РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
ИТ-архитектура - это интегрированная структура для развертывания или поддержки существующих ИТ-средств и для приобретения новых служащая реализации стратегии организации и достижению целей бизнеса. Полная ИТ-архитектура должна включать как логические, так и технические компоненты. Логическая архитектура предоставляет высокоуровневое описание миссии предприятия, его функциональных и информационных требований, системных компонентов и информационных потоков между этими компонентами. Техническая архитектура определяет конкретные стандарты и правила, которые будут использоваться для реализации логической архитектуры [7].
Рисунок 1 - Карта сети
При построении сети используется топология «звезда» (см. рис.1).
Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии [7].
При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи, к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.
Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.
Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центральных серверов. Это может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.
Рисунок 2 - Виртуальные сервера
При построении конвергентной архитектуры используется виртуализация VMWare vSphere, которая позволяет создать отказоустойчивый кластер (см. рис. 2).
Рисунок 3 – Принцип работы VMWare HA
VMware High Availability (HA) – функция высокой доступности (см рис. 3). Возможности VMware HA позволяют повысить отказоустойчивость виртуальной инфраструктуры и сделать непрерывным бизнес-компании. Суть возможностей VMware HA заключается в перезапуске виртуальной машины отказавшего сервера VMware ESXI с общего хранилища (собственно, сам VMware HA), а также рестарте зависшей виртуальной машины на сервере при потере сигнала от VMware Tools (VM Monitoring) [4].
Данная функция, несомненно, повышает отказоустойчивость, однако для нее существует ряд ограничений, а имeнно:
• Хостов в кластере VMware HA - максимально 32 хоста;
• Виртуальных машин на хост с числом хостов VMware ESXI 8 и менее - максимально 100;
• Виртуальных машин на хост с числом хостов VMware ESXI 8 и менее для vSphere 4.0 Update 1 - максимально 160;
• Виртуальных машин на хост с числом хостов VMware ESXI 9 и более - максимально 40;
Для крупных компаний такие числа могут быть недостаточными, так что эта функция полезна для малого и среднего бизнеса, Она позволяет защитить виртуальные машины с помощью кластеров непрерывной доступности, позволяющих в случае отказа хоста с основной виртуальной машиной мгновенно переключиться на ее «теневую» работающую копию на другом сервере ESXI. Иными словами, данная функция создает такую же ВМ, но назначенную параметром Backup VM, которая мгновенно становится Primary VM после прекращения приема пакета тактовых импульсов, отсылающихся пакетом VMTools виртуальной машины, сервером [4].
Рисунок 4 – Теневая ВМ
Теневые ВМ должны находиться на разных машинах ESXI с основной ВМ (cм рис 4).
У такой технологии есть как свои положительные стороны, так и отрицательные. Данная технология позволяет максимизировать отказоустойчивость отдельных ВМ, что, конечно же, обрадует заказчика. Но если создать каждой ВМ такую теневую машину. Теневая ВМ — это такая же ВМ с такими же характеристиками, что и основная, только готовая в любой момент времени встать на ее место [13]. При увеличении в два раза ВМ также увеличатся и потребляемые ресурсы. При включении данной технологии будут наложены существенные ограничения на отношения ВМ и хостов, систему хранения и сетевые параметры данной ВМ.У ВМ как Primary, так и Secondary есть несколько ограничений:
• Только один vCPU
• Не должны иметь снимков виртуальных машин (снапшотов);
• Не могут находиться на хостах в режимах maintenance mode или standby mode;
• Не могут иметь устройств VMDirectPath I/O;
• Выделяют несколько правил, при которых технология будет применяться с наибольшим коэффициентом полезного действия:
• Не запускайте более 4-8 FT-машин на одном хосте ESXI (с учетом primary и secondary);
• Поместите ISO-образы, которые используют FT-машины на общее хранилище, чтобы primary и secondary ВМ могли иметь доступ к этим данным;
• Отключите power management в BIOS хостов ESXi. Если они войдут в power-saving mode, то может не хватить ресурсов CPU на Secondary VM на выполнение задач синхронно с первичной ВМ;
• Равномерно распределяйте именно Primary VMs - так как именно они генерируют трафик;
На саму ВМ также будут наложены ограничения. Основные из них:
• Не работает Hot-plug для виртуальных устройств, CPU и RAM;
• Нельзя использовать Storage VMotion;
• Не могут быть использованы VMDirectPath I/O для networking I/O devices;
• Не могут быть использованы виртуальные USB устройства;
• Не могут быть использованы Virtual floppy, примонтированные к физическим устройствам;
• Нельзя использовать снапшоты;
VMware рекомендован к использованию к следующим ВМ:
• ВМ с приложением с требованием постоянной доступности;
• ВМ с высоким коэффициентом использования;
• Приоритетно важные ВМ;
Также есть возможность выравнивать нагрузку серверов. Данная функция необходима, если в системе образуется сервер с максимальными нагрузками на нем. DRS перебрасывает ресурсы на более низко используемые серверы, таким образом, усредняя коэффициент использования всех серверов [4].
