Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Менеджмент в сфере информационных технологий. Учебное пособие.pdf
тельные и продвинутые решения этой компании устанавливаются
Название
Количество
ядер
Тип
разъёма
Тактовая
частота (ГГц)
INTEL
Core 2
2, 4
LGA 775
1,86–3,50
Celeron
(Dual-Core)
1, 2
LGA 775, 1156, 1155
1,60–2,50
Pentium
(Dual-Core)
2
LGA 775, 1156, 1155
2,60–3,00
Core i3
2
LGA 1156, 1155
2,93–3,33
Core i5
2, 4
LGA 1156, 1155
2,67–3,60
Core i7
2, 4, 6
LGA 1366, 1156, 1155,
2011
2,66–3,60
AMD
Sempron
1
Socket AM2+, AM3
2,60–2,80
Athlon II
2, 3, 4
Socket AM3, FM1
2,60–3,40
Phenom II
2, 4, 6
Socket AM2+, AM3
2,50–3,70
A-series
2, 3, 4
Socket FM1
2,10–3,00
FX-series
4, 6, 8
Socket AM3+
3,30–4,20
в разъем LGA 2011.
Среди изделий AMD, на сегодняшний день самым используемым типом разъема можно назвать Socket AM3. В него устанавливаются большинство бюджетных и самых ходовых продуктов
компании. Все новейшие процессоры и производительные решения имеют разъемы Socket AM3+ и Socket FM1.
Тактовая частота – характеристика определяющая произво-
дительность процессора, измеряющаяся в мегагерцах (МГц) или
гигагерцах (ГГц) и показывающая то количество операций, которое
он может проделать в секунду. Однако проводить сравнение производительности разных моделей процессоров только по показателю
их тактовой частоты нельзя, так как для выполнения одной операции разным чипам может потребоваться разное количество тактов.
Кроме того, современные системы при вычислениях используют
конвейерную и параллельную обработки, и могут за один такт выполнить сразу несколько операций. Все это приводит к тому, что
разные модели процессоров, имеющие одинаковую тактовую частоту, могут показывать различную производительность.
Таблица 2.1
Сравнение семейств процессоров
21
Технологический процесс (технология производства). При
производстве микросхем, в частности кристаллов микропроцессоров, в промышленных условиях используется фотолитография –
метод, которым с помощью литографического оборудования на
тонкую кремневую подложку наносятся проводники, изоляторы и
полупроводники, которые и формируют ядро процессора. В свою
очередь, используемое литографическое оборудование имеет
определенную разрешающую способность, которая и определяет
название применяемого технологического процесса.
Постоянное совершенствование технологий позволяет пропорционально уменьшать размеры полупроводниковых структур,
что способствует уменьшению размера процессорных ядер и их
энергопотребления, а так же снижению их стоимости. Снижение
энергопотребления уменьшает тепловыделение процессора, что
позволяет увеличивать их тактовую частоту, а значит и вычислительную мощность. Также небольшое тепловыделение позволяет
применять более производительные решения в мобильных компьютерах (ноутбуки, нетбуки, планшеты).
Первый процессор Intel с архитектурой x86, до сих пор являющейся основной для всех современных ЦП, был произведен
в конце 70-х годов с помощью техпроцесса равному 3,0 мкм (микрометра). К началу 2000-х годов практически все ведущие производители микросхем, включая компании AMD и Intel, освоили
0,13 мкм или 130 нм технологический процесс. Большинство современных процессоров изготавливаются по 32 нм техпроцессу,
а с середины 2012 года и по 22 нм технологии.
Встроенная графика. С развитием технологий производства и,
как следствие, уменьшением размеров чипов, у производителей
появилась возможность размещать внутри процессора дополнительные микросхемы. Первой микросхемой стало графическое
ядро, отвечающее за вывод изображения на монитор.
Такое решение позволяет снизить общую стоимость компьютера, так как в этом случае нет необходимости использовать
отельную видеокарту. Гибридные процессоры ориентированы на
использование в бюджетных системах и корпоративном секторе,
где производительность графической составляющей вторична.
Первый пример интеграции видеопроцессора в ЦП продемонстрировала компания Intel в начале 2010 года.
