Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 656.6 Эксплуатация водного транспорта
The main stages of designing a local area network at a water transport enterprise are considered. The goals and objectives of each stage are outlined, the most significant stage in the design is highlighted – a pre-design survey, within which a thorough collection of information from the customer (industry enterprise) should be carried out and the parameters and conditions for the functioning of the future network should be determined. It is important to take into account the need for employees to work in industry information systems and the specifics of working with them, as well as to provide appropriate reliable equipment for the correct and uninterrupted operation of the enterprise. An example of a room plan for water transport enterprises is given, it is noted which physical characteristics must be taken into account when developing the plan. A general list of equipment for the future local area network is defined, active and passive equipment are noted. The main advantages and disadvantages of communication lines are considered. Examples of a physical circuit and a logical circuit for connecting computers to a network in an enterprise are given. The federal and regional information systems used at water transport enterprises for the implementation of state functions are listed. Enterprises can use a large number of such systems simultaneously, as well as real-time access from several workplaces to one system. The cost of designing the local network of a water transport enterprise was estimated, it was determined that the largest part falls on material costs.
water transport, local area network, design, information systems, network equipment, software, communication channels, communication lines, network topology, design costs
Введение
Одним из важнейших шагов при создании локальной вычислительной сети (ЛВС) является ее проектирование, которое представляет собой комплексную разработку проекта ЛВС предприятия на основе совокупности проектов отделов, подразделений по декомпозиционному принципу. Качественно спроектированная и развернутая ЛВС обеспечивает бесперебойное функционирование инфраструктуры любого предприятия, в том числе предприятия водного транспорта. Для принятия решения о создании ЛВС необходимо предварительно выполнить оценку стоимости ЛВС, которая позволяет выбрать оптимальную конфигурацию, оценить затраты на внедрение и обслуживание сети предприятия.
Этапы проектирования ЛВС
Локальная сеть представляет собой компьютерную сеть, находящуюся на предприятии пользователя в пределах ограниченного географического района [1]. В целях разработки проекта локальной вычислительной сети отраслевого предприятия укрупненно реализуются следующие этапы/задачи: предпроектное обследование, разработка проекта ЛВС, оценка затрат на проектирование ЛВС (табл. 1) [2].
Таблица 1
Table 1
Основные этапы проектирования ЛВС предприятия водного транспорта
The main stages of designing a local computer network of a water transport enterprise
|
Этапы |
Цели |
Задачи |
|
Предпроектное обследование |
– исследование организационно-экономи-ческой сущности предприятия; – исследование информационных систем и технологий, планируемых к использованию на предприятии водного транспорта; – исследование особенностей информационного обеспечения; – выявление стоимостных и других ограничений предприятия |
– определение потребностей предприятия; – выявление основных параметров предметной области (например, предприятия или его подразделения); – определение количества необходимых рабочих станций; – установление условий, в которых будет функционировать ЛВС |
|
Разработка проекта ЛВС |
– проведение обследования помещений предприятия водного транспорта; – проведение обследования оборудования предприятия водного транспорта; – разработка проекта ЛВС предприятия водного транспорта |
– проведение обследования помещений, разработка их плана; – оценка потребностей в оборудовании для проектирования ЛВС предприятия водного транспорта; – разработка физической и логической модели ЛВС предприятия водного транспорта |
|
Оценка затрат на проектирование ЛВС |
Оценка общей стоимости проектирования ЛВС предприятия водного транспорта |
– расчет материальных затрат на проектирование ЛВС предприятия водного транспорта; – расчет затрат на оплату труда и налоги при проектировании ЛВС предприятия |
Предпроектное обследование. Основными целями выполнения этапа являются исследование организационно-экономической сущности предприятия; исследование информационных систем и технологий, планируемых к использованию на предприятии водного транспорта; исследование и учет особенностей информационного обеспечения; выявление стоимостных и других ограничений предприятия.
В рамках исследования организационно-эконо-мической сущности отраслевого предприятия осуществляется изучение деятельности предприятия водного транспорта, включая нормативные документы, выполняется сбор информации о структуре, направлениях деятельности и др., формируется краткая организационно-экономическая характеристика предприятия.
При анализе организационной структуры необходимо уточнить штатное расписание предприятия; планы компании по расширению (создание новых подразделений / новых рабочих мест); необходимость объединения ЛВС отдельных подразделений, филиалов, предприятия в единую территориальную распределенную сеть; возможность создания подразделений для администрирования проектируемой ЛВС. Также важно определить количество рабочих станций для будущей локальной вычислительной сети на основе оценки актуального штатного расписания сотрудников с учетом количества сотрудников, которые используют ПК для решения профессиональных задач.
