ОБОСНОВАНИЕ  ТРЕБОВАНИЙ  К  ОБЩЕМУ  ПРОГРАММНОМУ  ОБЕСПЕЧЕНИЮ  ЛАБОРАТОРНОГО  КОМПЛЕКСА  КАФЕДРЫ  МОДЕЛИРОВАНИЯ  ИНФОРМАЦИОННЫХ  СИСТЕМ  И  СЕТЕЙ  РОССИЙСКОГО  ГОСУДАРСТВЕННОГО  СОЦИАЛЬНОГО  УНИВЕРСИТЕТА

Мураткин  Сергей  Викторович

студент  5  курса  факультета  информационных  технологий  Российского  государственного  социального  университета,  РФ,  г.  Москва

E-mail: 

Сизов  Валерий  Александрович

научный  руководитель  д-р  техн.  наук,  профессор,  профессор  кафедры  моделирования  информационных  систем  и  сетей  Российского  государственного  социального  университета,  РФ,  г.  Москва

Лабораторный  комплекс  кафедры  моделирования  информационных  систем  и  сетей  российского  государственного  социального  университета  представляет  собой  локальную  вычислительную  сеть,  структура  которой  представлена  на  рис.  1.  Он  предназначен  для  решения  учебных  и  научных  задач  кафедры.  Техническое  обеспечение  этой  сети  включает  оборудование,  которое  не  может  быть  использовано  по  прямому  назначению,  т.к.  вышел  предельный  срок  его  эксплуатации.  Однако,  в  учебных  целях  и  научных  исследованиях  его  использование  возможно  и  целесообразно.  При  этом  необходимо  учитывать  износ  оборудования,  его  возможности  работы  с  различными  компонентами  общего  и  специального  программного  обеспечения.

Для  решения  этой  задачи  необходимо  последовательно  решить  ряд  следующих  подзадач:

·     определить  требования  к  операционной  системе  сервера  и  клиента;

·     определить  требования  к  общему  программному  обеспечению  серверов;

·     обосновать  выбор  операционной  системы  сервера  и  клиента;

·     обосновать  выбор  общего  программного  обеспечения  серверов.

Рисунок  1.  Структура  локальной  вычислительной  сети

Определение  требований  к  операционной  системе  сервера.

1.  Возможность  использования  всей  аппаратной  мощности  серверов.

2.  Надёжность  и  стабильность  работы.

3.  Безопасность  системы  (наименьшее  количество  уязвимостей).

4.  Централизованная  аутентификация  и  обновление  рабочих  станций  (нужно  для  централизованного  управления  компьютерами,  входящими  в  домен).

5.  Веб-сервер  (хранит  и  предоставляет  во  внешнюю  сеть  данные,  организованные  в  виде  веб-страниц;  отвечает  за  организацию  запросов  к  базам  данных;  предоставляет  доступ  студентам  к  обучающему  материалу  и  к  тестовому  контролю  знаний).

6.  Сервер  аутентификации  и  сертификации.  Обеспечение  контроля  доступа  и  разделение  прав  встроенными  средствами  (для  разделения  доступа  преподавателям,  студентам  и  администраторам).

7.  Серверы  баз  данных  —  (необходим  для  хранения  учётных  записей  пользователей,  хранения  логов,  и  другой  систематизированной  информации).

8.  Система  резервного  копирования  (необходимо  для  предотвращения  утери  информации).

9.  Файловый  сервер  (необходим  для  хранения  и  предоставления  учебного  материала).

10.Терминальный  сервер  (необходим  для  организации  связи  сервер  —  тонкий  клиент,  при  котором  все  вычисления  выполняются  на  сервере;  предоставляет  возможность  слабым  компьютерам  работать  с  «тяжёлым»  программным  обеспечением,  а  так  же  делает  пользователя  непривязанным  к  конкретному  компьютеру).

Определение  требований  к  операционной  системе  клиента.

Возможность  стабильной  работы  на  компьютерах  со  следующими  параметрами:

объем  оперативной  памяти  —  128  Мб—512  Мб;

тактовая  частота  процессора  —  466  МГц—2800  МГц.

Определение  требований  к  общему  программному  обеспечению  серверов.

1.  Обеспечение  безопасности  серверов  и  рабочих  станций  (это  фаерволы,  антивирусы,  анти  шпионы  и  др.).