22
Когда-то разница по функционалу между интегрированной и
дискретной графикой была принципиальной. На сегодняшний же
день можно говорить лишь о разной производительности этих
решений, так как встроенные видеочипы способны выводить
изображения на несколько мониторов в любых доступных разрешениях, выполнять 3D-ускорение и аппаратное кодирование видео. Интегрированные решения по своей производительности и
возможностям можно сравнить с младшими моделями видеокарт.
Компания Intel интегрирует в свои процессоры графическое
ядро под названием Intel HD Graphics собственной разработки.
При этом процессоры Core 2, Celeron и старшие модели Core i7
встроенных графических ядер не имеют.
AMD, осуществив слияние в 2006 году с гигантом по производству видеокарт, канадской компанией ATI, встраивает в свои решения видеочипы семейства Radeon HD. Более того, некоторые новые
процессоры компании представляют собой объединение процессорных ядер x86 и графических Radeon на одном кристалле. Единый
элемент, созданный путем слияния центрального (CPU) и графического (GPU) процессоров, получил название APU, Accelerated
Processor Unit (ускоренный процессорный элемент). Именно так
(APU) теперь и называют процессоры A и E-серий.
Интегрированные графические решения от компании AMD
являются более производительными, чем Intel HD, и выглядят
предпочтительнее в игровых приложениях.
2.2. Телекоммуникационные средства
Во всех системах информатизации существенную роль играет
нижний уровень средств коммуникации, в первую очередь ло-
кальные вычислительные сети (ЛВС). Телефонные сети играют
важную роль при интеграции средств ЛВС с ее окружением. Телефонизация России является актуальной задачей, так как в значительной степени определяет перспективы информатизации.
В нашей стране осуществляются федеральные программы развития телефонных сетей, создания магистральных мощностей, перевода телефонной связи на цифровые технологии.
В последние годы при формировании нижнего уровня средств
связи все большее значение приобретает связь, использующая мобильные телефонные аппараты, так называемые сотовые телефо-
23
ны, которые становятся более многофункциональными, обеспечивают интеграцию с системами передачи и ОИ.
Возможности межрегиональной, национальной и глобальной
информационной технологии зависят от степени развития каналов, объединяющих первичные сети. За последние годы Россия
интегрировалась в мировое телекоммуникационное пространство.
Завершено строительство международных телефонных линий
Россия – Дания, Россия – Япония – Южная Корея, Италия – Турция – Украина – Россия и цифровой радиорелейной линии Москва –
Хабаровск. Этот факт позволил Госкомсвязи России уже в 1996 г.
сообщить о замыкании через нашу страну мирового телекоммуникационного кольца.
Основная деятельность многих интернациональных и транснациональных компаний (межбанковские расчеты, грузовые и
пассажирские перевозки, системы телевидения и связи, многие
промышленные производства и т. д.) требовала создания глобальных информационных сетей. ИС, создаваемые такими компаниями, стали глобальными. Неотвратимая необходимость обусловила
кооперацию ИС разных компаний и возникновение ИС коллективного пользования.
Наиболее популярной и развитой в настоящее время глобальной системой коллективного пользования является Интернет. Основу сети составляет система серверов, между которыми связь
обеспечивается общедоступными каналами связи. Доходным бизнесом становится формирование ресурсов Интернет, но для этого
необходимо много мощных ЭВМ и скоростных каналов связи.
Ресурсы сети Интернет предоставляются экономической и социальной инфраструктуре общества. Мировая экономика глобализируется за счет использования глобальных информационных сетей.
Доступ к ресурсам сети Интернет определяется всеми ее компонентами: телефонными сетями; сетью серверов сети Интернет,
обеспечивающих непосредственное подключение абонента к ресурсам сети; телекоммуникационными магистралями, поддерживающими глобальные коммуникации.
Интернет-технология эффективна только при наличии развитой специальной инфраструктуры, ключевыми моментами в которой являются телекоммуникационные составляющие и вычислительные мощности серверов.
24
Осуществляемый через сеть Интернет бизнес – электронная
коммерция – прогрессирует: к концу прошлого столетия произо-
шел рост числа компаний, делающих бизнес в Интернете, и увеличение оборота сделок до 196 млрд долл. Более половины объема продаж фирмы Intel реализуется через Интернет: ежемесячный
объем сделок в сети у нее превысил 1 млрд долл.
