В началото на 21-ви век телекомуникациите са заели сериозно място в нашето ежедневие. Голяма част от хората вече не си спомнят света без радио, телевизия, телефони, мобилни телефони, интернет и други телекомуникационни услуги. Телекомуникациите заемат важно място и в развитието на всяка една научна дейност, както и в биотехнологиите и изгражданите клъстери по цял свят.
В България, както и на целия Балкански полуостров към момента няма изграден нито един клъстер. В нашата страна вече има няколко проекта за изграждането на подобно съоръжение с биотехнологична насоченост.
В следващите редове ще обърна внимание на въпроса “Що е то клъстер и каква е връзката му с телекомуникациите?”
Клъстерът представлява съоръжение – съвкупност от множество компютърни системи. За целите не са необходими мощни конфигурации на компютърните системи. Задоволителната конфигурация е процесор с 500 Mhz честота и 256MB RAM памет, дънна платка, мрежова карта, твърд диск до 500MB. Както всяко нещо в научния експеримент и използваните клъстери трябва да са на разумно ниска цена, което намалява и цената на експеримента. В биотехнологиите цената на един експеримент може да варира от десетки хиляди лева до стотици милиони лева. Двадесет компютърни системи от типа на гореспоменатите се поместват в помещение наречено дейта-център. Задължително условиe за дейта-центъра е наличието на климатик, чрез който се поддържа средна температура от 15 градуса, инсталирането на UPS - устройства осигуряващи непроменлив ток към компютърните системи и поддържащи системите в състояние на работа при евентуална авария в електроснабдителната мрежа. На машините ще бъде инсталирана Linux операционна система със специфичен софтуер за споделяне на паметта. След успешна конфигурация на клъстера, всички компютърни системи в него ще споделят процесорното си време и паметта, за да изчисляват и решават зададени им задачи в минимално време. Така с помощта на известен брой евтини и слаби машини се създава клъстер, който има бързина на работа с пъти по-голяма от световните суперкомпютри, с които разполагат тясно ограничен кръг институции.
Какво може да се прави с клъстера ?
Клъстерите по цял свят се използват за решаване на задачи, които обикновените компютри не са в състояние да пресметнат или би им отнело месеци работа. Такива например са анализите на биотехнологичните експерименти. Клъстерът може да спести значително време и пари при търсене на съвпадения в определени последователности ДНК и в анализа на резултатите, където се използват предимно статистически критерии, оптимизационни и симулационни методи.
Връзката на телекомуникациите с биотехнологичния клъстер.
За да могат да бъдат изпращани заявките към клъстера, той ще бъде обвързан по редица канали, чрез които да може да получава и връща заявки:
Интернет – чрез интернет базиран софтуер към клъстера ще могат да бъдат изпращани заявки за изчисления, като съответно резултатите ще се връщат на e-mail на подателя на заявката.
Електронна поща – обикновеният е-mail към клъстера с определени команди може да инициира също изчислението на дадена заявка. Макар и този метод да не се практикува от 1997 година.
WAP – за притежателите на мобилни телефони заявки ще могат да се изпращат и чрез WAP, където се използва WAP-версията на интернет базирания софтуер. За целта е желателно телефонът да притежава GPRS, за да се подсигури бързата обмяна на данни между потребителя и клъстера.
Оптични канали, безжични канали (wireless) – големите научни институти и университети ще бъдат свързани чрез наземни оптични канали и безжични (wireless) канали, като видът на свързването ще бъде определен от местоположението на университета или института спрямо клъстера. В случай, когато институтът има жизнено важна нужда от достъп до клъстера, се предвижда изграждането на специални трасета, както и наемането на дублиращи трасета от БТК, за осигуряване на свързаността на института с клъстера, независимо от метеорологичните особености на преносната среда и възникнали проблеми в приемо-предавателната техника.
Към по-големите градове на страната може да се използва ISDN-линия наета от БТК, която да свързва потребителите с клъстера.
При стартирането на качествена DSL-услуга в България, тя също ще може да бъде ползвана за пряка връзка с клъстера. Към момента обаче такава свързаност не се предвижда, поради монопола на БТК върху така наречената “последна миля”, както и все още високата цена на услугата. Същият проблем се наблюдава и при ползването на ISDN-линия, но цената е значително по-ниска.
По-слабо развитите райони от страната, които са отдалечени на стотици километри от клъстера, ще могат да го ползват чрез телефонната мрежа на БТК независимо дали абонатите са цифрови или аналогови. В близкото минало телефонната мрежа се ползваше за достъп до Интернет като единици бяха фирмите и институциите използващи ISDN или wireless. Въпреки, че от близо 1 година телефонният достъп към интернет в България почти не се използва, това би бил един от най-евтините варианти за потребителите от цялата страна да имат достъп до клъстера.
Въпреки множеството начини за връзка с клъстера, достъпът до него ще бъде ограничен само към абонати, заплатили такса за ползването му и ще се предоставя при проверка на име и парола за телефонни абонати, или от строго определени “адреси” на потребителите.
Предаването на информация от и към клъстера ще се извършва с цифрови приемници и предаватели. Цифровите предаватели възпроизвеждат дискретни сигнали като предават информация на пакети. За интернет потребителите предаването ще се осъществява чрез обмена на TCP/IP пакети. (Ще се използва само TCP/IP за интернет протокол от съображения за сигурност, другите мрежови протоколи не предлагат достатъчно добра сигурност и могат да застрашат системата от неоторизиран достъп до нея.). В изпращаните и получаваните пакети се носи цялата необходима информация, с която може да се имплементира начално подадения сигнал, а именно: всеки един изпратен пакет носи определена последователност за начало и край, които винаги са едни и същи: 01111110. В пакета също има информация кой е неговият пореден номер, което ще се има предвид при подреждането на пакетите след приемането, ще носи информация от кои адрес е изпратен и към кой адрес е изпратен. Съдържанието на тази информация във всеки един пакет прави възможно преминаването на една част от пакетите през една информационна магистрала и при евентуален проблем преминаването на друга част от пакетите през друга такава магистрала. След като пакетите имат from и to последователности е невъзможно те да попаднат при друг получател, а поредния номер на пакета показва точното му местоположение.
За осъществяването на достъп между различните сървъри използвани за достъп на потребителите към клъстера, ще бъдат използвани комутаторни устройства.
Стартирането на проекта се планира за края на 2004-та, а реализирането му ще продължи до началото на 2006-та година, след което клъстера ще бъде общодостъпен и готов за експлоатация. Този амбициозен проект е дело на “Национално Сдружение “Алтер-Натива”.
Използвана литература:
• Комуникационна техника, Георги Стоянов, Издателство “Техника” София 1990г.
• Конструиране на комуникационна апаратура, Лидия Йорданова, Издателство “Нови знания”, София 2003г.
• Радиосистемни устройства, Спиро Пецулев, Издателство “Техника” София 1965
• www.btc.bg
• www.spnet.net
• www.orbitel.bg