22
Единой ведомственной сети передачи данных (ЕВСПД) повлияло несколько
факторов, таких как:
Рассредоточение дочерних обществ и предприятий группы «Газпром» по
территории РФ (а так же за ее пределами);
Значительный рост объема передаваемой информации;
Внедрение информационно-управляющих систем на производстве;
Необходимость создания общего информационного пространства в
рамках отрасли, с целью увеличения объемов производства и улучшения
качества продукции в целом.
Таким образом, начало корпоративной сети ПАО «Газпром» было
положено в далеком 1995 году. ЕВСПД в тот момент представляла собой некий
набор узлов и небольших сетей в городах и поселках, объединяемых по
большей части коммутируемыми каналами связи, базирующихся на архаичных
низкоскоростных протоколах передачи данных. Однако и этой пропускной
способности (как правило, пропускная способность канала даже до крупного
газотранспортного предприятия не превышала 64-128Кбит/с) вполне хватало,
чтобы передавать данные для диспетчерских систем с добывающих
терминалов, точек контроля линейных газопроводов (так называемых ЛПУ МГ)
и подземных хранилищ газа (ПХГ). Однако прогресс не стоит на месте и
постепенно ЕВСПД начала обрастать все более скоростными каналами и более
мощным оборудованием. Насущно встал вопрос о централизованном
администрировании ЕВСПД, так как для работы с новым сложным
оборудованием знаний и опыта у местного персонала стало не хватать. Новое
современное телекоммуникационное оборудование требовало серьезного
систематического подхода к вопросу администрирования. К тому же резко
возрос объем трафика. Теперь к нему добавились различные бухгалтерские,
информационные и прочие информационно-управляющие системы, которые
активно внедрялись в администрации и филиалах Общества. Остро встал
23
вопрос о необходимости внедрения механизма управления приоритетами
трафика, ведь в мешанине пакетов внутри ЕВСПД, диспетчерские данные,
важность которых для производственного процесса трудно переоценить, порой
терялись, запаздывали или искажались. Задачи решались по мере их
возникновения и теперь ЕВСПД ПАО «Газпром» представляет собой крайне
разветвленную сеть, построенную на современных протоколах, оснащенную
современным оборудованием и управляемую грамотным персоналом. Завершив
экскурс в историю ЕВСПД, рассмотрим ее подробнее с технической стороны.
Рисунок 3. Топология узлов связи ЕВСП ПАО «Газпром»
На данный момент, ЕВСПД ПАО «Газпром» (см. Рис. 3) насчитывает
более 25 крупных узлов, объединяет в себе около 15000 хостов, и обеспечивает
работу более чем 100 отраслевых предприятий по всей России. Главный
24
производственный процесс (добыча, транспортировка и хранение природного
газа) теперь неразрывными узами связан с системами автоматизации
технологических процессов (АСУ ТП), мониторингом и сигнализацией на всех
этапах производства.
С точки зрения топологии ЕВПД ПАО «Газпром» представляет собой IP
сеть «иерархическая звезда». Является сетью класса А (максимальная
теоретическая емкость сети 16 777 214 хостов). С точки зрения оборудования,
региональный узел ЕВСПД представляет собой кластер пограничных
маршрутизаторов с поддержкой MPLS отвечающих за отказоустойчивую
маршрутизацию (протокол BGP). Для подключения непосредственно
локальных сетей дочерних обществ (ДО) применяется стек коммутаторов L3,
на котором выделяются порты доступа к ЕВСПД ПАО «Газпром». Функция
межсетевого экранирования каждого конкретного подключения остается в зоне
ответственности самого ДО (как впрочем, и организация «последней мили» до
собственного оборудования передачи данных). Локальные вычислительные
сети дочерних обществ (ДО) и организаций ПАО «Газпром» предназначены для
автоматизированного сбора, хранения и обработки данных в рамках
обеспечения доступа к информационным ресурсам ПАО «Газпром»
сотрудников организации, а также передачи информации между дочерними
обществами и организациями ПАО «Газпром» в соответствии с
технологическими процедурами, реализуемыми в ПАО «Газпром».
Рассмотрим более подробно локальные сети ДО (как низовой сегмент
ЕВСПД) в соответствии с моделью OSI, которую мы уже рассматривали в 1-ой
главе работы (см. Рис. 4).
На первом уровне базовой модели взаимосвязи открытых систем
(физический уровень) размещаются логические объекты, которые
обеспечивают механические, электрические, функциональные и процедурные
средства для активизации, поддержки и деактивации физических соединений,
25
предназначенные для побитовой передачи между логическими объектами
уровня звена данных. Логические объекты физического уровня связаны между
собой через физическую кабельную среду.