Стремительный рост объемов трафика и изменение его структуры, необходимость обслуживания увеличивающегося в геометрической прогрессии количества пользователей мобильными и
беспроводными технологиями, формирования высокопроизводительных кластеров для обработки больших объёмов данных и хорошо масштабируемых виртуализированных сред для предоставления облачных сервисов – все это серьезно изменило требования
к сетевым средам. В последние несколько лет компьютерные сети
превратились в ограничивающий фактор развития вычислительной инфраструктуры. Главная проблема состоит в том, что традиционные сети слишком статичны и потому не соответствуют динамике, свойственной современному рынку.
Сегодня в области компьютерных сетей мир переживает смещение акцентов с аппаратного уровня на программный. Это открывает новые возможности и новые рынки для российских разработчиков и компаний, поскольку именно в области программного обеспечения позиции России традиционно сильны. Одной из
самых перспективных технологий, воплотившей в себе переход от
аппаратного на программой уровень, является технология про-
граммно-конфигурируемые сети (ПКС/SDN software defined
networks).
В 2007 г. американскими преподавателями Мартином Касадо
(Martin Casado), Ником МакКеоном (Nick McKeown) из Стэндфордского университета и Скоттом Шенкером (Scott Shenker) из
университета Беркли был разработан новый язык общения компьютерных сетей – протокол OpenFlow. До этого архитектура сетей развивалась по методу ласточкиного гнезда, т. е. по мере выявления проблем к стеку протоколов TCP/IP добавлялся новый
протокол, который эту проблему решал. Таким образом, в современных сетях функции управления и передачи данных совмещены, что делает контроль и управление очень сложными. ПКСподход, который родился после разработки протокола OpenFlow,
25
позволяет уйти от «ручного» управления сетью, разделяет процесс управления и процесс передачи данных. В традиционных
коммутаторах и маршрутизаторах эти процессы неотделимы друг
от друга. Поскольку эти задачи – разные, и подходы к решению
каждого должны быть разными. Согласно концепции ПКС, вся
логика управления выносится в так называемые контроллеры, которые способны отслеживать работу всей сети.
В мировой ИТ-отрасли уже признано, что по силе своего влияния на современную ИТ-индустрию ПКС/SDN стоит в одном ряду
с такими прорывными технологиями, как Cloud и BigData. По прогнозам информационного агентства SDNCentral, рынок ПКС/SDNрешений может составить к 2018 г. 35 млрд долл. В последние годы
наблюдается рост продаж ПКС-технологий с 10 млн долл. в 2007 г.
до 252 млн долл. в прошлом году. Это одна из тех технологий, которая способна изменить ландшафт ИТ-рынка и поменять позиции
традиционных ИТ-гигантов (Cisco, Brocade, HP, IBM и др.). Ведущие аналитические агентства (Gartner, IDC) дают рынку ПКСрешений не менее 60 % роста в год при средних темпах ростах ИТотрасли в 10–12 %.
Основные области применения ПКС: коммутация, контроллеры, виртуализация облачных приложений и виртуализация
средств безопасности сетевых решений.
Ключевые преимущества внедрения ПКС в компаниях со
сложной ИТ-инфраструктурой:
1. Стоимость. Снижается стоимость владения компьютерны-
ми сетями за счет сокращения расходов на управление, как следствие, увеличение прибыли.
2. Повышение производительности. Благодаря снятию с ком-
мутаторов нагрузки по обработке тракта управления ПКС позволяет этим устройствам направить все свои ресурсы на ускорение
перемещения трафика.
3. Реализация и тестирование новых сервисов. Программные
средства ПКС позволяют администраторам добавлять новую
функциональность к имеющейся сетевой архитектуре.
4. Администрирование. На централизованном ПКС-контро-
ллере системный администратор может наблюдать всю сеть
в едином представлении, за счет чего повышается удобство управления, обеспечение безопасности и выполнение других задач.