В рамках исследования информационных систем и технологий, планируемых к использованию на предприятии водного транспорта, необходимо понять, какое программное обеспечение (ПО) планируется использовать сотрудниками и на какие характеристики будущей ЛВС они могут повлиять (характеристики процессора, видеокарты, стоимость оборудования).
Перечень используемого ПО связан с классом решаемых задач в конкретном подразделении и предприятии в целом, стоимостными ограничениями, возможностью подключения к ЛВС по принципу удаленного доступа оборудования с учетом политики безопасности компании.
Проект сети должен учитывать специфику используемого ПО на предприятиях водного транспорта. В части государственных информационных систем (ГИС) в отрасли можно выделить федеральные информационные системы и региональные информационные системы, созданные на основании федеральных законов, законов субъектов Российской Федерации, правовых актов государственных органов; муниципальные – созданные на основании решения органа местного самоуправления, иные информационные системы.
В качестве ГИС на предприятиях водного транспорта для реализации отраслевых государственных функций на федеральном уровне могут использоваться следующие системы: Информационная система по регистрации судов и прав на них (ИС РСП), Автоматизированная система «По учету транспортных происшествий на морском и речном транспорте и выработке мер по их предупреждению», Глобальная автоматизированная система мониторинга и контроля за местоположением российских морских и смешанного (река – море) плавания судов, Комплексная интегрированная информационная система «МОРЕ» и др.
К региональным информационным системам, применяемым на отраслевых предприятиях, можно отнести следующие системы: Региональная система безопасности мореплавания в восточной части Финского залива, ГИС Санкт-Петербурга «Региональная навигационно-информационная система», Информационная система мониторинга речного транспорта Москвы (КИС МРТ), ГИС «Перечень маршрутов водного транспорта» и др.
Ведомственные информационные системы и системы предприятий широко распространены в отрасли, в частности автоматизированная система управления «Логистика. Управление перевозками», Системы мониторинга швартовки и стоянки судов MOORiNET, Система контроля расхода топлива и мониторинга транспорта Boat Watch и др. [3, 4].
Все вышеперечисленные системы относят к информационным системам специальной деятельности. На предприятии может использоваться как большое количество таких систем одновременно, так и потребоваться одновременный доступ в режиме реального времени с нескольких рабочих мест к одной системе. Например, это актуально для систем автоматической идентификации судов, мониторинга и контроля из местоположения, обеспечения безопасности на реке и море, при спасательных операциях и т. д. Эти особенности (специфика систем, необходимость одновременной работы в режиме онлайн) также формируют требования к сети.
Особенности информационного обеспечения отраслевого предприятия любого уровня связаны с необходимостью вести обязательный учет своей деятельности и регулярно предоставлять статистическую и финансовую отчетность в соответствующие субъекты учета (Росморречфлот и Росстат). Так, в целях сбора статистики и ведения учета, например в части отраслевых показателей (количественный учет отечественного флота, мощностей причалов, характеристик водных путей, мониторинг объемов и направлений перевозок грузов и пассажиров, объемов погрузочно-разгрузочных работ) применяются специализированные системы и технологии, в том числе и информационные системы типовой деятельности (системы электронного документооборота, бухгалтерского и управленческого учета, финансовые и др.).
Например, отраслевому предприятию важно вести и регулярно обновлять свой официальный сайт, формировать реестры открытых данных, размещать и актуализировать наборы открытых данных (отраслевых показателей), иметь возможность предоставлять первичные статистические данные электронным способом в Росстат (сейчас онлайн, а в перспективе использовать Цифровую аналитическую платформу предоставления статистических данных) и в Росморречфлот (через систему электронного документооборота), накапливать данные для анализа и мониторинга и др.
Важно понимать, что для корректной и бесперебойной работы системы ЛВС необходимо ее администрирование в рамках отдельного подразделения, в том числе через специальные программные продукты, например операционные системы, устанавливаемые на серверы. Также для полноценной защиты данных в ЛВС необходимо использовать программы защиты и мониторинга состояния ЛВС.
Таким образом, на данном этапе осуществляется определение потребностей предприятия (включая перечень специальных и типовых систем), выявление основных параметров предметной области, установление условий, в которых будет функционировать ЛВС, выявление стоимостных и других ограничений.
Разработка проекта ЛВС. Основными целями выполнения данного этапа являются проведение обследования помещений и расположения имеющегося/нового оборудования, разработка проекта ЛВС для отдельных подразделений и предприятия в целом.