Рисунок 5 – Общая информация кластера VMWare VCentre
Виртуализация позволила уменьшать число физических серверов по сравнению с числом растущих виртуальных машин, что позволит сократить расходы на оборудование, энергопотребление, а также персонал, который будет все это обслуживать (см. Рис. 5). При внедрении виртуализации, благодаря технологиям VMware возможно не только сохранить свой уровень отказоустойчивости до консолидирования ВМ, но и повысить его. На ранних этапах консолидирования виртуальных технологий, будет сохранен тот же уровень надежности, но в дальнейшим при достаточно большой инфраструктуре серверного оборудования, данная инфраструктура, основанная на физическом решении, будет постепенно терять надежность с увеличением оборудования, в то время как виртуальная будет его всегда удерживать на определенном уровне.
Рисунок 6 - Использование процессора
Рисунок 7 – использование сетевых интерфейсов
Так же можно наблюдать суммарную нагрузку на весь кластер, сколько ресурсов процессоров задействовано (см. Рис. 6), какая нагрузка на сетевые интерфейсы (см. Рис. 7).
При выборе облака или собственного сервера для компании стоит тщательно взвесить все за и против. Сравним основные особенности каждого из решений представленный в Таблице 1.
Таблица 1 – Особенности облачной и собственной архитектур
Характеристики Облачное хранилище Собственный сервер
Инсталляция Не требует установки / автоматически устанавливается при регистрации нового пользователя в облаке Требует монтажные работы, установка ос и организация пуско-наладочных работ
Безопасность Шифрование данных Повышенная безопасность баз данных (обеспечивается силами ИТ отдела), шифрование данных
Обновления Автоматическая установка обновлений Автоматическая установка обновлений
Особенности управления Единое администрирование облачных серверов силами провайдера или ИТ отделом Управление оборудованием и программным обеспечением ИТ отделом
Существующие ограничения Отсутствие доступа к базе данных, сложности с масштабированием ресурсов Отсутствие ограничений в доступности приложений, легкое масштабирование ресурсов при увеличении компании
Затраты на содержание Арендная плата за используемые мощности Расходы на обслуживание оборудования и на покупку оборудования
Так или иначе каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Облачные технологии станут оптимальным решением для организаций следующего типа:
• Малый и средний бизнес.
• Компании с удаленным офисом.
• Небольшие торговые и обслуживающие предприятия.
• Фирмы с небольшими затратами на поддержание ИТ-инфраструктуры.
Собственный сервер больше подходит в следующих случаях:
• Государственные структуры.
• Крупные компании, имеющие сложную IT-инфраструктуру, требующую регулярного обновления больших массивов данных.
• Организации, хранящие конфиденциальную информацию.
?
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для обеспечения работы (издательства на 150 рабочих мест) необходим следующий программный комплекс:
1C УПП - Программный продукт 1С. Управление производственным предприятием разработан российской компанией, занимающаяся разработкой, изданием и поддержкой компьютерных программ, баз данных делового и домашнего назначения, а также компьютерных игр. Позволяет автоматизировать все подразделения и контуры учета производственного предприятия в соответствии российскими и международными стандартами. Наибольший эффект дает внедрение в холдингах и сетевых структурах [1].
Создание единого информационного пространства на производственных предприятиях позволяет охватить бизнес-процессы всех подразделений, дочерних компаний, филиалов и т.д. Это дает широчайшие возможности для анализа, планирования и управления ресурсами компании (группы компаний) для повышения ее конкурентоспособности [1].
