Информационно-телекоммуникационные ресурсы Дальневосточного отделения РАН

Проект Программы
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
Дальневосточное отделение
Институт автоматики и процессов управления
Информационно-телекоммуникационные ресурсы
Дальневосточного отделения РАН
Второй этап - 2010- 2014 гг.
Целевая Программа ДВО РАН «Информационно-телекоммуникационные
ресурсы ДВО РАН» была утверждена в Дальневосточном отделении РАН в 2004
году (Постановление Президиума ДВО РАН №85 от 10 сентября 2004 года).
Руководитель Программы – академик А.И.Ханчук, первый заместитель
Председателя ДВО РАН, директор Дальневосточного геологического института
ДВО РАН.
Организации-исполнители Программы в 2005-2009 годах:
ИАПУ, ВЦ, ДВГИ, ИГиП, СВКНИИ, ИВиС, ИМГиГ.
Основная цель Программы - создание, развитие и поддержка
современной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры обеспечения
научных исследований в ДВО РАН.
Основные задачи Программы в 2005-2009 годах:
• Создание
единой
концепции
развития
информационнотелекоммуникационных ресурсов ДВО РАН;
• Создание Корпоративной сети Дальневосточного отделения РАН;
• Внедрение в Сети системы каналов для передачи мультимедийной
информации (аудиоконференции, видеоконференции, IP-телефония).
• Развитие и поддержка сетевых телекоммуникаций Отделения на разных
уровнях;
• Разработка средств хранения, доступа и обработки больших массивов
распределенной информации;
• Создание
систем
формирования
и
эксплуатации
корпоративных
информационных ресурсов;
• Содействие формированию информационных ресурсов научных учреждений
Отделения, развитию информационно-телекоммуникационных систем,
технологий и средств их обеспечения;
• Разработка и адаптация систем защиты информации;
• Обеспечение лицензионной деятельности;
• Создание нормативно-правовой базы в области информационных технологий;
• Содействие международному научно-техническому сотрудничеству по
проблемам,
связанным с информационно - телекоммуникационными
ресурсами.
1
Основные результаты Программы в 2005-2009 годах:
1. Обеспечена поддержка и развитие действующих сегментов сетевой
инфраструктуры коллективного пользования: сегмент в Академгородке
г.Владивостока и сегмент с центром в г.Благовещенске (ИАПУ, ИГиП).
2. Выполнен очередной этап развития Научно-образовательной сети
г.Владивостока. В указанный период организован узел Сети в Президиуме ДВО
РАН, подключен МФТИ Морского университета, подключены ПримГМС,
ДВНИГМИ, отделение МЧС, организовано включение в сеть Ростелекома, тем
самым обеспечено резервирование присутствия Сети в Интернет (ИАПУ).
3. С 2006 года в рамках Научно-образовательной сети Владивостока
развернута эксплуатация беспроводного сегмента сети ДВО РАН в заливе Петра
Великого ( узлы: г.Попова (ретрансляционный узел ), МЭС ТОИ бух.Алексеева,
заповедник “Кедровая Падь”, г.Туманная (ретрансляционный узел), МЭС ТОИ “мыс
Шульца”, МЭС ТИБОХ “бухта Троица”, музей Морского заповедника. (ИАПУ).
4. Созданы сетевые инфраструктуры в городах: Хабаровск, Магадан,
Петропавловск-Камчатский, Южно-Сахалинск, Биробиджан, Комсомольск-наАмуре на основе собственных оптоволоконных линий (Благовещенск, Магадан и
частично Хабаровск) и арендованных линий связи в остальных городах (ИАПУ,
ИГиП, ДВГИ, ВЦ, СВКНИИ, ИВиС, ИМГиГ).
5. Создан второй сегмент телекоммуникационной инфраструктуры ДВО РАН
с центром управления в Хабаровске, связывающий Сети 5 научных центров ДВО
РАН – Амурский, Хабаровский, Сахалинский, Камчатский, Северо-Восточный
центры, 2 стационара и узел ИПМТ во Владивостоке на основе арендованных
магистральных каналов связи (ИАПУ, ИГиП, ДВГИ, ВЦ, СВКНИИ, ИВиС,
ИМГиГ).
6. Создана система видеоконференцсвязи ДВО РАН (ДВГИ, ИГиП)
7. В итоге организован процесс предоставления информационнотелекоммуникационных ресурсов для более, чем 5000 сотрудников ДВО РАН (рис.
1.1)
Необходимость перехода к новому этапу Программы
Подводя итоги работы по Программы за пять лет, необходимо отметить, что,
несмотря на полученные результаты,
задачи Программы выполнены лишь
частично. Результаты в основном связаны с техническими вопросами построения
телекоммуникационной
инфраструктуры
ДВО
РАН.
Ни
одной
из
сформулированных задач Программы, связанных с созданием систем
корпоративных научных информационных ресурсов
ДВО РАН, с
организацией централизованных сервисов доступа к уже созданным
электронным ресурсам в институтах ДВО РАН, решено не было. Также не
осуществлена декларированная Программой помощь формированию
информационных ресурсов научных учреждений Отделения.
Однако нельзя не отметить, что созданная и развиваемая в рамках Программы
телекоммуникационная инфраструктура ДВО РАН создала условия для
2
дальнейшего
Отделения.
развития
информационно-телекоммуникационных
ресурсов
Задачи нового этапа Программы:
1. Развитие
концепции
информационно-телекоммуникационной
инфраструктуры коллективного пользования ДВО РАН.
2. Внедрение современного электронного процесса организации
финансирования и отчетности для проектов в рамках Программы.
3. Внедрение объективных формальных критериев для оценки результатов
работы сегментов инфраструктуры коллективного пользования ДВО
РАН и распределения ресурсов Программы.
4. Поддержка и развитие телекоммуникаций и сетевых сервисов
Отделения на разных уровнях, реорганизация существующей
телекоммуникационной инфраструктуры ДВО РАН.
5. Дальнейшая адаптация Сети для передачи мультимедийной информации
(в том числе аудио, видео потоков, чувствительных к потерям и
задержкам при передаче), развитие и поддержка мультимедийных
сетевых сервисов в ДВО РАН .
6. Развитие средств хранения, доступа и обработки больших массивов
распределенной
информации.
