коммутатора, в зависимости от которого зависит
количество оборудования, подключаемого к коммутатору. Как правило,
количество портов коммутатора составляет от 5 до 48 портов;
- SFP-порты - это порты коммутатора для связи с сетевым оборудованием
более высокого уровня или с другими сетевыми коммутаторами.
В сравнении с обычными портами, с помощью их поддерживаются
передачи на дальние расстояния. Такой порт не включает приемопередатчик и
представлен в виде слота, к которому можно подключить SFP-модуль,
представленный в виде внешнего приемопередатчика для подключения кабеля
витая пара или оптоволоконного кабеля. Скорость обслуживания пакетов – это
характеристика сетевого коммутатора, измеряется в MPPS (миллионы пакетов в
минуту).
Аналогом коммутатора является концентратор. В случае использования в
телекоммуникационной сети концентратора информация поступает на один из
его портов и тут же ретранслируется на другой. В настоящее время
концентраторы для организации телекоммуникационных сетей применяются
достаточно редко.
27
Маршрутизатор - это сетевое оборудование, которое в отличие от
коммутатора позволяет выполнять функции маршрутизации данных и
организовать защиту сети за счет входящего в его состав межсетевого экрана.
Схема организации сети с маршрутизатором приведена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Схема организации сети с маршрутизатором
Маршрутизаторы также применяют для соединения несколько рабочих
станций в один сегмент сети, приема сигналов из сети Интернет и их
маршрутизации в телекоммуникационной сети.
В зависимости от технологии передачи выделяют 3 группы
маршрутизаторов:
- ADSL-маршрутизаторы – это сетевое оборудование, подключаемое к
телефонной линии. В этом случае необходимость подключения
дополнительных проводов исключается. Поскольку ADSL-маршрутизаторы
обеспечивают скорость приема данных 10 Мбит/с, а передачи – 700 Кбит/с, то
для проектирования сетей их применяют редко;
- Ethernet-маршрутизаторы - это сетевое оборудование для передачи
сигнала по кабелю «витая пара». За счет передачи данных по кабелю «витая
пара» скорость передачи увеличивается до 1000 Мбит/с. Их наиболее часто
применяют в проектировании сетей и для получения доступа к сети Интернет;
- LTE-маршрутизаторы – это сетевое оборудование, работающее с сетями
3G и 4G. Сигнал на эти маршрутизаторы поступает по специальному
радиоканалу.
В зависимости от среды передачи маршрутизаторы бывают проводными и
беспроводными. В отличие от коммутаторов, в состав маршрутизатора может
28
входить межсетевой экран и поддерживаться протоколы шифрования WPA,
WPA2, WPA2-PSK.
Среди преимуществ беспроводных маршрутизаторов следует отметить
[11, c. 23]:
- исключение необходимости подключения дополнительных проводов;
- возможность параллельного подключения к беспроводному каналу
нескольких устройств: персонального компьютера, планшета, ноутбука и
смартфона;
- высокая скорость передачи данных;
- поддержка параметров Интернет соединений, предоставляемых
параметров.
В настоящее время наиболее распространенной является операционная
система Windows Server 2016, которая относится к облачным операционным
системам и поддерживает текущие нагрузки и передовые технологии. В ней
предусмотрены механизмы обеспечения высокого уровня защиты, а также
технологии, поддерживающие облачную платформу Azure.
В настоящее время существуют следующие версии операционной
системы Windows Server 2016:
- Windows Server 2016 Datacenter – это операционная система для центров
обработки данных и облачных сред, имеющих высокую степень виртуализации;
- Windows Server 2016 Standard применяется для физических сред и сред,
имеющих низкую степень виртуализации.
