Объем трафика

объем трафика
—
[ http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index&d=5084]

Тематики

• защита информации

EN

• volume of traffic

A country which is small and densely populated will have relatively short distances between its primary centres and large amounts of traffic between them. — Страна, которая имеет небольшой размер и густо населена будет иметь относительно короткие расстояния между ее первичными центрами и большие объемы трафика между ними.

объем буферной памяти
Размер (емкость) буферной памяти, который определяется величиной пульсаций трафика. Чем больше буферная память, тем менее вероятны потери данных при пиковых нагрузках, но тем сложнее аппаратная реализация устройства.
[Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• buffer size

анализ трафика
Извлечение сведений посредством анализа открытой информации на основе наблюдения за потоками трафика (наличие, отсутствие, объем, направление и частота). Рекомендация МСЭ-Т X.800.
[ http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index&d=4773]

Тематики

• защита информации

EN

• traffic analysis

анализ трафика (рабочей нагрузки) линии связи
Исследование наблюдаемых потоков данных, проходящих между пунктами по сети связи (наличие, отсутствие, объем, направление, частота).
[Домарев В.В. Безопасность информационных технологий. Системный подход.]

Тематики

• защита информации

EN

• traffic analysis

промышленная сеть верхнего уровня
коммуникационная сеть верхнего уровня
сеть операторского уровня
Сеть верхнего уровня АСУ ТП.
Сеть передачи данных между операторскими станциями, контроллерами и серверами.
[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART2.htm]

В данной статье речь пойдет о коммуникационных сетях верхнего уровня, входящих в состав АСУ ТП. Их еще называют сетями операторского уровня, ссылаясь на трехуровневую модель распределенных систем управления.

Сети верхнего уровня служат для передачи данных между контроллерами, серверами и операторскими рабочими станциями. Иногда в состав таких сетей входят дополнительные узлы: центральный сервер архива, сервер промышленных приложений, инженерная станция и т.д. Но это уже опции.

Какие сети используются на верхнем уровне?
В отличие от стандартов полевых шин, здесь особого разнообразия нет. Фактически, большинство сетей верхнего уровня, применяемых в современных АСУ ТП, базируется на стандарте Ethernet (IEEE 802.3) или на его более быстрых вариантах Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. При этом, как правило, используется полный стек коммуникационных протоколов TCP/IP. В этом плане сети операторского уровня очень похожи на обычные ЛВС, применяемые в офисных приложениях. Широкое промышленное применение сетей Ethernet обусловлено следующими очевидными моментами:

1.    Промышленные сети верхнего уровня объединяют множество операторских станций и серверов, которые в большинстве случаев представляют собой персональные компьютеры. Стандарт Ethernet отлично подходит для организации подобных ЛВС; для этого необходимо снабдить каждый компьютер лишь сетевым адаптером (NIC, network interface card). Коммуникационные модули Ethernet для промышленных контроллеров просты в изготовлении и легки в конфигурировании. Стоит отметить, что многие современные контроллеры уже имеют встроенные интерфейсы для подключения к сетям Ethernet.

2.   На рынке существует большой выбор недорого коммуникационного оборудования для сетей Ethernet, в том числе специально адаптированного для промышленного применения.

3.   Сети Ethernet обладают большой скоростью передачи данных. Например, стандарт Gigabit Ethernet позволяет передавать данные со скоростью до 1 Gb в секунду при использовании витой пары категории 5. Как будет понятно дальше, большая пропускная способность сети становится чрезвычайно важным моментом для промышленных приложений.

4.   Очень частым требованием является возможность состыковки сети АСУ ТП с локальной сетью завода (или предприятия). Как правило, существующая ЛВС завода базируется на стандарте Ethernet. Использование единого сетевого стандарта позволяет упростить интеграцию АСУ ТП в общую сеть предприятия, что становится особенно ощутимым при реализации и развертывании систем верхнего уровня типа MES (Мanufacturing Еxecution System).

Однако у промышленных сетей верхнего уровня есть своя специфика, обусловленная условиями промышленного применения. Типичными требованиями, предъявляемыми к таким сетям, являются:

1.    Большая пропускная способность и скорость передачи данных. Объем трафика напрямую зависит от многих факторов: количества архивируемых и визуализируемых технологических параметров, количества серверов и операторских станций, используемых прикладных приложений и т.д.