2.  Наличие  офисного  пакета.

3.  Возможность  обучения  языкам  программирования  php;  perl;  python;  java;  с;  с++;  pascal;  assembler.

4.  Языкам  разметки  HTML,  CSS.

5.  Языку  запросов  SQLи  СУБД.

6.  Наличие  математический  пакета  для  расчётов,  построения  графиков,  расчёт  интегралов,  решения  уравнений.

В  лаборатории  факультета  кафедры  находится  16  серверов  различной  направленности  и  мощности  и  несколько  десятков  устаревших  компьютеров. 

На  серверах  установлена  лицензированная  операционная  система  Windows  Server  2008  х32  разрядная  на  6  компьютеров,  что  не  соответствуют  возросшему  количеству  серверов  (остальные  сервера  на  данный  момент  не  эксплуатируются),  а  также  является  неэффективным  программным  обеспечением  для  серверов  с  х64  разрядной  архитектурой.  На  серверах  отсутствует,  какая-либо  антивирусная  защита,  так  нет  лицензий  на  данное  программное  обеспечение,  а  бесплатные  лицензии  антивирусов  не  распространяются  на  серверные  системы.  В  данное  время  защиту  серверов  обеспечивает  лишь  правильно  настроенный  брандмауэр  и  проверка  сервера  бесплатными  антивирусными  сканерами,  что  не  как  не  может  быть  гарантией  защищённости  сервера.

На  компьютерах  установлены  Windows  2000  и  Windows  XP  предустановленный  от  поставщика.  За  эти  годы  в  системе  накопилось  куча  мусора,  и  реестр  увеличился  до  неприличных  размеров.  Нормально  работать  на  этих  системах  из-за  зависаний  и  ошибок  невозможно.  Программы  чистильщики  не  решают  данной  проблемы.  Так  же  стоит  отметить  такой  факт,  что  на  многих  компьютерах  из-за  ошибок  и  заменённых  комплектующих  не  запускается  система  вовсе.  Лицензия  на  установленные  системы  есть,  но  дистрибутива  нет.  Право  на  повторную  активацию  как  бы  тоже  нет,  поэтому  переустановить  систему  или  восстановить  исходный  образ,  сохранив  лицензию  невозможно.

Из  выше  описанного  ясно,  что  необходимо  проанализировать  существующее  операционные  системы  и  программное  обеспечение  к  ним,  отобрать  те  из  них,  которые  соответствуют  необходимым  требованиям,  и  выбрать  из  имеющихся  вариантов  наиболее  рациональный.

Выбор  операционной  системы  и  программного  обеспечения  для  серверов  и  компьютеров  в  лаборатории  факультета  ИТ.

Проанализировав  имеющиеся  операционные  системы  остановимся  на  следующих  дистрибутивах,  удовлетворяющих  следующим  требованиям.

·Ubuntu  —  дистрибутив,  основанный  на  Debian  и  быстро  завоевавший  популярность.  Поддерживается  сообществом,  разрабатывается  Canonical  Ltd.  Основная  сборка  ориентирована  на  лёгкость  в  освоении  и  использовании,  при  этом  существуют  серверная  и  минимальная  сборки.

·Debian  GNU/Linu  —  дистрибутив,  разрабатываемый  обширным  сообществом  разработчиков.  Служит  основой  для  создания  множества  других  дистрибутивов.  Отличается  строгим  подходом  к  включению  не  свободного  программного  обеспечения.

·Дистрибутивы  ALT  Linux  (Альт  Линукс)  —  это  семейство  дистрибутивов  Linux,  являющихся  отдельной  ветвью  развития  русскоязычного  Linux,  выпускаемых  компанией  «Альт  Линукс»  и  её  партнёрами.

·Etersoft:  Продукты  Etersoft  помогут  грамотно  комбинировать  свободный  и  проприетарный  софт  для  решения  ваших  задач.

·Windows  Server  2012  R2  —  версия  серверной  операционной  системы  о  Microsoft

Подсчитаем  стоимости  операционных  систем  и  программного  обеспечения,  необходимого  для  установки  от  разных  фирм.  Результаты  расчета  представлены  в  следующей  таблице.

Таблица  1. 