Выполним сравнительный анализ операционных систем Windows Server
2016 Datacenter и Windows Server 2016 Standard с помощью таблицы 1.
Таблица 1 – Сравнение операционных систем Windows Server 2016
Datacenter и Windows Server 2016 Standard
Признак сравнения
Windows Server 2016
Datacenter
Windows Server
2016 Standard
Базовая функциональность
+
+
Контейнеры Hyper-V
без ограничений
2
Хост Guardian Server
+
+
Nano Server
+
+
Технологии хранения, в том числе
Storage Spaces Direct и Storage Replica
+
29
Экранированные виртуальные машины
+
Сетевой стек
+
Последней версией операционной системы Windows Server является
серверная операционная система Windows Server 2019, которая объединяет в
себе облачные среды с сервисами Azure, поддерживает сценарий гибридного
облака и позволяет обеспечить высокую безопасность данных за счет
нескольких уровней защиты, встроенных в операционную систему.
Серверная операционная система Windows Server 2019 позволяет
создавать собственные облачные приложения и проводить модернизацию
традиционных приложений с использованием контейнеров и микросервисов.
Серверная операционная система Windows Server 2019 позволяет
производить экранирование виртуальных машин, локальных дисковых
пространств и создавать высокопроизводительные программно-
конфигурируемые сети с неограниченной виртуализации серверов [5, c. 40].
Существует два варианта установки:
- Server Core - это рекомендуемый вариант установки, который включает
основные компоненты системы, поддерживает серверные роли, включает
локальный графический интерфейс пользователя;
- установка сервера с поддержкой рабочего стола для работы
администратора и создает удобства в работе.
Операционная система Linux относится к Unix-подобным операционным
системам, основанным на одноименном ядре, включающем библиотеки и
системное программное обеспечение [13, c.20].
В сравнении с другими операционными системами операционная система
Linux не имеет единой комплектации и включает в свой состав различные
дистрибутивы, которые объединяются с ядром операционной системы. В
сравнении с операционной системой Windows и Mac OS операционная система
Linux не имеет графического центра разработки и единого координационного
центра. Программное обеспечение, работающее под операционной системой
30
Linux, выступает результатом различных видов проектов, направленных на
повышение безопасности программного обеспечения и его функциональности.
Характеристика наиболее известных дистрибутивов операционной
системы Linux приведена в таблице 2.
Таблица 2 – Характеристика наиболее известных дистрибутивов
операционной системы Linux
Дистрибутив
Описание
Дистрибутив
Ubuntu
Базой выступает дистрибутив Debian и включается в свой состав
графическую оболочку GNOME 3. Поддерживает работу с
протоколом взаимодействия Wayland и включает в свой состав
новую экранную клавиатуру Keyboard
Дистрибутив
Kubuntu
В основе находится графический интерфейс KDE, который
выступает открытой альтернативой операционным системам
Windows и Mac OS. По умолчанию дистрибутив Kubuntu
поставляется вместе с браузером Firefox
Дистрибутив
Linux Mint
Отличается высоким уровнем защиты данных. Включает в свой
состав графическую оболочку Cinnamon
Дистрибутив
Deepin
Имеет дружественный интерактивный интерфейс и выступает
альтернативой операционной системе Windows
Каждый из дистрибутивов включает свою концепцию и свой набор
пакетов. Существуют различные дистрибутивы, позволяющие без установки на
жесткий диск работать в виртуальной среде [7, c. 32].
В первой главе выпускной квалификационной работы проведена
классификация телекоммуникационных сетей, отражены основные принципы
построения телекоммуникационных систем и сетей, рассмотрены и выделены
особенности аппаратно-программных средств для организации работы
телекоммуникационных сетей и получены следующие авторские выводы:
1) Телекоммуникационные сети могут быть представлены
компьютерными сетями, телефонными сетями и радиосетями для голосовой
передачи;
2) Телекоммуникационные сети различаются между собой в зависимости
от вида передаваемых данных, уровней иерархии, видов коммутации;
3) Наибольшее распространение среди телекоммуникационных сетей
получили компьютерные сети, которые классифицируют в зависимости от
расстояния, способа управления, организации передачи данных;
31
4) Принципы построения телекоммуникационных систем в наибольшей
степени отражает сетевая модель OSI, которая раскрывает правила передачи
данных с применением применения набора протоколов, процедур обработки
данных на каждом уровне;
5) Телекоммуникационную сеть можно представить в виде трехслойной
модели, включающей аппаратный слой, слой коммутационного оборудования и
программное обеспечение;
6) Для организации операционных систем свое распространение
получили такие операционные системы как Windows Server 2019, Windows
Server 2016 и Linux.