Внедрение позволяет автоматизировать учет следующих подразделений и служб:
• Дирекцию (генеральный директор, финансовый директор, коммерческий директор, директор по производству, главный инженер, директор по кадрам, директор по ИТ, директор по развитию);
• Планово-экономический отдел;
• Производственные цеха;
• Производственно диспетчерский отдел;
• Отдел главного конструктора;
• Отдел главного технолога;
• Отдел главного механика;
• Отдел сбыта;
• Отдел материально технического обеспечения;
• Отдел маркетинга;
• Склады материалов и готовой продукции;
• Бухгалтерию;
• Отдел кадров;
• Отдел организации труда и занятости;
• ИТ-службу;
• Административно хозяйственный отдел;
• Отдел капитального строительства;
• Информационно аналитический отдел;
• Отдел стратегического развития.
Adobe InDesign – программа компьютерной вёрстки, позволяет создавать документы для вывода их как на типографские машины промышленного уровня, так и на настольные принтеры, а также экспортировать созданные документы в различные форматы электронных изданий, в том числе PDF. Инсталляция официальной версии программы не требует особых навыков [6].
Adobe Photoshop - многофункциональный редактор для работы с фото и видеофайлами (растровые изображения и несколько векторных инструментов). Программный продукт работает на ПК с операционными системами macOS, Windows и в мобильных версиях iOS, Windows Phone и Android. Используется графический редактор для коммерческих целей (телевидение, кинематограф, реклама, игры, ретушь и так далее). Для работы полиграфистов, дизайнеров, фотографов, мультипликаторов, архитекторов и других творческих профессий важно иметь полный набор инструментов для коррекции мультимедийных файлов. Редактор, в котором можно не только корректировать и ретушировать изображения, но и преобразовывать формы, сохранять GIF-анимации, использовать слои и эффекты. Эти функции позволяют легко трансформировать, клонировать, улучшать изображения, применять различные фильтры для создания красочной, продающей картинки [6].
Adobe Acrobat Pro - на сегодняшний день наиболее универсальное программное обеспечение для редактирования и конвертации PDF-файлов в удобный формат и дальнейшей работы с ними. Инструмент дает возможность не только быстро просматривать электронную PDF-документацию, но и мгновенно добавлять свои заметки, сканировать бумажные файлы и отправлять их на печать [6].
Предприятия, которым важны комфортные условия работы сотрудников, хорошо знают, для чего нужен он в первую очередь, и почему стоит приобрести подписку на него. Во-первых, для того, чтобы команда могла работать, даже за пределами офиса с удобной программой. Благодаря подключению к облачному сервису Document Cloud пользователи могут подключаться с мобильных, планшетов и домашних ПК. Более того, документ будет открываться именно на том месте, где вы закончили редактировать, даже если пользователь зашел с другого устройства [6].
Microsoft Office 365 бизнес стандарт - это пакет приложений , распространяемый по подписке, благодаря которому снижаются затраты на обновление старых лицензий, так как все компоненты будут обновляться автоматически до более свежей версии, чем не может похвастаться классический пакет Microsoft Office 2010 и старше, можно приобрести единовременно - это означает, что вы однократно платите определенную сумму, чтобы получить приложения Office на одном компьютере. Доступны планы Microsoft 365 для домашнего и персонального использования, а также для малого и среднего бизнеса, крупных предприятий, учебных заведений и некоммерческих организаций [3].
В пакет включают надежные приложения Office для рабочего стола, с которыми вы знакомы, такие как Word, PowerPoint, Excel, Teams, SharePoint и возможность синхронизации с AzureAD. Также есть дополнительное пространство в интернет-хранилище и доступ к облачным службам для совместной работы над файлами в реальном времени с любых устройств [3].
Dr.Web Enterprise Security Suite - позволяет централизованно обеспечить защиту рабочих станций, файловых серверов, почты, интернет-шлюзов и мобильных устройств с анализом угроз и оповещении о них технических специалистов [5].
Windows 10 PRO - необходима для комфортной работы пользователей с необходимыми программными продуктами и централизованного управления рабочей станцией через Active Directory, так же подходит версия Enterprise - она в разы дороже и как правило ее приобретают редко [3].