Разработка
централизованных
распределенных информационных ресурсов ДВО РАН, интеграция
вычислительных, информационных и аналитических ресурсов всех
научных учреждений ДВО РАН в единую научную GRID-сеть.
7. Содействие развитию информационных ресурсов научных учреждений
Отделения, развитию информационно-телекоммуникационных систем,
технологий и средств их обеспечения.
8. Развитие и адаптация систем защиты информации.
9. Организация открытого процесса выработки, развития, внедрения и
поддержки политик использования коллективных ресурсов в ДВО РАН.
10.Организация сетей сбора и передачи первичных научных данных.
Разработка систем удаленного динамического мониторинга природных
объектов. Спутниковый мониторинг окружающей среды.
11.Внедрение современных информационных технологий в научные
исследования Дальневосточного отделения РАН.
3
Основные разделы нового этапа Программы
I. Развитие и поддержка телекоммуникационной
инфраструктуры ДВО РАН
1.1. Реорганизация существующей телекоммуникационной
инфраструктуры ДВО РАН
Основные
проблемы
существующей
телекоммуникационной
инфраструктуры ДВО РАН:
 Существующая организация Сети ДВО РАН не способствует развитию
региональных узлов, расположенных в удаленных научных центрах, следствием
чего является не только слабые региональные узлы, но и недостаточная
развитость собственных региональных инфраструктур в гг.ПетропавловскКамчатский, Южно-Сахалинск, Биробиджан, Комсомольск-на-Амуре, Магадан и
Хабаровск (частично)
 Высокая стоимость низкоскоростных магистральных каналов из Хабаровска
в 5 научных центров ДВО РАН
 Топология Сети с центральной точкой в г.Хабаровске не соответствует
сегодняшней ситуации в ДВО РАН и развитию сетей магистральных провайдеров
на Дальнем Востоке России. Инфраструктура Сети с центральной точкой в
г.Хабаровске для организации выхода в Интернет сотрудников институтов 6
научных центров ДВО РАН, предложенная в 2005 г., была целесообразна до 2008
года, поскольку Сеть получала в г.Хабаровске практически бесплатные IPресурсы RbNet. В 2008 г. ситуация резко изменилась. Оба сегмента
телекоммуникационной инфраструктуры Отделения в настоящее время покупают
внешние емкости у коммерческих провайдеров.
 Структура Сети ДВО РАН не учитывает существующих сегодня маршрутов
сбора, хранения и передачи первичной научной информации между институтами
и стационарами Дальневосточного отделения РАН, а также наличия и размеров
проектируемых информационных потоков.
4
Рис.1. Обобщенная схема существующей телекоммуникационной инфраструктуры
ДВО РАН
5
Предложения по реорганизации Сети ДВО РАН
и ее дальнейшему развитию
Рис. 2. Схема информационной инфраструктуры ДВО РАН после предлагаемой
реорганизации
Мировая практика эксплуатации и развития информационных
инфраструктур (ИИ) определяет следующие приоритеты:
1. Поддержка действующих, активно использующихся сегментов ИИ (в
частности, анализ состояния, выявление инцидентов и проблем, анализ
спроса).
2. Развитие сегментов ИИ с целью решения выявленных проблем
(например,
проблем,
вызванных
недостаточной
пропускной
6
способностью каналов или недостаточной вычислительной мощностью
сервера).
3. Развитие сегментов ИИ с целью внедрения новой функциональности,
востребованной пользователями.
Во - первых, развитие тесно связано с детальным мониторингом и анализом
текущего состояния сегмента ИИКП.
Во - вторых, развитие опирается на обратную связь с потребителями.
Расширение инфраструктуры имеет смысл, если исполнители в состоянии
обеспечить
поддержку
новых
элементов
ИИ.
Внедрение
элементов
информационных инфраструктур коллективного пользования (ИИКП), которые не
будут использоваться потребителем (по причине непродуманной реализации,
недостаточной поддержки либо из-за отсутствия спроса) бессмысленно с точки
зрения заказчика (подразделений, подключенных к сегменту ИИКП).
С этой точки зрения, развитие существующей инфраструктуры ДВО РАН
должно, в большей мере, определяться по результатам анализа отчетов,
формируемых системами мониторинга инфраструктуры и результатам анализа
электронных журналов, фиксирующих заявки пользователей и персонала сегмента
телекоммуникационной инфраструктуры ДВО РАН. Другими словами, наиболее
приоритетные пункты развития сегмента определяются ситуацией в инфраструктуре
и у потребителей.
В течение последнего десятилетия наблюдается миграция всех видов
цифрового трафика в IP-сети. Качественное включение в Интернет на достаточной
скорости, не лимитированной стоимостью трафика, позволяет решать практически
любые задачи, стоящие перед территориально распределенными ИИ (в том числе,
путем организации VPN, для специальных видов трафика, требующего
дополнительной защиты). Таким образом, для нормальной связности подразделения
ДВО РАН с партнерами и с глобальными сетями, нужно реализовать и
поддерживать, по крайней мере, одно качественное подключение к глобальной IPсети с приемлемой пропускной способностью и нелимитированное по объему
трафика. В крупных научных центрах эффективно развитие сегмента ИИКП,
который: организует быструю связь с местными IP-сетями; арендует и обеспечивает
балансировку нагрузки выходов на Интернет; развивает, поддерживает
инфраструктуру, сетевые и информационные сервисы коллективного пользования.
За последние пять лет оптические магистрали междугородних операторов на
Дальнем Востоке России радикально расширили свою пропускную способность.
Точки входа в магистрали ТТК и РосТелекома есть во Владивостоке, Хабаровске,
Уссурийске, Биробиджане . Доступ в ТТК есть в Южно-Сахалинске, Комсомольскена-Амуре. Доступ в РосТелеком есть в Благовещенске. В Магадане и
Петропавловске-Камчатском пока для дальней связи доступны только спутниковые
каналы, хотя федеральная целевая программа развития Дальнего Востока и
Забайкалья на период до 2013 года предусматривает прокладку оптического кабеля
по дну Охотского моря между сахалинским поселком Оха и камчатским УстьБольшерецк, оптических кабелей Усть-Большерецк - Магадан и Усть-Большерецк Петропавловск-Камчатский. Стоимость аренды IP-потока фиксированной скорости
в оптической магистрали обычно ниже, если в городе присутствуют и РосТелеком и
7
ТТК. Например, во второй половине 2009-го года Владивостоке стоимость 1Мбит/с
потока Internet у магистральных операторов колеблется около 9-12 тыс. рублей. IPпотоки через спутниковые каналы, доступные северным регионам Дальнего Востока
более чем на порядок дороже. Учитывая довольно ограниченную пропускную
способность спутников, захватывающих север Дальнего Востока, "Космическая
Связь" и работающие с ней операторы вынуждены устанавливать сдерживающие
потребление тарифы.