26
5. Безопасность. Поскольку ПКС позволяет администратору
четко видеть все потоки трафика, ему будет легче замечать вторжения и выявлять другие проблемы. ПКС также позволяет администратору назначать приоритеты различным типам трафика и
разрабатывать правила реагирования сети при заторах и проблемах с оборудованием.
6. Облачные технологии. В облаках данные и приложения
размещены на компьютерах, взаимодействующих по сети, и данная технология способна обеспечить требуемый облакам уровень
интеллектуальности сетей, необходимый в частности для работы
обширных групп коммутаторов.
Возникновение рынка ПКС-технологий обусловлено также
ростом венчурных инвестиций в компаниях, ориентированных на
программно-конфигурируемые сети. Как показало исследование,
венчурный капитал компаний, ориентированных на ПКС, вырос
с 10 млн долл. в 2007 г. до 454 млн долл. в 2012 г. Кроме того, доля расходов на оборудование с поддержкой ПКС-технологий увеличится с 2 % в этом году до 40 % в 2018 году. Объем рынка программного обеспечения виртуализации сети вырастет с 10 млн
долл. в этом году до 1,2 млрд долл. в 2018 г.
Сегодня на рынке ПКС заметны две основные тенденции: активное появление перспективных стартапов и ориентация лидеров
рынка ИКТ на ПКС/SDN, выражающееся в открытии собственных
научно-исследовательских подразделений, которые работают по
данной тематике, и отдельных линеек продуктов, которые основаны на новом подходе. ПКС/SDN также способна стать стартапмашиной в сфере сетевых технологий.
Ряд производителей готов к продаже собственных решений
в области ПКС. Например, Cisco Systems, помимо запуска линейки коммутаторов Nexus и Catalyst 35XX, которые способны работать в традиционных сетях и в ПКС, анонсировала платформу
Open Network Environment (ONE), специально предназначенную
для поддержки решений ПКС. Кроме этого, эта компания объявила о создании пилотной версии программного обеспечения для
контроллеров, а также пилотной версии агента OpenFlow для сбора сведений о работе сетевых инфраструктур ПКС. Компания
Juniper Networks добавила опцию OpenFlow в операционную систему Junos SDK, а затем объявила о реализации этой технологии
27
в линейке коммутаторов серий EX и MX. Компаниями NEC,
Pronto и Marvell предложены коммутаторы, которые реализуют
только протокол OpenFlow, а IBM выпустила контроллер IBM
System Networking Programmable Network Controller как программное приложение на Linux-платформе на основе OpenFlow.
В HP реализуется стратегия HP Virtual Application Networks, которая предусматривает выпуск контроллера, приложения, а также
услуг и решения на основе ПКС, а Brocade представлены первые
продукты с поддержкой ПКС, в частности коммутатор Brocade
VDX 8770. Компанией Intel продемонстрировано на IDF решение
для коммутатора SDN и ПО с поддержкой протокола OpenFlow на
базе Linux.
В России ПКС-технологией начали заниматься сравнительно
недавно. С 2012 г. свои исследования в этой области начал проводить Центр прикладных исследований компьютерных сетей
(ЦПИКС), инициирующий как бесплатные обучающие мероприятия по ПКС-технологии, так и реализующий open-source проекты
на основе ПКС-подхода с такими компаниями, как ОАО «Ростелеком», Intel, EMC и др.
Опытные решения на основе ПКС сейчас полностью внедрены в ЦОДах Google.
Интерес к ПКС-технологии есть не только у крупных корпораций и бизнеса. Министерство образования и науки РФ в начале
2013 г. объявило конкурс на создание и развитие отечественной
платформы с открытым программным кодом для управления программно-конфигурируемыми сетями (ПКС). Исследовательский
проект направлен на решение следующих распространенных проблем: совместимость оборудования различных поставщиков;
снижение энергопотребления и реализация эффективных технологий; обеспечение отказоустойчивости и качества сервисов; обеспечение безопасности и управление виртуализацией ресурсов. Это
актуальный вопрос, учитывая, что сегодня наша страна является
стопроцентным потребителем иностранного полностью закрытого
оборудования. На открытый конкурс на проведение НИОКР по
ПКС-технологиям подали заявки 23 организации, в числе которых
университеты и научно-исследовательские лаборатории из СанктПетербурга, Нижнего Новгорода, Ярославля, Томска, Омска, Белгорода. Обширный список участников конкурса говорит о том,
28
что перспективы ПКС-технологии считаны вузовским сообществом, и изучение подхода активно проникает и в образовательную среду. Если говорить о зарубежном опыте поддержки ПКСтехнологии государством, то можно привести в пример Национальный научный фонд (NSF) США, который с 2010 г. выделил
около 25 грантов общей суммой 10 млн долл. американским университетам на исследование ПКС-технологии.