Важные задачи на данном этапе – обследование помещений (при необходимости и прилегающих территорий), выполнение инженерных изысканий, разработка плана помещений предприятия водного транспорта на основе его физических характеристик (рис. 1).
Рис. 1. Вариант плана помещений предприятия водного транспорта
Fig. 1. Variant of the layout of the premises of the water transport enterprise
При разработке плана помещений важно учитывать количество этажей и комнат в здании (включая технические помещения); количество подразделений отраслевого предприятия; наличие и расположение серверного оборудования, оргтехники различных элементов сети, других приборов; возможность создания новых подразделений и новых рабочих мест.
Оценка потребностей в оборудовании для проектирования ЛВС предприятия водного транспорта осуществляется на основе штатного расписания, с учетом класса решаемых задач, планируемых к использованию информационных систем и технологий на предприятии, планов по размещению оборудования при создании локальной вычислительной сети, планов компании по расширению (создание новых подразделений и новых рабочих мест).
Также определяется общий перечень необходимого оборудования для будущей ЛВС (коммуникационное оборудование, оборудование для монтажа сети, например коммутаторы, маршрутизаторы, сетевой кабель и т. д.) по подразделениям отраслевого предприятия. Важным моментом на этапе является выбор отечественного или зарубежного поставщика оборудования.
Основное оборудование для ЛВС включает в себя активное и пассивное оборудование, периферийное оборудование, каналы связи и линии связи. Пример возможного перечня оборудования для ЛВС представлен в табл. 2 [1, 5–7].
Таблица 2
Table 2
Перечень оборудования для ЛВС
List of equipment for a local area network
|
Категория |
Оборудование |
Назначение |
|
Активное оборудование (устройства, которые |
Роутер, |
Функциональный узел, устанавливающий маршрут через одну или несколько компьютерных сетей и пересылающий пакеты |
|
Повторитель (репитер) |
Устройство, регенерирующее сигналы для увеличения дальности передачи данных между станциями системы передачи данных или для соединения двух ветвей |
|
|
Коммутатор |
Устройство, выполняющее статистическое уплотнение и коммутацию пакетов в компьютерной сети |
|
|
Распределитель |
Устройство, принимающее сигналы из станции данных и транслирующее их всем другим станциям сети |
|
|
Пассивное оборудование |
Хаб, |
Основной функциональный узел, который координирует передачу данных и может обеспечить доступ к другим компьютерным сетям |
|
Шлюз |
Функциональный узел, соединяющий две компьютерные сети с разной архитектурой и разными протоколами |
|
|
Мост |
Функциональный узел, соединяющий две компьютерные сети с одинаковой или схожей архитектурой |
|
|
Ответвитель |
Устройство, которое направляет данные, передаваемые модулем сопряжения со средой, в распределитель ЛВС |
|
|
Объединитель |
Устройство, размещаемое в узле ЛВС и используемое для взаимосвязи более двух ветвей |
|
|
Периферийное оборудование (узлы, которые объединяются |
Сервер |
Функциональный узел, обеспечивающий сервисами рабочие станции, персональные компьютеры или другие функциональные узлы в компьютерной сети |
|
Клиент |
Функциональный узел, которому требуются услуги/сервисы и который получает их от сервера |
|
|
Хост-компьютер |
Компьютер в компьютерной сети, обеспечивающий конечных пользователей услугами/сервисами, например вычислительной функцией и доступом к базе данных, и способный выполнять функции управления сетью |
|
|
Печатающее устройство |
Устройство вывода вычислительной машины, обеспечивающее вывод данных из ЭВМ в печатном виде на бумажный носитель в форме последовательности дискретных и (или) графических знаков |
|
|
Сканирующее устройство |
Устройство, изучающее конкретную модель часть за частью и генерирующее соответствующие этой модели аналоговые или цифровые сигналы |
|
|
Каналы связи |
Магистральный кабель |
Кабель, соединяющий модули сопряжения со средой для обеспечения обмена данными между станциями данных ЛВС |
|
Ответвительный кабель |
Кабель, соединяющий станцию данных с магистральным кабелем ЛВС |
|
|
Физическая среда |
Физический материал, по которому с высокой скоростью перемещаются данные между подключенными станциями данных ЛВС (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель) |
При выборе кабеля для ЛВС необходимо ориентироваться на его особенности. Преимущества и недостатки линий связи представлены в табл. 3 [8–10].
Разработка физической и логической модели ЛВС предприятия водного транспорта осуществляется на основе установленных организационно-экономических характеристик предприятия, а также с учетом необходимых рабочих мест, планов компании по расширению (создание новых подразделений и новых рабочих мест).