Общие принципы для подключения информационных инфраструктур
институтов и организаций ДВО РАН к Интернет можно сформулировать
так:
1. В научных центрах с большой концентрацией подразделений и
интересов ДВО РАН, подразделения разумно подключать к
региональному сегменту ИИКП.
2. Региональный сегмент лучше подключать к Интернет через крупных
провайдеров, имеющих междугородние оптические сети. При наличии
местных точек входа в междугородние научно-образовательные сети
можно рассмотреть их, как вариант подключения (учитывая, что эти
сети строятся в России поверх сетей крупных национальных
провайдеров).
3. Лучше поддерживать два независимых соединения.
4. В регионах, до которых оптические магистрали не проложены, остается
использовать услуги спутниковой связи (при минимуме посредников).
5. Там где поддержка сегмента ИИКП не оправдана, подразделение
подключается к Интернет индивидуально, на принципах подключения
сегмента ИИКП к Интернет.
На рис. 1 показана схема существующей телекоммуникационной
инфраструктуры ДВО РАН, на рис. 2 – схема информационной инфраструктуры
ДВО РАН после предлагаемой реорганизации. Таким образом, после предлагаемой
реорганизации информационная инфраструктура ДВО РАН будет состоять из 6
региональных инфраструктур по числу научных центров ДВО РАН, соединенных
между собой через Интернет. При этом будут решены следующие задачи:
1. Повысится роль региональных узлов информационной инфраструктуры
ДВО РАН в развитии региональных телекоммуникационных
инфраструктур.
2. Произойдет оптимизация потоков трафика и финансовых затрат,
необходимых для оплаты стоимости выхода в Интернет региональных
инфраструктур ДВО РАН, при этом соотношение цена-скорость будет
наиболее оптимальным в текущих условиях (т.е. за те же средства,
которые сегодня тратятся на аренду магистральных каналов Хабаровск
- региональный узел, можно будет оплатить более высокоскоростной
выход в Интернет, что сегодня особенно необходимо удаленным
научным центрам, расположенным в г.Магадане, г.ПетропавловскКамчатский, г.Южно-Сахалинск). Поддержка альтернативных выходов в
8
IP-магистрали сделает сеть более надежной и соответствующей
стандартам, предъявляемым к ответственным сетям.
3. Вырастет квалификация системных администраторов региональных
узлов телекоммуникационной инфраструктуры ДВО РАН, которые в
настоящее время являются статистами, а в новой инфраструктуре они
должны будут управлять региональными узлами и строить региональные
инфраструктуры.
1. 2. Развитие телекоммуникационных инфраструктур
в научных центрах ДВО РАН
Предлагаемые технические решения на ближайшее время
Приморский научный центр (головной исполнитель ИАПУ)
1. Объединение каталогов пользователей, групп и других LDAP-объектов,
включенных в сегмент подразделений, с целью введения единой учетной записи для
работы с непубличными ресурсами сети.
2. Реорганизация службы helpdesk (центра по работе с пользователями) до
соответствия требованиям крупной сети с электронными входами, центром
обработки телефонных звонков, визуализацией состояния сети на больших панелях
и т.п..
3. Организация и поддержка процесса разработки политик использования
дефицитных ресурсов сети потребителями.
4. Расширение пропускной способности оптических магистралей от
Академгородка до центра Владивостока до 10Гбит/с либо 40Гбит/с (мотив - в
данное время при больших нагрузках в зоне ответственности ИАПУ фиксируются
потери на линках Академгородок-ВГУЭС-к.А ДВГТУ - Мордовцева 3,
Академгородок-ИМиКН ДВГУ, что вынуждает сдерживать развитие потребления ).
5. Расширение пропускной способности беспроводных магистралей в сети над
заливом Петра Великого (высокая загруженность канала в летний период
сдерживает развитие сети наблюдения за окружающей средой).
6. Расширение сети за счет включения новых узлов, за счет организации
резервных линий, за счет расширения пиринговых отношений во Владивостоке.
7. Решение проблемы резервирования электропитания ответственного
оборудования в узлах сети на период до 24 часов (проблема решена лишь частично).
8. Расширение мультисервисных возможностей сети (в частности, интеграция
телефонных сетей подразделений в сегмент).
9. Организация центра технологической поддержки пользователей и
разработчиков программного обеспечения с открытым исходным кодом.
10.
Интеграция в сеть организаций, которые будут созданы на острове
Русский (Дальневосточный федеральный университет и новые подразделения ДВО
РАН).
9
Хабаровский научный центр - согласно Проекту, который может представить
ВЦ
ДВО
РАН,
поддерживающий
и
развивающий
региональную
телекоммуникационную инфраструктуру ХНЦ.
Амурский научный центр - согласно Проекту, который может представить
ИГиП
ДВО
РАН,
поддерживающий
и
развивающий
региональную
телекоммуникационную инфраструктуру АмурНЦ
Северо-Восточный научный центр – согласно Проекту, который может
представить СВКНИИ ДВО РАН, поддерживающий и развивающий региональную
телекоммуникационную инфраструктуру СВНЦ
Камчатский научный центр - согласно Проекту, который может представить
ИВиС
ДВО РАН, поддерживающий и развивающий региональную
телекоммуникационную инфраструктуру КНЦ
Сахалинский научный центр - согласно Проекту, который может представить
ИМГиГ
ДВО РАН, поддерживающий и развивающий региональную
телекоммуникационную инфраструктуру СахНЦ
1. 3. Развитие Центра Сети ДВО РАН в ИАПУ
Центр Сети ДВО РАН в ИАПУ должен решать следующие задачи:
1. Разработка, адаптация, отладка, содействие внедрению стандартизованных
программно-аппаратных решений для Сети ДВО РАН, в сотрудничестве с
региональными узлами. Оптимальное размещение оборудования, снятого с
перегруженных сегментов сети.
2. Поддержка электронного процесса выработки, обсуждения, принятия политик
использования дефицитных ресурсов сети пользователями сети.