Windows Server 2019 Standart - эта операционная система предназначена для организации работы клиент-сервер, система имеет высокий уровень доступности, безопасности и отказоустойчивости. Она поможет повысить надежность и гибкость серверной инфраструктуры при снижении расходов и экономии времени. Мощные инструменты обеспечивают более удобное управление серверами, упрощают настройку и управление [3].
Microsoft® SQL Server 2017 — это надежная, эффективная и интеллектуальная платформа управления базами данными, обеспечивающая высокую производительность СУБД в требовательных бизнес-приложениях, помогающая сократить затраты на обслуживание существующих систем и разработку новых приложений, и предоставляющая широкие возможности BI. Позволяет масштабировать операции с базами данных [3].
VMWare VSphere — это ведущая в отрасли платформа виртуализации, с помощью которой можно надежным образом виртуализировать приложения и поддерживать их вертикальное и горизонтальное масштабирование, а также реализовать новые уровни доступности и упрощение виртуального ЦОД. В результате на выходе получается высокодоступная и устойчивая инфраструктура по требованию, которая является идеальным фундаментом для создания облачной среды. Эта платформа помогает снизить расходы на ЦОД, повысить время бесперебойной работы систем и приложений, а также значительно упростить работу ИТ-отдела с серверами. Платформа vSphere, предназначенная для приложений нового поколения, служит основным структурным блоком для создания программного ЦОД [4].
Microsoft Remote Desktop Server – это служба роли в Windows Server, при помощи которой компания Microsoft реализовала возможность тонкого клиента, где программное обеспечение Windows и весь рабочий стол компьютера, работающего под управлением RDS, становятся доступными для удалённой клиентской машины, поддерживающей протокол удалённого рабочего стола (RDP). Что позволяет работать с любой точки мира, любого устройства без потери производительности [3].
Active Directory – решение от компании Microsoft позволяющее объединить различные объекты сети (компьютеры, сервера, принтера, различные сервисы) в единую систему. В данном случае AD выступают в роли каталога (базы данных), в котором хранится информация о пользователях, ПК, серверах, сетевых и периферийных устройствах.
Для реализации данного решения, необходим специальный сервер - контроллер домена. Именно он будет выполнять функции аутентификации пользователей и устройств в сети, а также выступать в качестве хранилища базы данных. При попытке использовать любой из объектов (ПК, сервер, принтер) сети, выполняется обращение к контроллеру домена, который либо разрешает это действие (есть необходимые права), либо блокирует его.
Microsoft Exchange 2019 - интегрированное корпоративное решение для обмена сообщениями и организации совместной работы. Microsoft Exchange Server обеспечивает достижение нового уровня надежности и производительности благодаря наличию большого количества вариантов развертывания и значительных преимуществ для пользователей, а также встроенным средствам защиты от утечек информации и обеспечения соответствия требованиям закона. Тесно интегрирован с Active Directory: большая часть пользовательских данных хранится в Active Directory (связь учётных записей пользователей и почтовых ящиков, списки контактов). Отдельно от Active Directory хранятся только сами почтовые ящики (в связи с существенным размером). Благодаря механизму репликации Active Directory в случае использования нескольких серверов Microsoft Exchange Server сохраняется актуальность данных на всех серверах. Также «автоматически» поддерживается иерархическая система доверительных отношений между доменами [3].
Файловый сервер – это служба роли в Windows Server, которая позволяет классифицировать данные, хранящиеся на файловых серверах, и управлять этими данными. Диспетчер ресурсов файлового сервера можно использовать для автоматической классификации файлов, выполнения задач на основе этих классификаций, установки квот на папки и создания отчетов, отслеживающих использование хранилища.
Сервер печати - это служба роли в Windows Server, которая при подключении к принтеру на сервере печати, подключаемый клиент ищет необходимые драйверы на сервере печати. Если на сервере установлены необходимые драйверы, они автоматически загружаются и настраиваются для клиента. Тем не менее, если драйверы отсутствуют, вам будет предложено выбрать и установить драйверы из сети. Так же предусмотрено централизованная настройка всех принтеров, разграничение прав доступа, очистка очереди из одного места, что упрощает и ускорят работу технических специалистов.