Основными критерием выбора являются экономичность и достаточная пропускная способность.
Таблица 3
Table 3
Основные преимущества и недостатки линий связи
The main advantages and disadvantages of communication lines
|
Тип линии связи |
Преимущества |
Недостатки |
|
Витая пара |
– дешевизна и доступность; – хорошее качество передачи данных на короткие расстояния до 100 м; – возможность передачи сигнала на высокой скорости до 100 Мбит/с; – минимальные помехи от внешних источников |
– ограниченное расстояние передачи данных; – ухудшение качества передачи данных на длинных расстояниях; – чувствительность к электромагнитным помехам и интерференциям |
|
Коаксиальный кабель |
– поддержка высоких скоростей передачи данных до нескольких Гбит/с на расстояния до 1000 м; – устойчивость к помехам от внешних источников; – возможность подключения нескольких устройств к одному кабелю |
– достаточно высокая стоимость; – сложность установки и подключения; – малая физическая гибкость устройств увеличенного диаметра |
|
Оптоволоконный кабель |
– высокое качество передачи данных на длинные расстояния до 250 км; – высокая скорость передачи данных до 40 Гбит/с; – высокая помехозащищенность |
– высокая стоимость; – сложность установки и подключения; – необходимость специализированных устройств для работы |
Физическая схема организации сети отражает фактическое расположение компонентов сети, включая кабели и необходимое оборудование.
Для разработки такой схемы используются специальные программы (AutoCAD, CAD5D, ZWCAD, REMPLANNER и др.). При этом следует учитывать план помещений предприятия водного транспорта, штатное расписание предприятия, возможность создания новых подразделений и новых рабочих мест, санитарные нормы размещения оборудования (ПК, серверов и др.) (рис. 2).
Рис. 2. Вариант физической схемы объединения компьютеров в сеть на предприятии
Fig. 2. A variant of the physical scheme for connecting computers to a network in an enterprise
Логическая схема объединения компьютеров в сеть на предприятии водного транспорта отражает путь прохождения информации по сети (рис. 3). При ее разработке необходимо учитывать количество этажей и комнат в здании предприятия водного транспорта, штатное расписание предприятия водного транспорта, класс проектируемой сети для предприятия водного транспорта, выбранную топологию сети для ЛВС.
Рис. 3. Вариант логической схемы объединения компьютеров в сеть на предприятии
Fig. 3. A variant of the logical scheme for connecting computers to a network in an enterprise
Оценка затрат на проектирование ЛВС. Целью этапа является оценка общей стоимости проектирования ЛВС отраслевого предприятия на основе расчета материальных расходов, расходов на оплату труда и налоги (без учета стоимости ПО и амортизации НМА).
Для расчета материальных расходов на проектирование ЛВС предприятия водного транспорта в соответствии с Налоговым кодексом РФ учитываются затраты на приобретение оборудования ма-териалов, инструментов, приборов и прочих расходов. Оценка расходов на оплату труда включает фонд оплаты труда бригады за отчетный период, расчетную и фактическую трудоемкость выполнения работ по проектированию ЛВС, перечень работ по проектированию ЛВС предприятия (разработку проекта и документации, монтаж и установку, пуско-наладочные работы), ставку единого социального налога.
Для оценки стоимости проектирования используется ЛВС со следующими характеристиками (табл. 4).
Таблица 4
Table 4
Характеристика проектируемой ЛВС
Characteristics of the projected local area network
|
Характеристика проектируемой ЛВС |
Значение характеристики |
|
Количество рабочих мест |
65 |
|
Классификация сети (по масштабу сети) |
Локальная сеть |
|
Классификация сети (по масштабу производственного подразделения) |
Сеть предприятия |
|
Классификация сети (по методу управления) |
Централизованная сеть |
|
Классификация сети (по типу используемых ПК) |
Однородная сеть |
|
Топология сети |
Древовидная на основе «Звезда» |
|
Архитектура сети |
Ethernet |
|
Линии связи |
«Витая пара» |
|
Расходы на проектирование, млн руб. |
5,2 |
Выполненная оценка стоимости проектирования ЛВС репрезентативного отраслевого предприятия показала, что наибольшую долю в структуре расходов на проектирование ЛВС составляют материальные расходы (72 %), расходы на оплату труда составили 10 %, прочие расходы – 18 % (рис. 4). Наиболее крупные затраты планируются на приобретение компьютерной техники и оплату труда монтажной бригады и проектировщиков.