3. Обеспечение автоматического выделения полос пропускания для
приоритетных информационных потоков в Сети.
4. Интеграция данных с региональных систем мониторинга сегментов Сети .
5. Обучение региональных системных администраторов.
6. Организация помощи при построении и модернизации региональных
инфраструктур, при проведении региональных конкурсов на услуги связи.
7. Другие задачи.
1. 4. Подключение к сети Интернет удаленных стационаров
институтов ДВО РАН
1. На конкурсной основе необходимо найти наиболее оптимального оператора
связи для организации выхода в Интернет для следующих локальных сетей
следующих стационаров на основе существующих VSAT-станций:
 Камчатской вулканостанции ИВИС, пос. Ключи, Камчатская область
 Отдела ИКИР и лаб. СВКНИИ, пос. Стекольный Магаданская область
10
2. Необходимо организовать выход в Интернет для локальных сетей
следующих стационаров согласно поступившим от них заявкам:
 Стационар ИКИР, мыс. Шмидта;
 Стационар ИКИР, пос. Ключи, Сахалинская область;
 Стационар ИБМ, Усть-Камчатск, Камчатская область;
 Стационар ИБМ «Залив Восток», Находкинский район, Приморский
край;
 Стационар ДВГИ «Авангард», Находкинский район, Приморский край.
2. Разработка распределенных информационновычислительных ресурсов ДВО РАН
2. 1. Создание централизованных информационных
ресурсов ДВО РАН в Интернет
Создание научного Информационного портала ДВО РАН в
Интернет (Инициативный проект ДВГИ)
Основная цель портала: Создание централизованных сервисов для
организации доступа к информационным ресурсам институтов ДВО РАН.
Основными задачами портала являются:
1. Создание каталога Информационных Интернет-ресурсов ДВО РАН
с возможностью поиска.
2. Организация
доступа
к
архивам
хранения
Системы
видеоконференцсвязи ДВО РАН.
3. Организация доступа к видеокамерам ДВО РАН, направленным на
природные объекты) (Северная группа вулканов Камчатки, пос.
Ключи, Камчатская область; залив Петра, Великого, Приморский
край и проектирумые).
4. Представление каталога метаданных ДВО РАН, создаваемого в
рамках предлагаемой Программы.
5. Организация доступа к интерфейсам картографического сервера
ДВО РАН, создаваемого в рамках предлагаемого проекта.
6. Организация
доступа
к
Центрам
хранения
данных
Дальневосточного отделения РАН: спутниковой информации и
другим.
7. Создание специализированных сервисов для организации доступа к
Информационным системам Отделения.
В ДВГИ разработан рабочий макет научного информационного портала
Дальневосточного отделения РАН.
11
2. 2. Разработка и реализация базы метаданных
электронных ресурсов ДВО РАН (Инициативный проект ИВиС)
Интеграция информационных ресурсов в единую среду и организация доступа
к ним является одним из важнейших направлений развития современных
информационных технологий.
Необходимость разработки механизмов, обеспечивающих функционирование
общей информационно-аналитической рабочей среды, является приоритетным
направлением для задач информационной поддержки научных исследований.
Тесная кооперация информационных технологий и предметных областей науки
способствует пониманию процессов и их взаимодействия на более глобальном
уровне. Здесь информационные технологии играют определяющую роль в
разработке базовой инфраструктуры исследований, в том числе в обеспечении
среды для публикации результатов, позволяя ученым сконцентрироваться на их
непосредственных исследовательских задачах.
К настоящему времени большинство организаций и владельцев
информационных ресурсов сформировали и продолжают формировать
информационные ресурсы, исходя из принципа их приватности и
ориентированности на внутреннее использование. В результате большие объемы
формально публичной информации труднодоступны или недоступны внешним
потребителям, что сдерживает как мультидисциплинарные исследования, так и
оперативное ознакомление с результатами научных исследований.
Создание единой технологической системы хранения и поиска информации на
основе существующих и созданных в будущем информационных ресурсов является
одной из важнейших задач интеграции научных исследований, проводимых
различными коллективами.
За многолетний период исследований в Дальневосточном отделении РАН
накоплен большой объем цифровых научных данных.
Информационные ресурсы Отделения имеют распределенный
характер
хранения, различные условия сопровождения и методы доступа, что осложняет
поиск данных и их эффективное использование в научных исследованиях.
В целях систематизации сведений о ресурсах предполагается создать Базу
метаданных информационных ресурсов ДВО РАН.
Метаданные ресурса позволят ответить на вопросы: где, когда и кем создан
ресурс, в каком формате хранятся данные, как они организованы, какой период
времени и какую пространственную область охватывают, где хранятся и как можно
получить к ним доступ, и т.д.
В Базе метаданных каждому информационному ресурсу будет соответствовать
карточка, которая содержит атрибуты, описывающие ресурс, и их значения.
В Базе метаданных будет предусмотрена возможность поиска метаданных по
одному или нескольким атрибутам.
Предполагается, что База метаданных ДВО РАН будет доступна пользователям
на научном Информационном портале Дальневосточного отделения РАН.
12
2.3. Организация системы серверного хранения и
управления пространственной информацией ДВО РАН
(Инициативный проект СВКНИИ)
Цель и задачи проекта: организация системы серверного хранения и
управления пространственно координированной информацией различной тематики,
обработки и выдачи её по запросу через клиентский интерфейс в Сети ДВО РАН и
Интернет.
Работы в этом направлении были начаты в рамках Программы научноисследовательских работ лаборатории в 2006–2008 гг. В 2008 году развернута
инфраструктура регионального банка геопространственной информации на базе
ГИС-сервера с использованием внешних каналов связи Северо-Восточного сегмента
Корпоративной сети ДВО РАН. На текущий момент ГИС-сервер обслуживает два
картографических сервиса общего доступа ГИС «Электронный атлас
Дальневосточного федерального округа», ГИС «Паляваамская коллекция
ископаемой флоры» и систему хранения служебной пространственной информации
(http://www.neisri.ru/).