Стоимости  операционных  систем

Очевидно,  что  при  реализации  данного  комплекса  на  Linux  системах,  получаем  экономию  почти  в  миллион  рублей!  В  данном  случае  бесплатно  —  не  значит  плохо,  а  наоборот,  т.  к.  Linux  системы  обладают  всеми  преимуществами  свободного  программного  обеспечения.

Свободное  программное  обеспечение  (англ.  free  libre  open-source  software  —  «свободное  программное  обеспечение»)  —  программное  обеспечение,  выпущенное  под  лицензией,  предоставляющей  пользователю  право  на  установку,  использование,  изучение,  изменение  (совершенствование)  и  распространение.

Операционная  система  Linux  является  свободным  программным  обеспечением.  Для  того,  чтобы  начать  использовать  Linux,  достаточно  просто  скачать  его  из  Интернета  или  купить  коробочную  версию,  а  после  свободно  использовать  и  распространять  его  (если  иное  не  оговорено  в  лицензионном  соглашении  дистрибутива,  который  может  содержать  несвободное  программное  обеспечение).  При  этом  Linux  не  имеет  ограничения  на  количество  машин,  поэтому  устанавливать  одну  копию  можно,  куда  и  сколько  угодно.  При  покупке  коробочной  версии  вы  платите  только  за  носитель,  коробку  с  документацией  и  уведомлением  о  правах,  доставку  и  техническую  поддержку,  но  не  за  само  программное  обеспечение.

В  отличие  от  коммерческих  систем,  таких  как  Windows  или  Mac  OS  X,  Linux  не  имеет  географического  центра  разработки.  Нет  и  организации,  которая  владела  бы  этой  системой;  нет  даже  единого  координационного  центра.  Программы  для  Linux  —  результат  работы  тысяч  проектов.  Некоторые  из  этих  проектов  централизованы,  некоторые  сосредоточены  в  фирмах.  Многие  проекты  объединяют  хакеров  со  всего  света,  которые  знакомы  только  по  переписке.  Создать  свой  проект  или  присоединиться  к  уже  существующему  может  любой  и,  в  случае  успеха,  результаты  работы  станут  известны  миллионам  пользователей.  Пользователи  принимают  участие  в  тестировании  свободных  программ,  общаются  с  разработчиками  напрямую,  что  позволяет  быстро  находить  и  исправлять  ошибки  и  реализовывать  новые  возможности.

Преимущества  Linux  перед  Windows.

·Более  высокий  уровень  безопасности  системы  по  сравнению  с  системами,  разрабатываемыми  в  закрытых  проектах.  Основные  компоненты  Linux  подвергаются  аудиту  мировыми  экспертами  в  безопасности.

·Потенциально  бесконечное  время  жизни  единожды  установленной  операционной  системы  (детально  продуманная  система  управления  пакетами  программ  позволяет  устанавливать,  обновлять  и  удалять  приложения  и  системные  компоненты  без  накопления  энтропии  в  системе).

Как  следствие,  возможность  обновления  операционной  системы  и  прикладных  программ  без  переустановки  системы.

·В  Linux  практически  отсутствуют  вирусы;

·ОС  Linux  практически  не  зависает.  Linux  устроена  таким  образом,  что  такая  ситуация  исключена.

·Дистрибутивы  на  основе  Linux  имеют  широкое  применение  в  различных  областях:  от  встраиваемых  систем  до  суперкомпьютеров,  надёжно  удерживают  лидирующие  позиции  на  рынке  серверов,  как  правило,  в  составе  комплекса  серверного  программного  обеспечения  LAMP.

Выбор  дистрибутива  Linux.

Для  реализации  данного  комплекса  была  выбраны  дистрибутивы  ALT  Linux.

Причины  выбора:

1.  «Альт  Линукс»  —  Российская  компания,  предоставляющая  в  первую  очередь  русскую  документацию  по  системе.

2.  Предоставляет  бесплатные  курсы  дистанционного  обучения  (ДО),  организованный  и  поддерживаемый  силами  сообщества  ALT  Linux

3.  Наличие  русскоязычных  форумов. 

4.  Низкие  системные  требования  самой  системы:

5.  Дистрибутив  для  компьютерных  классов,  организованных  по  схеме  «сервер  —  тонкие  клиенты».  Минимальные  системные  требования  к  рабочим  станциям  клиентов:  любой  компьютер  класса  i586  с  объемом  ОЗУ  от  32  Мб,  Ethernet-адаптер  с  поддержкой  сетевой  загрузки  (PXE).  Минимальные  системные  требования  к  серверу  для  класса  из  12  рабочих  мест:  процессор  x86  (2  ГГц),  2  Гб  ОЗУ,  два  Ethernet-адаптера.