Рис. 4. Оценка структуры расходов на проектирование ЛВС
Fig. 4. Estimation of the cost structure for designing a local area network
Заключение
Таким образом, ключевым этапом проектирования ЛВС отраслевого предприятия является предпроектное обследование, в рамках которого выявляются основные параметры предметной области предприятия водного транспорта и условия, в которых будет функционировать ЛВС, определяются отраслевые особенности, основные потребности, количество рабочих мест, а также стоимостные и другие ограничения. Поскольку наиболее важным компонентом локальной сети является непосредственно компьютер (рабочее место), то отраслевые особенности будущей ЛВС предприятия водного транспорта преимущественно обусловлены необходимостью использования и установки в большей степени информационных систем специального назначения, которые для своей корректной работы требуют повышенных параметров рабочих станций, что, в свою очередь, влияет и на стоимостные параметры сети.
Результаты оценки стоимости проектирования ЛВС свидетельствуют о том, что наибольшую долю в структуре расходов на проектирование ЛВС составляют материальные расходы (72 %), которые преимущественно состоят из затрат на компьютерную технику (92 %) и оборудование сети (8 %). Основные параметры, влияющие на стоимость ЛВС, – масштаб предприятия (количество рабочих мест), выбранный поставщик техники и оборудования, топология сети, состав и количество ПО. На основе предварительной оценки стоимости проекта выполняется корректировка основных параметров сети, принятие окончательного решения о ее создании.
1. GOST IEC 60050-732-2017. Mezhdunarodnyi elektrotekhnicheskii slovar'. Part 732. Tekhnologii komp'iu-ternykh setei [SS IEC 60050-732-2017. International Electrotechnical Dictionary. Part 732. Computer network technologies]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/573114255?ysclid=ltllynmbhy207751680 (accessed: 09.03.2024).
2. Kaz'mina O. A., Nazarova T. K., Pyshkina N. Iu., Kholopova A. A. Proektirovanie lokal'noi vychislitel'noi seti predpriiatiia vodnogo transporta: praktikum [Designing a local computer network of a water transport enterprise: a workshop]. Saint Petersburg, Mediapapir Publ., 2023. 36 p.
3. Kaz'mina O. A. Vidy gosudarstvennykh informatsi-onnykh sistem na vodnom transporte. Regional'naia informatika (RI-2022) [Types of state information systems on water transport. Regional Informatics (RI-2022)]. Materialy Iubileinoi XVIII Sankt-Peterburgskoi mezhdunarodnoi konferentsii (Sankt-Peterburg, 26–28 oktiabria 2022 g.). Saint Petersburg, Sankt-Peterburgskoe obshchestvo informatiki, vychislitel'noi tekhniki, sistem sviazi i upravleniia, 2022. Pp. 276-278.
4. Kaz'mina O. A. Informatsionnye resursy vodnogo transporta. Regional'naia informatika i informatsionnaia bezopasnost' [Information resources of water transport. Regional informatics and information security]. Materialy Iubileinoi XVIII Sankt-Peterburgskoi mezhdunarodnoi konferentsii (Sankt-Peterburg, 26–28 oktiabria 2022 g.). Saint Petersburg, Sankt-Peterburgskoe obshchestvo informatiki, vychislitel'noi tekhniki, sistem sviazi i upravleniia, 2022. Pp. 262-266.
5. Ofitsial'nyi sait kompanii «Flailink» [The official website of the Flylink company]. Available at: https://www.flylink.ru (accessed: 09.03.2024).
6. GOST 25868-91. Oborudovanie periferiinoe sistem obrabotki informatsii. Terminy i opredeleniia [SS 25868-91. Peripheral equipment of information processing systems. Terms and definitions]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200015782 (accessed: 09.03.2024).
7. GOST 29099-91. Seti vychislitel'nye lokal'nye. Ter-miny i opredeleniia [SS 29099-91. Local computing networks. Terms and definitions]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200015855 (accessed: 16.03.2024).
8. GOST 15845-80. Izdeliia kabel'nye. Terminy i opredeleniia [SS 15845-80. Cable products. Terms and definitions]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200011353 (accessed: 16.03.2024).
9. GOST 24402-88. Teleobrabotka dannykh i vychislitel'nye seti. Terminy i opredeleniia [SS 24402-88. Data teleworking and computer networks. Terms and definitions]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200015767 (accessed: 16.03.2024).
10. Ofitsial'nyi sait dizain-studii «Remplanner» [The official website of the Remplanner design studio]. Available at: https://remplanner.ru/ (accessed: 16.03.2024).