Все
разработки
в
области
распределённых
баз
геоданных,
геоинформационных технологий и интернет-картографии ведутся на базе
телекоммуникационной площадки СВКНИИ с использованием внешних каналов
связи Северо-Восточного сегмента Корпоративной сети ДВО РАН, пропускной
способностью 1,6 Мбит/c. Все работы осуществляются в рамках лицензии,
выданной Главным государственным инспектором по геодезическому надзору за
геодезической и картографической деятельностью на территории деятельности
Северо-Восточного УГК № СВГ-00178К от 27.09.2007 г. Используются
лицензионные программные продукты ArcGIS Desktop, ArcGIS Server, ArcIMS
(ESRI), Microsoft SQL Server, аппаратная платформа включает два сервера Windows
2003: Intel Pentium 4 CPU 2×3,20 ГГц, 2 Гб ОЗУ и Intel Xeon CPU 2×2.4 ГГц, 3 Гб
ОЗУ.
Настоящий проект предусматривает каталогизацию накапливаемых
междисциплинарных данных, развитие клиентских сервисов и построение
оптимальной
масштабируемой
инфраструктуры
программно-аппаратной
платформы. Тематика работ междисциплинарная и отвечает следующим
приоритетным направлениям фундаментальных исследований РАН на 2008 - 2012
годы: № 27, 44 и 66.
Основные этапы работы и ожидаемые результаты:
 Разработка структуры банка данных ресурса с учетом оптимальной ее
интеграции с программно-аппаратной платформой, предполагаемой
для размещения пространственной информации и обеспечивающей
беспрепятственное наращивание.
 Создание пользовательского картографического представления
геоинформационных систем и баз геоданных по Дальневосточному
региону России созданных в СВКНИИ ДВО РАН и других научных
институтах ДВО РАН (при предоставлении информации) и
13
включение их в структуру регионального банка пространственных
данных.
 Формирование и публикация каталога метаинформации о
пространственных данных ГИС-сервера. Одной из главных задач
проекта является систематизация и описание геоданных,
накопленных в различных областях знания по Дальневосточному
региону.
 Создание сервисов для просмотра и управления пространственными
данными в режиме клиент-сервер. Для реализации поставленных
целей проекта на сервере будут созданы следующие сервисы
обеспечивающие работу ресурса: Map Service - осуществляет доступ
клиентских программ и Web приложений к пространственным
данным, обрабатывая запросы клиентов, динамически формирует
изображения в виде послойных карт; либо составляет изображение из
заранее кэшированных в виде растров слоев, чем значительно
ускоряет процесс отображения на стороне клиента. GeoData Access –
позволяет «конечному» пользователю выполнять репликацию в
многопользовательской базе данных и извлекать данные с сервера.
Сервис обеспечивает работу в среде распределенных баз данных и
редактирование геометрии и семантики геоданных через Web.
Geoprocessing Service – обеспечивает доступ к инструментам
обработки и анализа геоданных. WMS – картографический сервис
соответствующий стандарту Web Mapping Service разработанному
OGC (Open Geospatial Consortium). На основе использования
общепринятого стандарта WMS ГИС сервер интегрируется со
сторонними Интернет ГИС-порталами, построенными на других
технологических платформах. Результатом этапа будет реализация
административного управления ресурсом; разработка алгоритмов
серверной обработки данных для функций пространственного
анализа и создание основных программных модулей (сервисов)
обеспечивающих работу с опубликованными базами геоданных в
режиме клиент-сервер.
 Оформление
и
публикация
WEB-сайта.
Будет
создан
пользовательский интерфейс для просмотра пространственной
информации управления слоями динамической карты через WEBсайт. Созданы и наполнены разделы сайта, разъясняющие правила
использования ресурса и его функционал.
2. 4. Разработка инфраструктуры пространственных
данных Дальневосточного отделения РАН
(возможен Инициативный проект ТИГ)
14
2. 5. Разработка и создание распределенных
информационных систем и библиотек для фундаментальных
научных исследований. Создание центров хранения данных, в
том числе и распределенных
(возможны инициативные проекты ТОИ, ЦБ, ИАПУ, ВЦ)
3. Развитие и поддержка мультимедийных сетевых
сервисов в ДВО РАН
Развитие
системы
видеоконференцсвязи
ДВО
РАН
(инициативный проект ДВГИ)
В настоящее время Система видеоконференцсвязи ДВО РАН решает
следующие задачи: позволяет проводить двусторонние и коллективные
видеоконференции и осуществлять трансляцию их в Интернет (напрямую и в
записи).
Существующий вариант Системы видеоконференцсвязи ДВО РАН жёстко
привязан к конференц-залам, а кроме того, требует вмешательства администратора
СВКС для организации любого сеанса связи. Эти факторы ограничивают
возможности использования её рядовыми сотрудниками, что снижает ценность
Системы в целом для решения научных задач.
В то же время в мире развитие систем коммуникаций (не только видеосвязи)
идёт в сторону повышения мобильности, свободы общения и доступа к данным. В
качестве примера можно привести концепцию VC2 одного из лидеров рынка
видеоконференцсвязи компании Polycom. Согласно этой концепции в сеансах
видеоконференций может принимать участие человек с любым оборудованием – от
стационарного ВКС-терминала до ПК и мобильного телефона, а создавать и
управлять конференциями может не только администратор системы, но и рядовой
пользователь в любое удобное ему время. Кроме того, согласно этой концепции всё
оборудование для СВКС придерживается открытых стандартов на взаимодействие и
управление, что позволяет выстраивать любые централизованные и распределённые
решения. Аналогичные концепции и подходы существуют и у других
производителей оборудования ВКС.
Таким образом, задачей развития информационной инфраструктуры ДВО
РАН можно считать построение единой системы виртуального взаимодействия
научных сотрудников Отделения, при этом на СВКС ложится одна из ключевых
задач – обеспечение визуального взаимодействия сотрудников независимо от их
местонахождения. В случае реализации такая система позволит создать сеть
«виртуальных
лабораторий»,
создаваемых
по
необходимости
сотрудниками различных институтов (не только ДВО, но и других отделений и
зарубежными коллегами) для работы над какой либо проблемой, что должно
значительно повысить продуктивность и качество исследований.
15
Учитывая тот факт, что большое количество институтов Отделения находится
во Владивостоке, а также хорошую пропускную способность каналов сети ИАПУ,
равно как и наличие в ней мощных вычислительных ресурсов, оптимальным
решением будет размещение оборудования для поддержки «виртуальных
лабораторий» в ДВГИ, в одном из базовых узлов сети Приморского научного
центра. Указанное оборудование будет выполнять и функции MCU для
«классических» видеоконференций с использованием нового оборудования высокой
чёткости (HD) для институтов Владивостока и ДВО РАН.