Второй уровень модели взаимосвязи открытых систем (уровень звена
данных) содержит логические объекты двух подуровней:
- подуровня управления логическим звеном — УЛЗ (согласно ГОСТ 28907);
- подуровня управления доступом к среде — УДС (согласно ГОСТ 34.936).
На данном уровне предусмотрены средства адресации, позволяющие
однозначно определить отправителя и получателя во всем множестве
логических объектов, подключенных к общей физической среде. Кроме того,
средства уровня звена данных обеспечивают проверку ошибок, которые могут
возникать при передаче данных физическим уровнем. В совокупности функции
первого и второго уровня взаимосвязи открытых систем реализуются тем или
иным методом доступа к физической среде. На рисунке 6 представлены
наиболее известные модели доступа к физической среде и соответствующие им
стандарты. Модели доступа определяют правила управления доступом к
физической среде для обмена данными между активным сетевым
оборудованием. В ЛВС ДО ПАО «Газпром» используется модель доступа по
ГОСТ 34.913.3 как наиболее универсальная и широко используемая
организациями-изготовителями. Логические объекты метода доступа состоят из
аппаратных адаптеров, модулей сопряжения со средой передачи данных,
модулей доступа к физической среде, драйверов, устройств, реализующих
соответствующие модели доступа, протоколов.
На третьем уровне (сетевой уровень) содержатся логические объекты,
обеспечивающие формирование пакетов данных и их маршрутизацию в сети.
Общепринятым стандартом на этом уровне является протокол IP из стека
протоколов TCP/IP, которому соответствуют стандарты ГОСТ Р 34.1952 и
ГОСТ Р ИСО 9542. В ЛВС ДО ПАО «Газпром» используется IP протокол, а
также дополнительные вспомогательные протоколы, входящие в стек
26
протоколов NCP/IP (ARP, IGMP, ICMP). Сетевой уровень ЛВС составляют
аппаратные и программные компоненты, обеспечивающие коммутацию и
маршрутизацию передаваемых данных между элементами сети в соответствии
с используемыми стеками протоколов сетевого уровня модели OSI.
27
Рисунок 4. Модель доступа к физической среде ЕВСП ПАО
«Газпром»
На четвертом уровне (транспортном уровне) содержатся логические
объекты, обеспечивающие надежный обмен данными между объектами,
находящимися выше прикладных объектов ЛВС «из конца в конец» сети (см.
рисунок 6), обеспечивая при этом отсутствие потерь и дублирования
информации, которые могут возникать в результате ошибок передачи нижних
уровней. В случае если данные, передаваемые через транспортный уровень,
подвергаются фрагментации, то средства данного уровня гарантируют сборку
фрагментов в правильном порядке. На транспортном уровне могут быть
28
использованы объекты и протоколы, соответствующие стандарту ГОСТ Р
ИСО/МЭК 8072, ГОСТ Р ИСО/МЭК 8073, ГОСТ Р 34.964, а также ТСР и UDP
из стека протоколов TCP/IP. В ЛВС ДО ПАО «Газпром» используются
протоколы модели взаимосвязи открытых систем TCP и UDP, как наиболее
доступный в настоящее время и широко используемый организациями-
изготовителями. Транспортный уровень ЛВС составляют аппаратные и
программные компоненты, обеспечивающие взаимодействие сетевого
оборудования в соответствии с используемыми стеками протоколов
транспортного уровня модели ИСО.
На пятом (сеансовом), шестом (уровне представления) и седьмом
(прикладном) уровнях модели взаимосвязи открытых систем содержатся
логические объекты, обеспечивающие сеансовое взаимодействие между
прикладными объектами в сети, преобразование передаваемых данных в
необходимый формат или выполнение стандартного набора функций
(пересылка файлов, электронная почта и т.д.). В соответствии с моделью
взаимосвязи открытых систем определен набор стандартов на службы и
протоколы этих уровней: ГОСТ Р ИСО 8326, ГОСТ Р ИСО 8327, ГОСТ 34.971,
ГОСТ 34.972, ГОСТ Р ИСО/МЭК 9545 (см. рисунок 6). Указанные стандарты
обычно реализуются организацией-изготовителем для ЛВС частично или в
ограниченных версиях. Большинство организаций-изготовителей для ЛВС
реализуют в своих продуктах службы и протоколы прикладных сервисных
объектов модели TCP/IP (SMTP, FileTP, TELENET, DNS, RIP, SNMP),
встраивая их в свои операционные системы или драйверы обслуживаемых
устройств. В ЛВС ДО ПАО «Газпром» рекомендуется использовать службы и
протоколы прикладных сервисных систем модели взаимосвязи, открытых
систем или модели TCP/IP как наиболее доступные в настоящее время и
широко используемые производителями оборудования ЛВС.