Результаты выполненных исследований в первой главе будут взяты за
основу при выполнении модернизации телекоммуникационной сети
представленной в виде компьютерной сети, работающей под управлением
операционной системы Windows Server 2016.
Проведенные исследования и полученные авторские выводы позволяют
перейти к рассмотрению материала второй главы, посвященной анализу
телекоммуникационной сети краевого государственного бюджетного
учреждения здравоохранения «Красноярский краевой медицинский
информационно-аналитический центр».
32
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ
КРАСНОЯРСКОГО КРАЕВОГО МЕДИЦИНСКОГО
ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА
2.1. Общая характеристика деятельности центра
Краевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения
«Красноярский краевой медицинский информационно-аналитический центр»
(далее в работе КГБУЗ ККМИАЦ) был образован на основании Постановления
администрации Красноярского края от 29 октября 2001 года №749-п, а далее
был реорганизован на основании Распоряжения Правительства Красноярского
края от 05.02.2015 г. №92-р с присоединением Краевого государственного
бюджетного учреждения здравоохранения «Красноярского бюро медицинской
статистики».
Юридический адрес учреждения: 660049, Красноярский край, город
Красноярск, ул. Вейнбаума, 26. В состав КГБУЗ ККМИАЦ входит структурное
подразделение, размещенное по адресу: 660123, Красноярский край, г.
Красноярск, ул. Юности, 20.
К основным направлениям деятельности КГБУЗ ККМИАЦ относятся:
- организация работ по ведению статистического учета и составление
отчетности в сфере здравоохранения, в том числе в области медицинского
страхования и лекарственного обеспечения;
- выполнение работ по сбору, обработке и анализу информации о
деятельности медицинских учреждений, работающих на территории
Красноярского края;
- ведение статистического учета и анализа информации о состоянии
здоровья населения Красноярского края с выявлением факторов,
отслеживанием тенденций и составлением прогнозов;
- обслуживание информационной системы Красноярского края в сфере
здравоохранения, в том числе медицинского страхования и лекарственного
обеспечения;
33
- информатизация органов государственного контроля о текущем
состоянии системы здравоохранения Красноярского края.
Организационная структура управления КГБУЗ ККМИАЦ приведена на
рисунке 9.
Рисунок 9 – Организационная структура управления КГБУЗ ККМИАЦ
Как видно из рисунка 9, контроль и управление работы КГБУЗ ККМИАЦ
ведет начальник центра, в подчинении у которого находятся начальник службы
медицинской статистики, начальник ИТ-службы и бухгалтерия.
Основные функции по статистическому учету в сфере здравоохранения,
сбору и обработке информации возложены на начальника службы медицинской
статистики, в подчинении у которого находятся медицинский статистик, врач-
методист и провизор.
Обслуживанием информационной системы для хранения информации по
статистическому учету населения в сфере здравоохранения, а также
поддержкой в работоспособном состоянии компьютерной сети КГБУЗ
ККМИАЦ занимается ИТ-служба, возглавляемая начальником, у которого в
Начальник центра
Начальник службы
медицинской
статистики
Медицинский
статистик
Врач-методист
Провизор
Начальник ИТ-
службы
Ведущий
программист
Инженер-
программист
Администратор
компьютерной сети
Бухгалтерия
Бухгалтер
Экономист