4. Организация сетей сбора и передачи первичных
научных данных. Разработка систем удаленного
динамического мониторинга природных объектов.
Спутниковый мониторинг окружающей среды.
4. 1. Организация сети спутникового мониторинга
окружающей среды на Дальнем Востоке России
(Инициативный проект ИАПУ).
Центр коллективного пользования (ЦКП) регионального спутникового
мониторинга окружающей среды ДВО РАН (ИАПУ), расположенный в
г.Владивостоке, ведет прием и обработку информации с метеорологических
спутников с пространственным разрешением (от 250 м и более) и высокой
периодичностью измерений (не реже одного раза в сутки при мониторинге
поверхности Земли, одного раза в час – атмосферы). Принимаемая спутниковая
информация обеспечивает расчет таких полей океана и атмосферы, как температура
поверхности океана, профили температуры и влажности в атмосфере, осадки, ветер,
аэрозоль, скорости поверхностных течений, уровневая поверхность моря,
концентрация хлорофилла, вегетационные индексы и т.д.
Зона обзора любой антенной системы ограничена. Антенные системы,
стоящие на юге Дальнего Востока в г. Владивостоке «не видят» севернее 60. На
Дальнем Востоке оптимальная с точки зрения обзора спутниковая станция
находится в Магадане (ИТЦ «Сканэкс», г. Москва) (в г.Магадане – не видят южнее
40). Объединение этих двух зон обзора позволило бы видеть весь Дальний Восток и
все его акватории.
Конечный результат этого проекта мог бы состоять в создании
Дальневосточной сети спутникового информационного мониторинга состояния всех
дальневосточных акваторий и территорий и возможных опасных явлений природы в
регионе. Принципиальная особенность проекта - функционирование в режиме
реального времени, что позволит использовать эту информацию для управления
научными исследованиями, хозяйственным комплексом региона и контроля за
развитием опасных явлений природы.
16
Основные задачи этого Проекта, которые можно решить в рамках Целевой
Программы ДВО РАН «Информационно-телекоммуникационные ресурсы ДВО
РАН».
1. Создание Сети спутникового мониторинга Дальнего Востока России с
использованием Телекоммуникационной инфраструктуры Дальневосточного
отделения РАН. В качестве магистрального канала Сети необходима организация
высокоскоростного (планируемый трафик - не менее 8 Гбайт\сутки) канала передачи
данных Владивосток (ИАПУ) -Магадан (СВКНИИ). Этот канал позволит в
непрерывном режиме объединять информацию, которую получает спутниковая
станция «СканЭкс» в Магадане с информацией, которую получает Центр
спутникового мониторинга ДВО РАН. Также необходима организация сети
передачи обработанных спутниковых данных из г.Владивостока в г.Хабаровск,
Благовещенск, Петропавловск-Камчатский, Южно-Сахалинск (планирумый трафик
в каждый научный центр - 260 Мбайт\сутки) для обеспечения высокоскоростной
передачи спутниковых данных в институты всех научных центров
Дальневосточного отделения РАН для решения научных и прикладных задач.
2. Организация Центра хранения и первичной обработки спутниковых данных
ДВО РАН в гг.Владивосток и Магадан (на базе ИАПУ и СВКНИИ)
3. Разработка и создание территориально распределенной системы хранения и
обработки спутниковой информации Дальневосточного отделения РАН. Разработка
централизованных интерфейсов доступа к спутниковой информации ДВО РАН.
4. 2. Разработка и создание системы удаленного
мониторинга Северной группы вулканов Камчатки
(Совместный инициативный проект ДВГИ и ИВиС)
Основные вопросы, связанные с проявлениями вулканической активности,
эволюции
магматических
расплавов,
магматического
рудообразования,
предсказания извержений, исследования механизма эруптивной деятельности могут
быть решены на вулканах Северной группы (пос. Ключи Камчатская обл.,
Камчатская вулканостанция ИВиС) . Комплексный подход к изучению базальтового
и андезитового вулканизма возможен только в случае создания в районе узла
всестороннего мониторинга, включающего как апробированные методы, так и
новые методы слежения за активными вулканами. Одно из главных условий
предлагаемого мониторинга - непрерывная телеметрическая передача данных в
приемо-передающий центр.
Основные задачи:
1. Проектирование системы динамического мониторинга Северной группы
вулканов Камчатки.
2. Организация мобильного комплекса наблюдения и передачи информации.
3. Создание стационарных автоматизированных пунктов наблюдения на
перевалах и на вершинах соседних вулканов, включая видеонаблюдения.
4. Объединение всей аппаратуры в единую сеть, работающую в режиме
реального времени.
17
5. Интеграция сети мониторинга вулканов в телекоммуникационную
инфраструктуру ДВО РАН.
6. Организация специального Web-ресурса ДВО РАН, предоставляющего
доступ через Интернет с определенными правами доступа к данным дистанционного
мониторинга вулканов.
В рамках работ по первому этапу Программы на территории Камчатской
вулканостанции ИВиС, расположенной в пос. Ключи (рис.7) , в районе Северной
группы Камчатских вулканов, установлена спутниковая антенна (VSAT) и
организован спутниковый канал
64 Кб/c пос. Ключи- - Хабаровск. На
вулканостанции установлены две видеокамеры
4. 3. Создание системы динамического наблюдения за
природными объектами в заливе Петра Великого
(возможен совместный инициативный проект ТОИ и ИБМ)
4. 4. Отработка технологии оперативной связи с
маломерными научными судами ДВО РАН на акваториях
залива Петра Великого (Совместный инициативный проект ТОИ и ИАПУ)
Специалистами ТОИ и ИАПУ ДВО РАН с 2007 года при поддержке
администраций институтов, грантов РФФИ, ФЦП «Мировой океан» (подпрограмма
ЕСИМО) разрабатывается пилотная версия GRID-системы оперативного научного
мониторинга побережья и акваторий залива Петра Великого. В случае создания
такой системы специалисты нескольких институтов ДВО РАН (ТОИ, ИБМ, ТИБОХ,
ИАПУ, ИПМТ) получат уникальную возможность разворачивать долговременные
системы оперативного наблюдения за различными параметрами состояния
природной среды, которые будут полезны как для получения фундаментальных
научных знаний, так и для реализации широкого круга инновационных приложений
в интересах органов природооохраны, органов управлении территориями, МЧС, для
контроля морской деятельности в регионе, для рыболовецких организаций,
производителей марикультуры, пограничников, представителей туристического
бизнеса и т.д. Такая система будет уникальной для Российской академии наук, в
мире известны лишь несколько подобных высокотехнологичных проектов
комплексного оперативного мониторинга удаленных территорий и акваторий.