Результатами использования ПКС-технологии могут стать:
прототип первого российского коммутатора для ПКС-сетей, специальное ПО, средства разработки приложений, системы обеспечения контроля и безопасности в сетях нового поколения, средства обнаружения вторжений для облачных платформ, средства
виртуализации систем хранения данных для ЦОД и облачных вычислений.
2.3. Программные средства информационной системы
Основа базовых средств ЭВМ – операционная система (ОС)
с высокой надежностью и жизнеспособностью. По этим качествам
эталоном служит ОС MVS фирмы IBM – базовая для ЭВМ семейства ESA/390, в основу которой заложены два принципа: первый –
локализация ошибки в минимальном элементе задания и отбрасывание этого задания; второй – возможность восстановления состояния после сбоев, позволяющее воссоздать тысячи нажатий клавиш пользователем на этапе восстановления состояния.
Созданы варианты с меньшими возможностями на основе базовой ОС MVS/ESA, а также ОС для средних машин AIX/390, для
инсталляции которых нужны меньшие ресурсы, и которые обес-
печивают соответственно более низкий уровень качества управления вычислительным комплексом.
Базовой ОС средних машин служит ОС UNIX, являющаяся
основной для серверов среднего уровня и предназначенная для
серверов высшего уровня и суперсерверов масштаба предприятия.
До недавнего времени занимались разработкой ОС UNIX
компании мирового класса: AT&T GIS, Data General, DEC, HP,
IBM, Novell, Santa Cruz Operation, Siemens Nixdorf, SUN Microsystems и др. Компании, производящие 64-разрядные операционные
системы (Digital, Hewlett-Packard, SUN Microsystems и IBM), традиционно разрабатывали свою ОС (Digital UNIX, HP-UX, Solaris и
29
AIX соответственно) как надстройку к собственному RISC-
процессору.
Кроме стандартных вариантов, ОС UNIX заявляет о себе
ОС Linux.
UNIX-серверы зарекомендовали себя в сфере кластеризации,
т. е. в объединении серверов в группы, чтобы повысить производительность и обеспечить высокую отказоустойчивость.
Семейство Microsoft Windows в нескольких версиях практически безраздельно господствует в качестве ОС для ПК.
В ряд центральных ресурсов ИС становится система управления данными в связи с увеличением масштабов хранения и обработки данных. Формирование структур данных осуществляется
в среде той или иной стандартной системы управления базами
данных (СУБД). Выбор СУБД в масштабных ИС является при-
мерно такой же значимой задачей, что и выбор ОС, столь же
трудным может быть переход системы на другую СУБД.
Выбор СУБД заказчиками осуществляется в результате тестирования различных вариантов, учитывающих характер задач
формирования структур и обработки данных, требования защищенности и т. п.
Модель данных является одной из важнейших характеристик
СУБД. Теоретически любая информация может быть представлена в виде реляционной модели данных, имеющей наиболее проработанные математическое основание и стандарты и отличающейся большой гибкостью относительно изменения структуры данных. Однако существуют задачи, которые могут быть более эффективно решены средствами других моделей.
Одной из основных объектно-ориентированных систем является Oracle 8 компании Oracle. Объектно-ориентированные возможности в своих схемах баз данных реализуют Dynamic Server
компании Informix, Sybase, DB2 компании IBM, которая перенесла эту новую версию СУБД на самый массовый бизнескомпьютер AS/400.
Средства для доступа к большим объемам данных, возможность быстрого поиска в сверхбольших объемах данных обеспечивает технология хранилищ информации (Data Warehouse),
в основе которой лежит идея создания централизованной корпоративной базы данных, главным предназначением которой явля-
30