6.  Высокая  безопасность;

7.  Повышенная  надёжность;

8.  Использование  современных  технологий,  включая  виртуализацию;

9.  Широкий  выбор  программного  обеспечения;

10.Обеспечение  наиболее  полной  локализации  и  совместимости  с  другими  операционными  системами;

11.Возможность  управления  компьютером  через  веб  –  интерфейс.

Обоснование  требований  к  необходимому  прикладному  программному  обеспечению  для  выполнения  поставленных  задач.

Для  обучения  языкам  программирования  предлагается  использовать  GNU  Compiler  Collection.  GCC  является  стандартным  семейством  компиляторов  для  большинства  Linux-систем.  Кроме  того,  GCC  обеспечивает  front-end  для  C,  C++,  Java.  Большинство  дистрибутивов  включают  в  себя  установленные  интерпретаторы  Perl,  Python  и  других  сценарных  языков.

Альтернативой  платной  программ  Mathcad  являются  бесплатные  аналоги  Scilab  или  SMath  Studio,  а  заменой  платного  офисного  пакета  Microsoft,  станет  бесплатный  OpenOffice.

Для  предоставления  терминального  доступа  планируется  использовать  технологию  FreeNX.  FreeNX  сохраняет  высокую  интерактивность  приложений  при  большой  загруженности  и  низкой  скорости  канала.  Базовые  библиотеки  предоставлены  nomachine  под  свободной  лицензией  GPL.

Таким  образом,  перечень  общего  программного  обеспечения  лабораторного  комплекса  кафедры  моделирования  информационных  систем  и  сетей  Российского  государственного  социального  университета,  отвечающего  поставленным  целям  и  учитывающего  особенности  технического  обеспечения  этого  комплекса  можно  представить  следующим  образом:

·     операционная  система  ALT  Linux;

·     обеспечение  безопасности  серверов  и  рабочих  станций:  настройка  фаервола,  открытие  портов  только  для  используемых  демонов,  (антивирусы  для  linux  это  неактуально);

·     офисный  пакет.  —  OpenOffice;

·     обучение  языкам  программирования  с  помощью  стандартного  семейством  компиляторов  GNU  Compiler  Collection.  GCC  ;

·     язык  запросов  SQL  и  СУБД.  —  Postgres;

·     наличие  математический  пакета  для  расчётов,  построения  графиков,  расчёт  интегралов,  решения  уравнений.  —  Scilab  и  SMath  Studio.

Список  литературы:

1.Lenera.faq  (Вопрос-ответ)  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.lenera.ru/faq/general/88/  (дата  обращения  20.11.2013).

2.OOO  «Альт  Линукс»  (Вопрос-  Ответ)  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.altlinux.ru/?id=256#1.6  (дата  обращения  20.11.2013).

3.Бесплатные  аналоги  платных  программ  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://freeanalogs.ru/Home/?program=Mathcad&os=Linux  (дата  обращения  20.11.2013).

4.Википедия.  Linux  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://ru.wikipedia.org/wiki/Linux  (дата  обращения  20.11.2013).

5.Документация  по  WINE@Etersoft  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://etersoft.ru/products/wine/manual  (дата  обращения  20.11.2013).

6.Лицензионный  калькулятор  Etersoft  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://sales.etersoft.ru/index2.php?option=com_sales&act=support&task=calc  (дата  обращения  20.11.2013).

7.СЛОВАРЬ  ТЕРМИНОВ  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://your-hosting.ru/terms/rv/ws/  (дата  обращения  20.11.2013).

8.Форум  ALT  Linux  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://forum.altlinux.org/  (дата  обращения  20.11.2013).

9.Цены  на  лицензии  Майкрософт  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.msbuy.ru/wizard/product.aspx?p=winsvr  (дата  обращения  20.11.2013).

10.Цены  на  лицензии  продуктов  Касперского  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.syssoft.ru/e-store/catalog/detail.php?IBLOCK_ID=16&SECTION_ID=4744  (дата  обращения  20.11.2013).