Поэтому, полагаем, реализация проекта будет содействовать повышению авторитета
ДВО РАН как современной научной организации, а также представит собой
практический пример использования созданной под руководством ТК ДВО РАН
сетевой инфраструктуры Отделения для реализации принципиально новых
наукоемких приложений. Общие затраты ТОИ и ИАПУ на реализацию проекта к
настоящему времени уже составили около 1,5 млн рублей. В случае небольшого
финансирования со стороны ТК ДВО РАН (порядка 400 тыс. рублей) станет
возможным в 2009 году в дополнение к ранее запланированным работам провести
отработку универсальной технологии комплексной автоматизации экспедиционных
18
исследований, выполняемых в заливе Петра Великого на маломерных научных
судах ДВО РАН.
В настоящее время при выполнении экспедиционных работ в заливе
используется несколько научных судов, принадлежащих различным институтам
ДВО РАН. Полагаем актуальной задачу организации сопровождения всех
выполняемых научных рейсов информационно-телекоммуникационной системой,
которая будет, во-первых, предоставлять ученым непосредственно на судах в
заливе доступ к ресурсам корпоративной сети ДВО РАН и Интернету; во-вторых,
обеспечивать возможность оперативной передачи данных выполняемых на судне
экспериментов по телекоммуникационным каналам Магистральной сети залива в
GRID-инфраструктуру Океанологической информационно-аналитической системы
ДВО РАН. Скорее всего, на начальном этапе научные отряды будут осторожно
относиться к возможности передачи по «общественным» каналам своих «личных»
данных. Поэтому считаем целесообразным силами самой ТК ДВО РАН обеспечить
поддержку функционирования на судах ряда общеполезных мониторинговых
систем, в частности, систем надводного и подводного видеонаблюдения,
автоматизированных метеостанций, систем регистрации гидрологических
характеристик, по ходу движения судна, систем протоколирования маршрута судна
данными GPS.
Возможна организация представления этих оперативных данных по всем
выполняемым в текущий момент научным рейсам на научном информационном
портале ДВО РАН.
Разработку
и
исследование
возможностей
описанной
системы
информационно-телекоммуникационного сопровождения научных рейсов в 2009
году предполагается провести на примере научно-исследовательского судна
«Малахит», принадлежащего ТОИ ДВО РАН. Часть необходимой для поддержки
данной задачи инфраструктуры уже развернута специалистами ТОИ и ИАПУ, часть
будет развернута в 2009 году по общему плану работ в рамках гранта РФФИ 08-0599100-р_офи.
5. Интеграция вычислительных, информационных и
аналитических ресурсов всех научных учреждений
ДВО РАН в единую научную GRID-сеть.
(Инициативный проект ИАПУ с участием ВЦ)
Задачи. Важность вычислительного эксперимента в современной науке
возрастает с каждым годом. Физические, химические, технические, экологические,
экономические и иные системы, лучше и быстрее поддаются исследованию при
помощи компьютерного моделирования, чем обычными теоретическими методами.
Постоянный рост производительности компьютерных систем обеспечивает
вычислительному эксперименту ведущую роль в научных достижениях ближайшие
десятилетия, при этом
производительность суперкомпьютеров обеспечивает
увеличивающееся поле научных исследований.
19
Производительности внешних каналов связи, используемых институтами ДВО
РАН в основном для доступа в Интернет, недостаточно для проведения на
постоянной основе вычислительных экспериментов в вычислительных центрах
западной части России. Поэтому развитие собственных суперкомпьютерных центов
является одной из первостепенных задач, стоящих перед ДВО РАН.
Большинство институтов ДВО РАН, обладающих вычислительными
ресурсами, сосредоточено в Академгородке в пригороде г. Владивостока. Это
ИАПУ, ТОИ, ИХ, ИПМ. Между институтами Академгородка развёрнута
корпоративная сеть производительностью 100 Мбит/сек. Значительными
вычислительными мощностями обладает также Вычислительный центр ДВО РАН в
г.Хабаровске. Суммарная вычислительная мощность всех кластеров ДВО РАН
составляет 3,6 TFLOPS, из которых 1,9 TFLOPS сосредоточено в
суперкомпьютерном центре ИАПУ ДВО РАН, в котором с 1999 года организован
Центр коллективного пользования Дальневосточный Вычислительный ресурс.
Основной задачей суперкомпьютерных центров является обеспечение
функционирования оборудования и предоставление доступа к суперкомпьютерным
вычислительным
ресурсам.
Однако
существенным
условием
развития
суперкомпьютерных центров в ДВО РАН является организация благоприятной
среды для имеющихся и будущих пользователей. Рост вычислительных мощностей
суперкомпьютерного центра ИАПУ ДВО РАН постепенно привлекает новых
пользователей, количество которых в настоящее время уже превышает сорок
человек и продолжает увеличиваться в настоящее время. Использование
суперкомпьютерной техники в научной деятельности требует наличия
программного обеспечения, специалистов обученных работе с программным
обеспечением и определённых навыков постановки задач. В лабораториях,
использующих суперкомпьютерные вычисления, вырастают новые специалисты,
обученные работе со специализированным программным обеспечением. При
условии обеспечения достаточного технического уровня, можно ожидать, что
количество пользователей суперкомпьютерных центров будет увеличиваться вплоть
до полного охвата всех научных сотрудников ДВО.
Оценивая перспективы развития суперкомпьютерных центров в ДВО РАН,
круг задач, которые предстоит решить в ближайшие несколько лет, может быть
определён следующим образом:
1. Интеграция вычислительных ресурсов всех научных подразделений ДВО РАН
в единую научную вычислительную GRID-сеть. Построение системы
высокоскоростных GRID каналов связи до всех научных центров ДВО РАН
(гг. Владивосток, Хабаровск, Благовещенск, Магадан, ПетропавловскКамчатский, Южно-Сахалинск).
