ЕВОЛЮЦІЯ АКАДЕМІЧНОЇ МЕРЕЖІ ОБМІНУ ДАНИМИ ЗАКЛАДІВ НАУКИ УКРАЇНИ

Досить важливим аспектом вивчення історії впровадження інформатики є дослідження еволюції становлення та розвитку комп’ютерних мереж обміну даними закладів науки України. Результати такого дослідження можуть дати відповідь на питання, що пов’язані з більш загальними проблемами інформатизації наукової галузі нашої держави – вивченням еволюції наукової думки про впровадження інформатики в академічних установах України, встановленням основних закономірностей розвитку науки інформатики, закономірностей апаратного та програмного забезпечення процесів інформатизації закладів системи Національної Академії наук України (НАН України), вивченням стану розвитку інтегративних зв’язків між установами НАН України, їх здатності реалізовувати колективні високотехнологічні та телекомунікаційні проекти. Попередні дослідження з історії інформатики та інформатизації в основному були присвячені періодам зародження та становлення науки інформатики, розвитку її технічних засобів. Проте історія становлення та розвитку глобальних комп’ютерних мереж наукових установ України систематично та ґрунтовно науковцями не досліджувалася.

В даній роботі ми маємо за мету представити загальні результати дослідження еволюції розвитку проектів функціонування комп’ютерних мереж обміну даними між науковими установами України у другій половині ХХ – на початку ХХІ століття.

Еволюція зародження та розвитку в Україні академічних телекомунікаційних мереж передачі даних включала в себе такі основні події:

1. У 60-х роках ХХ століття під керівництвом В.М. Глушкова колективом спеціалістів був створений ескізний проект Державної мережі обчислювальних центрів (ДМОЦ) [10], [11]. Передбачалося побудувати близько 100 головних і понад 10 тисяч районних центрів для безперервної обробки, аналізу економічної інформації і прийняття обґрунтованих рішень. Крім цього проекту був ще один з ним пов’язаний – Загальнодержавна автоматизована система збору й обробки інформації (ЗДАС) – йшлося про створення науково-технічної бази керування економікою країни й організацію інформаційної індустрії, аналогічної тій, яка нині успішно функціонує у провідних країнах Заходу.

2. В середині 70-х років Інститут кібернетики АН УРСР здійснює реальне наукове керівництво розробкою Республіканської автоматизованої системи (РАС УРСР), а також розробкою загальносистемних питань і математичного забезпечення ДМОЦ (В.М.Глушков, А.А.Стогній та ін.) [1].

3. Створення та первинний розвиток науково-освітніх мереж в Україні бере свій початок у 1992 році з проекту UARNet (Ukrainian Academic and Research Network) – Українська академічна і дослідницька мережа [8], що був заснований на базі Інституту фізики конденсованих систем НАН України. У 1993 р. вперше в Україні, спільно зі Шведською космічною корпорацією, UARNet побудував власний супутниковий канал зв’язку до глобальних інформаційних мереж та забезпечив своїх користувачів якісним доступом до ресурсів Інтернет.

4. У 1994 році Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» (НТУ «ХПІ») розгортав організаційну діяльність щодо заснування, створення та адміністрування Харківської міської науково-освітньої комп’ютерної мережі. Роботи були розпочаті, коли НТУ «ХПІ» взяв в оренду міжміський канал Харків-Львів до центрального вузла Української академічної і дослідницької мережі (UARNet) [9]. З кінця 1995 року розпочалася співпраця НТУ «ХПІ» з Московським державним університетом ім. М.В.Ломоносова, на базі якого в той час вже функціонував центральний вузол федеральної університетської комп’ютерної мережі Росії (RUNNet).