В отличие от полевых сетей жесткого требования детерминированности здесь нет: строго говоря, неважно, сколько времени займет передача сообщения от одного узла к другому – 100 мс или 700 мс (естественно, это не важно, пока находится в разумных пределах). Главное, чтобы сеть в целом могла справляться с общим объемом трафика за определенное время. Наиболее интенсивный трафик идет по участкам сети, соединяющим серверы и операторские станции (клиенты). Это связано с тем, что на операторской станции технологическая информация обновляется в среднем раз в секунду, причем передаваемых технологических параметров может быть несколько тысяч. Но и тут нет жестких временных ограничений: оператор не заметит, если информация будет обновляться, скажем, каждые полторы секунды вместо положенной одной. В то же время если контроллер (с циклом сканирования в 100 мс) столкнется с 500-милисекундной задержкой поступления новых данных от датчика, это может привести к некорректной отработке алгоритмов управления.

2.    Отказоустойчивость. Достигается, как правило, путем резервирования коммуникационного оборудования и линий связи по схеме 2*N так, что в случае выхода из строя коммутатора или обрыва канала, система управления способна в кратчайшие сроки (не более 1-3 с) локализовать место отказа, выполнить автоматическую перестройку топологии и перенаправить трафик на резервные маршруты. Далее мы более подробно остановимся на схемах обеспечения резервирования.

3.    Соответствие сетевого оборудования промышленным условиям эксплуатации. Под этим подразумеваются такие немаловажные технические меры, как: защита сетевого оборудования от пыли и влаги; расширенный температурный диапазон эксплуатации; увеличенный цикл жизни; возможность удобного монтажа на DIN-рейку; низковольтное питание с возможностью резервирования; прочные и износостойкие разъемы и коннекторы. По функционалу промышленное сетевое оборудование практически не отличается от офисных аналогов, однако, ввиду специального исполнения, стоит несколько дороже.
 

Рис. 1. Промышленные коммутаторы SCALANCE X200 производства Siemens (слева) и LM8TX от Phoenix Contact (справа): монтаж на DIN-рейку; питание от 24 VDC (у SCALANCE X200 возможность резервирования питания); поддержка резервированных сетевых топологий.

Говоря о промышленных сетях, построенных на базе технологии Ethernet, часто используют термин Industrial Ethernet, намекая тем самым на их промышленное предназначение. Сейчас ведутся обширные дискуссии о выделении Industrial Ethernet в отдельный промышленный стандарт, однако на данный момент Industrial Ethernet – это лишь перечень технических рекомендации по организации сетей в производственных условиях, и является, строго говоря, неформализованным дополнением к спецификации физического уровня стандарта Ethernet.

Есть и другая точка зрения на то, что такое Industrial Ethernet. Дело в том, что в последнее время разработано множество коммуникационных протоколов, базирующихся на стандарте Ethernet и оптимизированных для передачи критичных ко времени данных. Такие протоколы условно называют протоколами реального времени, имея в виду, что с их помощью можно организовать обмен данными между распределенными приложениями, которые критичны ко времени выполнения и требуют четкой временной синхронизации. Конечная цель – добиться относительной детерминированности при передаче данных. В качестве примера Industrial Ethernet можно привести:

1.    Profinet;
2.    EtherCAT;
3.    Ethernet Powerlink;
4.    Ether/IP.

Эти протоколы в различной степени модифицируют стандартный стек TCP/IP, добавляя в него новые алгоритмы сетевого обмена, диагностические функции, методы самокорректировки и функции синхронизации, оставляя при этом канальный и физический уровни Ethernet неизменными. Это позволяет использовать новые протоколы передачи данных в существующих сетях Ethernet с использованием стандартного коммуникационного оборудования.

Теперь рассмотрим конкретные конфигурации сетей операторского уровня.
На рисунке 2 показана самая простая – базовая конфигурация. Отказ любого коммутатора или обрыв канала связи ( link) ведет к нарушению целостности всей системы. Единичная точка отказа изображена на рисунке красным крестиком.

Рис. 2. Нерезервированная конфигурация сети верхнего уровня

Такая простая конфигурация подходит лишь для систем управления, внедряемых на некритичных участках производства (водоподготовка для каких-нибудь водяных контуров или, например, приемка молока на молочном заводе). Для более ответственных технологических участков такое решение явно неудовлетворительно.

На рисунке 3 показана отказоустойчивая конфигурация с полным резервированием. Каждый канал связи и сетевой компонент резервируется. Обратите внимание, сколько отказов переносит система прежде, чем теряется коммуникация с одной рабочей станцией оператора. Но даже это не выводит систему из строя, так как остается в действии вторая, страхующая рабочая станция.

Рис. 3. Полностью резервированная конфигурация сети верхнего уровня

Резервирование неизбежно ведет к возникновению петлевидных участков сети – замкнутых маршрутов. Стандарт Ethernet, строго говоря, не допускает петлевидных топологий, так как это может привести к зацикливанию пакетов особенно при широковещательной рассылке. Но и из этой ситуации есть выход. Современные коммутаторы, как правило, поддерживают дополнительный прокол Spanning Tree Protocol (STP, IEEE 802.1d), который позволяет создавать петлевидные маршруты в сетях Ethernet. Постоянно анализируя конфигурацию сети, STP автоматически выстраивает древовидную топологию, переводя избыточные коммуникационные линии в резерв. В случае нарушения целостности построенной таким образом сети (обрыв связи, например), STP в считанные секунды включает в работу необходимые резервные линии, восстанавливая древовидную структуры сети. Примечательно то, что этот протокол не требует первичной настройки и работает автоматически. Есть и более мощная разновидность данного протокола Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP, IEEE 802.1w), позволяющая снизить время перестройки сети вплоть до нескольких миллисекунд. Протоколы STP и RSTP позволяют создавать произвольное количество избыточных линий связи и являются обязательным функционалом для промышленных коммутаторов, применяемых в резервированных сетях.

На рисунке 4 изображена резервированная конфигурация сети верхнего уровня, содержащая оптоволоконное кольцо для организации связи между контроллерами и серверами. Иногда это кольцо дублируется, что придает системе дополнительную отказоустойчивость.

Рис. 4. Резервированная конфигурация сети на основе оптоволоконного кольца

Мы рассмотрели наиболее типичные схемы построения сетей, применяемых в промышленности. Вместе с тем следует заметить, что универсальных конфигураций сетей попросту не существует: в каждом конкретном случае проектировщик вырабатывает подходящее техническое решение исходя из поставленной задачи и условий применения.

[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

Синонимы

• коммуникационная сеть верхнего уровня
• сеть операторского уровня

EN

• terminal bus

коммутация пакетов
Совокупность операций на станции или узле вторичной сети, состоящих в приеме отрезков сообщений (пакетов) и передаче их в соответствии с содержащимся в них адресным признаком.
[Руководящий документ "Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года"]

коммутация пакетов
Форма передачи, при кoторой данные, разбитые на отдельные пакеты, могут пересылаться из исходного пункта в пункт назначения разными маршрутами. Конкретный маршрут выбирается передающим и принимающим компьютерами, исходя из таких факторов, как наличие соединения и объем трафика. Основное достоинство – эффективность использования каналов с фиксированной и ограниченной полосой.
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом
• электросвязь, основные понятия

EN

• packet switching

сетевая нагрузка
Суммарный объем трафика, генерируемый в единицу времени всеми источниками информации, подключенными к сети.
[Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• network loading

качество обслуживания
Стандарт QoS — это ряд мер, призванных обеспечить определенный уровень качества конкретного ресурса для указанного трафика в сети. Качество определяется, например, поддерживаемым уровнем пропускной способности сети, низким уровнем задержки, отсутствием случаев потери пакетов и т. д. Стандарт QoS в отношении продукции компании Axis для сетевого видеонаблюдения определяет пакеты данных для различных типов сетевого трафика исходя из характеристик конкретного устройства. Это позволяет сетевым маршрутизаторам и коммутаторам резервировать определенный объем полосы пропускания для используемого типа трафика.
[ http://www.alltso.ru/publ/glossarij_setevoe_videonabljudenie_terminy/1-1-0-34]

качество обслуживания
качество и класс предоставляемых услуг передачи данных
QoS обычно описывает сеть в терминах задержки, полосы и дрожи сигнала [http://www.citforum.ru/nets/glossary/_terms.shtml].
Рекомендация МСЭ Y.1541 определяет значения параметров, которые должны обеспечиваться в сетях IP на международных трактах, соединяющих терминалы пользователей. Нормативы разделены по "классам обслуживания" (QoS).