2. Разработка и реализация инструментальных средств работы в GRID-сети ДВО
через Web: доступ к вычислительным ресурсам, запуск и управление
задачами, мониторинг состояния ресурсов и задач.
3. Разработка и внедрение территориально распределенных систем хранения
научной информации.
4. Создание на основе Телекоммуникационной инфраструктуры ДВО РАН и
GRID сети ДВО РАН виртуального супер - вычислителя.
20
6. Внедрение современных информационных
технологий в научные исследования
Дальневосточного отделения РАН
1.Организация Конференций по применению современных информационных
технологий в научные исследования с периодичностью раз в два года.
2. Содействие формированию тематических и научных Интернет – ресурсов
ДВО РАН через проведение периодических Конкурсов ресурсов и т.п.
3.Организация на базе ИАПУ обучения системных администраторов
региональных узлов Сети ДВО РАН, а в дальнейшем и институтов ДВО РАН.
4. Организация на базе ИАПУ постоянно действующей школы
высокопроизводительных вычислений для подготовки в удаленных регионах
пользователей суперкомпьютеров и GRID.
Предлагаемые проекты и направления работ соответствуют текущим мировым
тенденциям в развитии информационно-телекоммуникационных систем.
Ведущая организация Программы – Учреждение Российской академии наук
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
Организации-соисполнители Учреждения Российской академии наук:
 Дальневосточный геологический институт
 Тихоокеанский океанологический институт







Тихоокеанский институт географии
Вычислительный центр
Институт вулканологии и сейсмологии
Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт
Центральная научная библиотека
Институт морской геологии и геофизики
Институт геологии и природопользования
Руководитель Программы – академик А.И.Ханчук, первый
заместитель Председателя ДВО РАН, директор Дальневосточного геологического
института ДВО РАН
Заместитель руководителя Программы – член-корреспондент
РАН Ю.Н. Кульчин, заместитель Председателя ДВО РАН, директор ИАПУ
ДВО РАН
21
Заместитель руководителя Программы - академик В.А.Левин,
заместитель директора ИАПУ ДВО РАН
Координатор Программы - член-корреспондент РАН Ю.Н. Кульчин,
заместитель Председателя ДВО РАН
Сроки выполнения второго этапа Программы: 2010-214 гг.
Предлагаемые организационные изменения
На Целевую программу ДВО РАН «Информационно-телекоммуникационные
ресурсы ДВО РАН» выделяются значительные финансовые ресурсы. Президиум
ДВО РАН утвердил специальный коллегиальный орган - Телекоммуникационную
комиссию ДВО РАН, которая, учитывая, что региональные сегменты Сети ДВО
РАН практически не пересекаются по потребителям, зонам ответственности,
управлению,
должна
обеспечить
баланс
интересов
сегментов
через
представительство. Комиссия собирается дважды в год. В конце года проходит
отчетное заседание. За освоение средств, естественно, идет борьба. Для определения
пропорций распределения средств необходимы количественные показатели, в
соответствии с которыми должно происходить нормальное распределение средств
(примеры показателей - количество сотрудников, статистика сетевого трафика,
статистика по мощности источников оцифрованных данных, стоимости аренды
каналов связи, потребляемые узлами мощности электропитания и т.д.).
Цивилизованная борьба за средства также должна сводиться к контролю за
объективностью показателей конкурентов и к работе над объективным улучшением
собственных показателей.
К сожалению, в настоящий момент данные о региональных сегментах Сети,
приводимые в итоговых сводных отчетах Комиссии, не соответствуют
действительности даже качественно. Судьбу предложения, поданного в Комиссию,
отследить достаточно сложно. Построить современный (электронный), прозрачный
процесс организации финансирования информационных проектов в ДВО РАН пока
не удалось, хотя примеров успешно работающих ИИ-проектов с аудитом и
открытым процессом работы с заявками/рецензиями/отчетностью, достаточно
много.
Таким образом, предлагаемые организационные изменения
состоят в следующем:
1. Организация Совета
Программы, направленного на выработку
стратегических и тактических решений в области информационных
технологий, необходимых для успешного выполнения фундаментальных
исследований в Дальневосточном отделении РАН.
2. Построение современного, электронного, прозрачного процесса организации
заявок/рецензий/отчетности при финансировании проектов от институтов и
22
организаций ДВО РАН в рамках Целевой Программы ДВО РАН
«Информационно-телекоммуникационные ресурсы ДВО РАН».
3. Определение роли Телекоммуникационной комиссии ДВО РАН при
выполнении Целевой Программы ДВО РАН «Информационнотелекоммуникационные ресурсы ДВО РАН» как консультационной
комиссии при выработке технических решений.
Совет Программы
Председатель Совета Программы академик В.И.Сергиенко,
Председатель Дальневосточного отделения РАН, директор Института химии ДВО
РАН
Сопредседатель Совета Программы – академик А.И.Ханчук,
первый заместитель Председателя ДВО РАН, директор Дальневосточного
геологического института ДВО РАН
Заместитель Председателя Совета Программы – членкорреспондент РАН Ю.Н. Кульчин, заместитель Председателя ДВО РАН, директор
Института автоматики и процессов управления ДВО РАН
Ученый секретарь Совета Программы – к.ф.-м.н. Е.А. Голенков,
заведующий отделом эксплуатации информационно-вычислительных ресурсов
ИАПУ ДВО РАН.
Члены Совета Программы
Академик П.Я. Бакланов, директор Тихоокеанского института географии
Академик Е.И.Гордеев, Председатель Камчатского научного центра,
директор Института вулканологии и сейсмологии
Академик В.А. Левин, заместитель директора ИАПУ ДВО РАН
Член-корреспондент РАН Н.А.Горячев, директор Северо-Восточного
научного центра
Член-корреспондент РАН Г.И.Долгих, заместитель председателя ДВО РАН
Член-корреспондент РАН Б.В.Левин, председатель Сахалинского научного
центра, директор Института морской геологии и геофизики
Член-корреспондент РАН С.И.Смагин, директор Вычислительного центра
Л.А.Наумов, д.т.н., директор Института проблем морских технологий
Е.Я.Фрисман, д.б.н., директор Института комплексного анализа
региональных проблем
Б.М.Шевцов, д.ф.-.м.н., директор Института космофизических исследований
и космического распространения радиоволн
Директор ИАПУ ДВО РАН
член-корреспондент РАН
Ю.Н. Кульчин
23