5. Починаючи з 2004 року наукові установи системи НАН України розв’язували проблему створення власної високошвидкісної телекомунікаційної мережі обміну даними наукових досліджень. Розпорядженням Президії НАН України № 146 від 27.02.04 р. «Про організацію робіт за Програмою інформатизації НАН України» було затверджено концепцію Програми та завдання Програми на 2004-2008 роки. В межах Програми інформатизації НАН України з метою підвищення ефективності та якості проведення наукових досліджень за рішенням Комітету Верховної Ради України з питань науки і освіти № 106 від 30.06.2005 р. в системі Української академічної дослідницької мережі UARNet було прийнято рішення щодо побудови Академічної мережі обміну даними (АМОД) НАН України (створена відповідно до Розпорядження Президії НАН України № 461 від 28.07.05 р.) Згідно Звіту про виконання робіт за проектами Програми інформатизації НАН України [2] у 2004 році створювався Київський фрагмент телекомунікаційної мережі обміну даних (МОД) НАН України для об’єднання в єдину інформаційну систему інститутів та установ м. Києва (установа-виконавець – Інститут фізики конденсованих систем НАН України) на базі мідних каналів зв’язку міської комунікаційної мережі. Протягом року були створені вузли передачі даних: центральний вузол та 7 опорних вузлів.

6. У 2005 році в рамках програми інформатизації НАН України було створено оптоволоконну мережу Київського фрагменту телекомунікаційної інфраструктури НАН України [3]. Створена оптоволоконна мережа мала топологію – зірка, за якою всі опорні вузли були безпосередньо підключені до центрального вузла на швидкості 1 Гбіт/с. Створення оптоволоконної лінії до Інституту теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова НАН України забезпечило підключення у 2005 році грід-вузла цієї установи шляхом з’єднання через оптичну муфту волоконно-оптичного кабелю до опорного вузла Київського фрагмента телекомунікаційної інфраструктури НАН України в Інституті програмних систем НАН України. Аналогічно, проведення оптоволоконного кабелю до Інституту кібернетики ім. В.М.Глушкова НАН України забезпечило підключення суперкомп’ютерного центру Інституту кібернетики. Ці підключення забезпечили можливість інститутам і установам НАН України працювати всередині мережі з можливістю використання обчислювальних потужностей грід-структури Інституту теоретичної фізики та суперкомп’ютерного центру Інституту кібернетики.

7. У 2006 році оптоволоконна мережа Київського фрагменту телекомунікаційної інфраструктури НАН України набула свого подальшого розвитку – були побудовані оптоволоконні лінії до 46 установ НАН України [4]. Таким чином, більшість установ НАН України, що розташовані в м. Києві, були забезпечені високоякісним та швидкісним (1 Гбіт/с) корпоративним зв’язком, доступом до глобальних ресурсів мережі Інтернет. Крім того, було отримано канал зв’язку, що складався з 8 оптичних волокон та забезпечував передачу даних від оптоволоконної магістралі до місцевого телекомунікаційного вузла в м. Харкові, а саме від Південного залізничного вокзалу (вул. Червоноармійська,7), де розташований кінцевій пункт виходу двох оптичних волокон для передавання даних трасою Київ–Харків, до Інституту електрофiзики і радіаційних технологій НАН України (вул. Чернишевського, 28), де було у 2006 році створено опорний вузол академічної мережі. Метою отримання цього каналу зв’язку було підключення грід-вузла Інституту теоретичної фізики Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» до телекомунікаційної інфраструктури НАН України, і, в підсумку, забезпечення потреби всіх інститутів НАН України, розташованих у місті Харкові, доступом до мережі обміну даними НАН України на базі оптичних каналів зв’язку.

8. Протягом 2007-2008 років за рахунок використання орендованих в ДП НПЦ UARNet оптоволоконних каналів магістральна мережа АМОД була побудована за кільцевою топологією на основі DWDM-технології (технології щільного хвильового мультиплексування (Dense Wave Division Multiplexing)) і об’єднувала магістральні транспортні вузли (МТВ) та опорні магістральні вузли (ОМВ), що були розміщені у Наукових центрах НАН і МОН України (містах Києві, Харкові, Львові, Донецьку, Дніпропетровську, Одесі, Сімферополі та Сумах) [5]. Ця мережа використовувала промисловий стандарт передачі, який забезпечував швидкість передачі до 10 Гбіт/с. Через вузли магістральної мережі забезпечувалося під’єднання АМОД як до внутрішніх, так і до міжнародних мереж, у тому числі до Internet, GEANT та PIONIER. Доступ до академічної мережі GEANT забезпечувався через канал 1 Гбіт/с, наданий авторизованою в GEANT мережею УРАН. Доступ до ресурсів польської академічної мережі PIONER забезпечувався через прямий волоконно-оптичний канал ємністю 2,5 Гбіт/с між АМОД НАН України і польською академічною мережею PIONER. В результаті АМОД була побудована за ієрархічним 3-рівневим принципом: перший рівень – магістральна мережа передачі даних, другий рівень – регіональні мережі, третій рівень – локальні мережі установ НАН та МОН України.