Прикладные системы ЛВС ДО ПАО «Газпром» состоят из
функционально ориентированных прикладных систем (программных и
29
аппаратных комплексов), обеспечивающих автоматизированную обработку
данных и вычисления в соответствии с технологическими процедурами,
реализуемыми в ОАО «Газпром». К подсистемам могут относиться:
автоматизированные системы управления технологическими процессами,
реализуемыми в ОАО «Газпром», например процессами добычи и
распределения газа;
системы автоматизации управленческой деятельности ПАО «Газпром»,
например, «электронного документооборота» и обмена сообщениями с
помощью «электронной почты»;
системы автоматизации бухгалтерской деятельности организации;
системы сбора, хранения, обеспечения доступа к информационным
ресурсам ОАО «Газпром» и передачи технологической информации;
системы обеспечения доступа к внешним сетям связи и т.д.
Прикладные системы могут быть разделены на следующие классы в
соответствии с ИСО/МЭК 11801:Ed 2.1 2008-05 [6]:
класс A — речевые и низкоскоростные приложения (до 100 кГц);
класс B — приложения со среднескоростной цифровой передачей данных
(до 1 МГц);
класс C — приложения с высокоскоростной цифровой передачей данных
(до 16 МГц);
класс D — приложения со сверхвысокой скоростью передачи данных (выше
100 МГц);
оптический — приложения, использующие оптический кабель (частота 10
МГц и выше).
В состав прикладных систем входят прикладные сервера (ПС), рабочие
станции (РС) и специализированное оборудование. В состав ЛВС ОАО
30
«Газпром» могут входить специализированные серверы различного типа и
назначения:
файл-серверы и принт-серверы, предназначенные для управления доступом
пользователей ЛВС, соответственно, к файлам и принтерам;
серверы приложений, предназначенные для обслуживания прикладных
задач пользователей, а также выполнения их запросов, включая запросы,
связанные с автоматизацией технологических процессов, административной,
управленческой и планово-экономической деятельностью;
почтовые серверы, предназначенные для обработки и хранения
электронных сообщений пользователя;
прокси-серверы, предназначенные для защиты ресурсов ЛВС от
несанкционированного доступа из внешних сетей связи и безопасного
подключения к Интернет;
WEB-серверы организации, обеспечивающие доступ к общедоступным
информационным ресурсам организации (например, справочного или
рекламного характера):
DNS-серверы, обслуживающие адресное пространство ЛВС организации;
серверы службы времени организации.
Серверы ЛВС ОАО «Газпром» должны быть оснащены сетевыми
адаптерами для работы в сети Ethernet в соответствии с методом доступа,
выбранным для реализации в дочернем обществе и организации ПАО
«Газпром». Выбор набора серверов для дочернего общества и организации
ПАО «Газпром» должен быть выполнен на этапе технического проектирования
ЛВС с учетом особенностей технологического функционирования организации.
В состав ЛВС ОАО «Газпром» входят рабочие станции различного типа и
назначения:
РС, обеспечивающие доступ пользователей к общедоступным ресурсам
ЛВС организации;
31
специализированные автоматизированные РС (АРМ), входящие в состав
автоматизированных систем управления технологическими процессами,
реализуемыми в ОАО «Газпром»;
РС, используемые для автоматизации административной, управленческой
деятельности и организации безбумажного документооборота (например,
удаленного рабочего места, задачи «СБОР»);
РС, используемые для обеспечения оперативного управления
производством и планово-экономической деятельности.
РС ЛВС ОАО «Газпром» должны быть оснащены сетевыми адаптерами
для работы в сети Ethernet в соответствии с методом доступа, выбранным для
реализации в ОАО «Газпром». Выбор набора РС для дочернего общества и
организации ОАО «Газпром» должен быть выполнен на этапе технического
проектирования ЛВС с учетом особенностей технологического
функционирования организации.
2.2. Классификация применяемых сервисов в сети передачи данных ПАО
Газпром.
Единая ведомственная сеть ПАО «Газпром» (ЕВСПД ПАО «Газпром»)
является основой инфраструктурой при помощи которой происходит
информационный обмен внутри организации. Как уже указывалось выше,
помимо общеупотребительных сервисов (таких как доступ в сеть Интернет,
электронная почта, FTP и проч.) используются специфические сервисы
применяемые только для нужд ПАО «Газпром». Рассмотрим и классифицируем
их в таблице 5. В таблице приведены названия сервисов, краткое описание
несущее основную информации о том, как данный сервис используется
пользователями ЕВСПД ПАО «Газпром», информация о протоколах и портах
используемых данными сервисами. Кроме того в столбце «Тип сервиса» дана
информация о том, к какому типу сервисов он относится.