Характеристики сети

Классы качества обслуживания (QoS)

0

1

2

3

4

5

Задержка доставки пакета IP, IPTD

100 мс

400 мс

100 мс

400 мс

1с

--

Вариация задержки пакета IP, IPDV (джиттер

50 мс

50 мс

--

--

--

--

Коэффициент потери пакетов IP, IPLR

1E-3

1E-3

1E-3

1E-3

1E-3

--

Коэффициент ошибок пакетов IP, IPER

1E-4

1E-4

1E-4

1E-4

1E-4

--

Тематики

• информационные технологии в целом

Синонимы

• качество и класс предоставляемых услуг передачи данных

EN

• QoS
• Quality of Service

интерфейс основной скорости
Интерфейс ISDN-сети, который обеспечивает передачу двух каналов трафика (В) со скоростью 64 кбит/с и одного канала сигнализации (D) со скоростью 16 кбит/с. В сети предусмотрена возможность увеличения скорости со 144 до 192 кбит/с, когда по D-каналу передается больший объем информации - 54 кбит/с. Описан в рекомендации 1.430 (ITU-T).
[Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• BRI
• Basic Rate Interface

перегрузил
Состояние сети, в которой объем входного трафика превышает потенциальные возможности системы (чаще всего системы коммутации).
[Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• overflow

реляционная база данных
База данных, реализованная в соответствии с реляционной моделью данных.
[ ГОСТ 20886-85]

реляционная БД
База данных, логически организованная в виде набора отношений ее компонентов.
Характерной особенностью реляционной базы данных является структура, выполненная в виде таблиц. Строки таких таблиц соответствуют записям, столбцы - атрибутам (признакам хранимых данных). Например, таблица, в которой имеются столбцы: фамилия, год рождения, место работы, домашний адрес, телефон, а в строках записываются эти сведения о сотрудниках предприятия. Такие данные являются ядром реляционной базы.
Использование реляционных баз данных позволяет:
собирать и хранить данные в виде таблиц;
обновлять их содержание;
получать разнообразную информацию по атрибутам или записям;
отображать полученные данные в виде диаграмм или таблиц;
выполнять необходимые расчеты по материалам базы.
(Терминологическая база данных по информатике и бизнесу [Электронный ресурс])
[ http://www.morepc.ru/dict/]

• Хранимые процедуры
  Откомпилированные последовательности SQL-операторов, которые хранятся в БД. Хранимые процедуры исполняются быстрее обычных SQL-операторов, уменьшают объем сетевого трафика и скрывают сложность SQL-выражений от конечного пользователя.

• Триггеры
  Последовательности SQL-операторов, автоматически запускаемые сервером при возникновении определенных, связанных с данными событий. Обычно они используются для поддержания целостности данных и выполнения таких, связанных с модификацией данных, операций, как трассировка (распечатка программой связанных с ее выполнением событий) и аудирование (ведение журнала событий с целью обеспечения безопасности вычислительной системы.).
   
• Дублирование и рассредоточение.
  Довольно часто с целью повышения произво-дительности, безопасности и готовности информации приходится дублировать данные на удаленных БД. Например, дублировать хранящуюся на удаленном сервере итоговую производственную информацию в центральной БД.
   
• Взаимодействие с другими системами.
  После того, как электронная почта приобрела широкую популярность, поставщики БД разработали интерфейс, позволяющий посылать определенные почтовые сообщения в момент возникновения определенных, связанных с операциями над данными, событиями.

Тематики

• базы данных

Синонимы

• РБД
• реляционная БД

EN

• RDB
• relational data base
• Relational Database