9. З 2008 по 2009 роки була проведена дослідна експлуатація АМОД, за результатами якої відповідно до Постанови Президії НАН України № 95 від 08.04.2009 р. вона була передана в промислову експлуатацію [6]. В результаті створення АМОД НАН України дало можливість установам Академії вийти на європейський рівень інформаційного забезпечення, що передбачало:

1)    забезпечення швидкісного обміну даними (до 1000 Мбіт/с) між установами НАН України та взаємодії між супер-комп’ютерами та ГРІД-кластерами НАН України (дивіться розділ «Розвиток засобів підтримки наукових досліджень і грід-технологій в наукових установах НАН України» в [7]);

2)    забезпечення установ НАН України доступом до європейської академічної мережі GEANT, польської академічної мережі PIONER та Української науково-освітньої мережі УРАН;

3)    забезпечення установ НАН України, що підключені до АМОД, доступом до передплачених ресурсів Національної бібліотеки України ім. В.І. Вернадського;

4)    надання послуги з відомчої та міжнародної IP-телефонії установам НАН України на базі каналів обміну даних АМОД та зовнішніх каналів ДП НТЦ UARNet;

5)    мінімізацію витрат на доступ до внутрішніх та зовнішніх інформаційних ресурсів, а також міжміського телефонного зв'язку;

6)    створення гнучкої, керованої і масштабованої інформаційної системи НАН України.

Таким чином, створення АМОД установ НАН України дало можливість науковій спільноті України приступити до розв’язання таких важливих задач:

1. Створити середовище високошвидкісного доступу до інформації з метою вирішення найважливіших життєво необхідних для національної науки завдань, цим самим вивівши науковців України на рівень близького і безпосереднього доступу до наукової інформації на всій території України.

2. Розпочати розв’язання питань з приводу розвитку технологій та досліджень в галузі суперкомп’ютерів та грід-технологій, масової розосередженої обробки інформації.

3. Реалізувати можливість щодо реалізації доступу до світових електронних бібліотек, баз даних, наукових та освітніх порталів.

4. Кооперуватися науковим колективам українських вчених між собою та з науковцями Європи в проведенні спільних наукових досліджень в ключових галузях науки, техніки, технологій; проводити дистанційні лекції та відео конференції.

Література:

1.                     Глушков В.М. Кибернетика (Краткий исторический очерк развития кибернетики в АН УССР) [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.icyb.kiev.ua/file/Краткий исторический очерк1977

2.                     Звіт про виконання робіт за проектами Програми інформатизації НАН України у 2004 році [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=10803&name=DLFE-203.doc

3.                     Звіт про виконання робіт за проектами Програми інформатизації НАН України у 2005 році [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=10803&name=DLFE-204.doc

4.                     Звіт про виконання робіт за проектами Програми інформатизації НАН України у 2006 році [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=10803&name=DLFE-205.doc

5.                      Звіт про виконання робіт з розбудови та проведення дослідної експлуатації Академічної мережі обміну даними (АМОД) [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=11653&name=DLFE-605.doc

6.                     Звіт за проектом 542/2011 Програми інформатизації НАН України на 2011 рік: Розвиток, підвищення пропускної спроможності та надійності функціонування АМОД (заключний) [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=18737&name=DLFE-1013.doc

7.                     Звіт про виконання робіт за проектами Програми інформатизації НАН України у 2010 році [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://programinform.nas.gov.ua/c/document_library/get_file?p_l_id=12548&folderId=10803&name=DLFE-701.doc

8.                     Історія Інституту фізики конденсованих систем [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.icmp.lviv.ua/content/%D1%96%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%96%D1%8F

9.                     Информационные технологии в НТУ «ХПИ» [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.kpi.kharkov.ua/ru/home/it/

10.                  Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах / Б.Н.Малиновский. – К.: Фирма «Кит», ПТОО А.С.К., 1995. – 384 с.

11.                   Хоменко Л.Г. История отечественной кибернетики и информатики. Монография / Л.Г.Хоменко. – К.: Институт кибернетики им. В.М.Глушкова НАН Украины, 1998. – 455 с.