Veeam BackUp and Replication - решение для защиты и восстановления данных в виртуальной среде любого масштаба и уровня сложности.Дает возможность резервного копирование и репликация виртуальных машин (2 в 1), мгновенное восстановление виртуальных машин, файлов и дисков виртуальных машин, файлов гостевых ОС и отдельных объектов приложений, автоматическая проверка работоспособности резервных копий, архивирование резервных копий на удаленную площадку, переключение на реплику виртуальной машины в случае аварии.
7-Zip — это архиватор файлов с высокой степенью сжатия с открытым кодом, что позволяет бесплатно использовать 7-Zip на любом компьютере, включая компьютеры коммерческих организаций.
?
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для корректной работы приложений необходимо знать требование к серверам и персональным компьютерам. Рассмотрим оптимальные требования указанные в Таблице 2.
Таблица 2 - Системные требования данного ПО [1]
Компоненты Минимальная конфигурация Рекомендуемая конфигурация
Требования к серверу 1С УПП
Процессор Intel Xeon Silver (8 ядер) Intel Xeon Gold (8 ядер)
Оперативная память 8 GB 16 GB
Жесткий диск 100 GB 200 GB
Операционная система Windows Server 2012R2 Windows Server 2019
Сервер баз данных Microsoft SQL Server 2008 Express Edition Microsoft SQL Server 2017 Standard Edition x64
Требования к рабочей станции
Процессор Intel Core i3-10100 Intel Core I5-10400
Оперативная память 4 GB 8 GB
Жесткий диск 160 GB 160 GB
Разрешение монитора 1920x1080 1920x1080
Операционная система Windows 8.1 Windows 10
Необходимые условия для запуска Windows 10 на компьютере [3]:
· 32-разрядный (x86) или 64-разрядный (x64) процессор с тактовой частотой 1 гигагерц (ГГц) или выше;
· 1 гигабайт (ГБ) (для 32-разрядной системы) или 2 ГБ (для 64-разрядной системы) оперативной памяти (ОЗУ);
· 16 гигабайт (ГБ) (для 32-разрядной системы) или 20 ГБ (для 64-разрядной системы) пространства на жестком диске;
· графическое устройство DirectX 9 с драйвером WDDM версии 1.0 или выше.
Необходимы требования для развертывания SQL Server 2017 Standard Edition [3]:
· Процессор:
· Не менее: AMD Opteron, AMD Athlon 64, IntelXeon с поддержкой Intel EM64T, IntelPentium IV с поддержкой EM64T (частота 1,4 ГГц или выше)
· Операционная система:
· Windows 2012 R2 и выше;
· Память:
· ОЗУ: Минимум 1 ГБ (рекомендуется 4 ГБ или более)
· 32-разрядные системы (платформа x86)
Конфигурация рабочей станции.
Для выбранного программного обеспечения выбраны следующие аппаратные характеристики рабочей станции, включая сотрудников работающих дистанционно:
Компьютер HP ProDesk 400 G7 (Intel Core i5 10500, DDR4 8ГБ, 256ГБ(SSD), Intel UHD Graphics 630, DVD-RW, Windows 10 Professional), Монитор Samsung F24T450FZI 24 (LED, 1920x1200, 1000:1, 5 мс),
Клавиатура + мышь Logitech MK120 (USB).
Ноутбук ASUS VivoBook 15 OLED K513EA-L11012 (15.6", Intel Core i5 1135G7 2.4ГГц, 16ГБ, 512ГБ SSD, Intel Iris Xe graphics , Windows 10 Professional)
Кроме того, в издательстве необходимы печатающие устройства:
· МФУ лазерный HP Laser 137fnw, формат A4
· Принтер лазерный HP Color LaserJet Pro CP5225 цветной, формат A3
Сетевое оборудование для создания ЛВС и бесшовного WiFi:
· Коммутатор MIKROTIK CCR1036-8G-2S+
· Коммутатор MIKROTIK CRS317-1G-16S+RM
· Коммутатор HP OfficeConncet 1820S
· Коммутатор UniFi Switch 48 PoE
· Аппаратный контролер UniFi Cloud Key
· Беспроводная точка доступа UniFi UAP-AC-PROw
Для работы всех приложений и служб в издательстве необходимы сервера и дисковые с высокой доступностью, возможность масштабирования и обеспечением мощности для 150 сотрудников:
