ТОЛЕУОВА С.Х
ПОСТРОЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СИМУЛЯЦИИ РАБОТЫ CISCOPACKETTRACER
(Казахский Агротехнический Университет им. С. Сейфуллина, г.Астана, Республика
Казахстан)
Вычислительная сеть— сложная система программных и аппаратных компонентов,
взаимосвязанных друг с другом.
PacketTracer — симулятор сети передачи данных, выпускаемый фирмой
CiscoSystems
.
Позволяет
делать
работоспособные
модели
сети,
настраивать
(командами
Cisco
IOS
) маршрутизаторы и коммутаторы,
взаимодействовать
между
несколькими
пользователями (через облако).
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
328
CiscoPacketTracer имеет два рабочих пространства: логическое и физическое.
Логическое пространство позволяет пользователям строить логическую топологию сети,
размещать, подключать, кластеризировать виртуальные сетевые устройства. Физическое
пространство позволяет графически увидеть логическую сеть, давая понятие о масштабах и
трудоустройствах оборудования, таких как маршрутизаторы, коммутаторы, хосты, которые
будут работать реальной среде. Физическое пространство также дает представление сети, в
том числе нескольких городов, зданий, сооружений, монтажных шкафов.
Маршрутизатор — специализированный сетевой компьютер, имеющий как минимум
один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами
сети, связывающий разнородные сети различных архитектур, принимающий решения о
пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных
администратором (рис. 1).
Рисунок 1-маршрутизатор Cisco.
Коммутаторы – это устройства, работающие на канальном уровне модели OSI и
предназначенные для объединения нескольких узлов в пределах одного или нескольких
сегментах сети. Передаёт пакеты коммутатор на основании внутренней таблицы – таблицы
коммутации, следовательно, трафик идёт только на тот MAC-адрес, которому он
предназначается, а не повторяется на всех портах (как на концентраторе) (рис. 2).
Рисунок 2-Коммутатор Cisco
Рассмотрим построение вычислительной сети для предприятия с использованием
программы CiscoPacketTracer. Поставлена задача создать локальную сеть между тремя
зданиями, находящимися в близком расстоянии с использованием коммутаторов и
маршрутизаторов. Для выполнения поставленной задачи, мы построим виртуальную сеть с
помощью программы CiscoPacketTracer 5.5 (рис. 3).
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
329
Рисунок 3-Построение локальной сети
Из приведенного рисунка (рис. 4) мы видим, что построенная локальная сеть работает.
Для того что бы убедится в работоспособности локальной сети, с помощью команд ping,
tracert проверяем сеть. На рис. 4 мы видим, что время запроса с компьютером и пошаговое
выполнение программы налажено.
Рисунок 4 - Трассировка и пинг
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
330
Используя данную программу студент имеет возможность научится строить
вычислительные сети, отправлять различные пакеты данных, сохранять и комментировать
свою работу. Так же у студентов есть возможность изучить рабочие станции, определять
типы связей между ними и соединять их. После того, как сеть спроектирована, студенты
могут приступать к конфигурированию выбранных устройств посредством терминального
доступа или командной строки.
В заключении можно сделать вывод, что данная программа является отличным
тренажером для изучения и практических навыков с оборудованием Cisco.
УДК 004.432.4
ТЮАКПАЕВ А. М. ДОЧИНЕЦ Т.Т., АТАНОВ С. К.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ
КОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РЕЖИМОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ
(Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева, г.Астана)
Преобразование электрической энергии в механическую с помощью электродвигателей
позволяет легко и экономически выгодно приводить в движение разнообразные рабочие
механизмы: конвейеры, подъемно-транспортное оборудование, насосы, вентиляторы,
компрессоры, металлорежущие станки, прокатные станы, швейное оборудование и прочее
оборудование.
Благодаря простоте конструкции, высокой надежности и невысокой стоимости
асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (далее по тексту ЭД), является
наиболее распространенным электродвигателем. Свыше 85% всех электрических машин –
это трехфазные асинхронные электродвигатели. По статистике сейчас в общественном
производстве Казахстана находится не менее 50 млн. единиц трехфазных ЭД напряжением
0,4 кВ.ЭД обычно рассчитаны на срок службы 15-20 лет без капитального ремонта, при
условии их правильной эксплуатации. Однако в реальной жизни имеет место значительное
отступление от номинальных режимов эксплуатации. Это, в первую очередь, плохое
качество питающего напряжения и нарушение правил технической эксплуатации:
технологические перегрузки, условия окружающей среды (повышенные влажность,
температура), снижение сопротивления изоляции, нарушение охлаждения. Последствием
таких отклонений являются аварийные режимы работы ЭД.
Поэтому данная работа посвящена теме создания средств безопасной работы
электродвигателей насосных станций.
Известно,
что
40%
насосных
станций
нефтегазовой
отрасли
Казахстана
автоматизированы на базе микропроцессорных контроллеров Simatic фирмы Siemens.
Главной задачей данной статьи является создание программного обеспечения для
микроконтроллеров данного типа.
Для достижения заданной цели в работе решены следующие задачи:
- организовать защиту ЭД от аварий сетевого напряжения: обрыв, слипание,
нарушение последовательности, перекос, скачки, провалы напряжения;
- организовать защиту ЭД от перегрузок;
- организовать измерение электрических величин по действующим значениям тока и
напряжения;
- организовать защиту ЭД от теплового перегруза;
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
331
- проверить сопротивления изоляции перед включением и контролировать во время
работы;
- обеспечить автоматический и ручной режимы управления ЭД;
- обеспечить регулирование физических величин насосной станций (уровень в баке,
давление и расход жидкости в трубопроводе).
В данной работе для реализации проекта был выбран контроллер SIMATIC S7-300(CPU
313C) фирмы SIEMENS по следующему ряду причин:
-
Наиболее подходящее соотношение цена-качество;
-
новая концепция памяти не требует использования буферных батарей, делая
контроллер абсолютно необслуживаемым и очень надежными (наработка на отказ CPU – 60
лет);
-
модульный
принцип
позволяет подобрать
самое
подходящее
решение,
оптимальное по стоимости (интерфейсные модули позволяют разместить до 32 модулей
контроллера на четырех стойках);
-
сигнальные модули дискретных и аналоговых сигналов позволяют подключить к
контроллеру всевозможные датчики и выдавать стандартные управляющие воздействия;
-
контроллер обладает высокой производительностью благодаря наличию большого
количества встроенных функций.
Программирование контроллера осуществляется через адаптер SIMATIC S7, PC
ADAPTER USB. Имеется мнемосхема для ручного управления и программная среда для
виртуального представления объекта с возможностью управления.
Структурно программа состоит из одного организационного блока и из 5 функции. В
данном случае целесообразно применить именно такой подход, так как в системе много
аналогичных процессов. Таким образом, объединение каждого из процессов в функцию и в
дальнейшем вызов ее с конкретными параметрами для конкретного процесса, существенно
сокращает код программы, а следовательно и количество обрабатываемых операций, что
положительно сказывается на быстродействии программы.
На рисунке 1 показана блок-схема алгоритма проверки изоляции :
После подачи напряжения на блок проверяется:
- уровень изоляции обмотки статора на корпус. При сопротивлении изоляции ниже 500
+ 20 кОм нагрузка не включается (FLW=1), загорается светодиод“Izol” .
Рисунок 1.
Разрешен запуск
двигателя FLW=0
Нет
РАБОТА
Dat_Izol
считываниеDat_Iz
ol
Загорается лампа
“Izol”
Запрещен запуск
двигателя FLW=1
Да
начало
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
332
Было произведено тестирование и апробация разработанного программного продукта
на виртуальной экспериментальной установке, которая имеет ту же структуру и систему
работы ЭД насосных станций.
На установке расположено: 2 резервуара с водой и ресивер накопитель воды. Между
резервуарами проведены различные конфигурации трубопроводов. Установка показана на
рисунке 2.
Установлены датчики: Уровнемеры (L1, L2), Расходомеры механический (G1) и
электрический (G2), Датчики давления механический (М1) и электрический (М2), Датчик
температуры (Т), Краны (К1 –K13), Баки (Б1 и Б2), Насос (Н1), Клапан электрический (КЛ1),
Ресивер (Р1). Установлены датчики: Уровнемеры (L1, L2), Расходомеры механический (G1)
и электрический (G2), Датчики давления механический (М1) и электрический (М2), Датчик
температуры (Т), Краны (К1 –K13), Баки (Б1 и Б2), Насос (Н1), Клапан электрический (КЛ1),
Ресивер (Р1).
Рисунок 2.
На рисунке 3 представлено диспетчерское окно регулирования режима уровня
жидкости в баке.
Рисунок 3.
Таким образом в процессе данной работы, реализовано программное обеспечение
контроллера Simatic CPU313C автоматического управления и регулирования уровня воды в
баке, давления и расхода в трубопроводе на языке Step7. Верхний уровень автоматизации,
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
333
реализующий диспетчерский пункт управления выполнен с использованием SCADA пакета
фирмы Siemens ProToolPro 6.0. Разработанные алгоритмы управления являются
универсальными и легко реализуются для СПЛК других фирм производителей.
Литература
1. Данилов И. А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники. Москва,
Высшая школа, 2000 г.
2. Атанов С.К., Саловатова А. Практические аспекты применения и классификация
микроконтроллеров//«Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева», специальный выпуск, ISSN 1028-9364,
г.Астана, 2012 год. стр.361-363
3. Программируемые контроллеры SIEMENS. Статья. Электронная версия на сайте
http://www.ste.ru/siemens/contr.html
УДК 004.58
ШАХМЕТОВА Г.Б., ИСАЙНОВА А.Н.
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КРИПТОГРАФИЧЕСКИХ
АЛГОРИТМОВ
(Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Республика
Казахстан)
На сегодняшний день, с развитием информационных технологий, все более актуальной
становится проблема по защите данных. Одна из важнейших областей этой деятельности –
криптография, которая позволяет сохранить конфиденциальность и аутентичность
пересылаемой информации. В вопросе подлинности передаваемых сообщений используется
технология электронно-цифровой подписи, которая является полноценной заменой
собственноручной подписи ответственного лица или печати организации. Для решения
второй проблемы существует множество различных алгоритмов шифрования, которые
можно разделить на два типа: ассиметричные алгоритмы шифрования (криптографическая
система с открытым ключом) и симметрические алгоритмы шифрования (криптографическая
система с секретным ключом).
При реализации любого вида криптографических алгоритмов наиболее широко
используются следующие шифраторы: аппаратные, программно-аппаратные и программные.
Данные шифраторы отличаются друг от друга не только в способе реализации
криптографического алгоритма и степени надежности защиты информации, но и в
стоимости. К самыми дорогим устройствам шифрования можно отнести аппаратные
шифраторы, затем идут программно-аппаратные, и самые дешевые – программные.
Несмотря на то, что реализация аппаратных шифраторов существенно дороже программных,
разница в цене окупается качеством защиты данных, поэтому ниже более подробно будет
рассмотрена аппаратная реализация криптографических алгоритмов.
Аппаратный шифратор – это электронное оборудование, созданное специально для
решения задач шифрования. В основном это специализированные платы расширения,
которые вставляются в разъем ISA или PCI системной платы персонального компьютера,
также существуют и другие варианты, например в виде USB- ключа с криптографическими
функциями [1]. Интеграция любого специализированного шифровального устройства в
компьютер создает меньше проблем, чем при включении в системное программное
обеспечение функций защиты информации. По мнению, Лукашова И.В. аппаратные
шифраторы также имеют множество других достоинств[2]:
- аппаратная реализация криптоалгоритма гарантирует его целостность;
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
334
- шифрование и хранение ключей осуществляются в самой плате шифратора, а не в
оперативной памяти компьютера;
- аппаратный датчик случайных чисел создает действительно случайные числа для
формирования надежных ключей шифрования и электронной цифровой подписи;
- загрузка ключей в шифратор со смарт-карт и идентификаторов Touch Memory (i-
Button) производится напрямую, минуя ОЗУ и системную шину компьютера, что исключает
возможность перехвата ключей;
- на базе аппаратных шифраторов можно создавать системы защиты информации от
несанкционированного доступа и разграничения доступа к компьютеру;
- применение
специализированного
шифрпроцессора
для
выполнения
криптографических преобразований разгружает центральный процессор компьютера;
возможна также установка на одном компьютере нескольких аппаратных шифраторов, что
еще более повышает скорость обработки информации (это преимущество присуще
шифраторам для шины PCI);
- использование парафазных шин в архитектуре шифрпроцессора исключает угрозу
снятия ключевой информации по возникающим в ходе криптографических преобразований
колебаниям электромагнитного излучения в цепях “земля – питание” микросхемы.
Современный рынок предлагает на выбор широкий спектр аппаратных шифраторов. К
примеру, российская компания «Актив» разработала аппаратный продукт ruToken,
подключаемый к USB – порту компьютера. Данный USB-брелок предназначен для
аутентификации и защиты информации, использующий алгоритм шифрования – ГОСТ
28147-89, который позволяет шифровать в режимах простой заменой, гаммирования и
гаммирования с обратной связью. ruToken генерирует 256-битовые случайные числа, а так
же производит выработку 32-битовой имитовставки по ГОСТ 28147-89. Ключи шифрования
хранятся в защищенном виде, без возможности экспорта из ruToken.
Семейство персональных средств защиты информации ШИПКА (Шифрование –
Идентификация – Подпись – Коды аутентификации), разработчиком которой является
компания «САПР», представляет собой специализированное мобильное устройство,
предназначенное для выполнения криптографических преобразований: генерация ключей,
вычисление хеш-функций, шифрование, выработка и проверка электронно-цифровой
подписи. Линейка продуктов представлена из следующих USB-устройств: ШИПКА-1.6,
ШИПКА-2.0, ШИПКА-лайт, ШИПКА-лайт slim, а также ШИПКА-Т, ЦЕНТР-Т, Privacy.
Данные устройства поддерживают такие алгоритмы шифрования как ГОСТ 28147-89, ГОСТ
Р 34.10-94, ГОСТ Р 34.10-2001, ГОСТ Р 34.10-94.
Одна из ведущих фирм АНКАД предлагает устройства криптографической защиты
данных (УКЗД) серии КРИПТОМ, построенные на разработанных этой же фирмой
специализированных 32-разрядных шифропроцессорах серии БЛЮМИНГ. УКЗД Криптон
представлены в виде плат расширения PCI и PCIe для РС – совместимых компьютеров.
Программное обеспечение устройств КРИПТОН обеспечивает конфиденциальность данных,
по средствам шифрования компьютерной информации (разделы дисков, файлы и группы
файлов), проверяет целостность и аутентичность сообщений с помощью электронной
цифровой подписи, создает прозрачно шифруемые логические диски, что максимально
облегчает и упрощает работу пользователя с конфиденциальной информацией. Так же в
возможности КРИПТОН входит формирование криптографически защищенных виртуальных
сетей, шифрование IP-трафика и обеспечение защищенного доступа к ресурсам сети
мобильных и удаленных пользователей. Алгоритм шифрования, реализованный данным
аппаратным устройством – ГОСТ 28147-89 с размерностью ключа 256 бит.
Компания «Алладин Р.Д.» разработала USB – ключи и смарт-карты eToken
(персональные средства защищенного хранения данных и аутентификации). Предлагаемое
устройство централизованно управляет жизненным циклом аутентификации, введет учет
средств аутентификации и аудит их использования, а так же автоматизирует типовые
«ҚОҒАМДЫ АҚПАРАТТАНДЫРУ» IV ХАЛЫҚАРАЛЫҚ ҒЫЛЫМИ-ПРАКТИКАЛЫҚ КОНФЕРЕНЦИЯ
335
операции администрирования, учитывая политику безопасности компании. eToken
обеспечивает строгую двухфакторную аутентификацию пользователей во время доступа к
защищенной информации. В микросхеме ключа выполняются генерация ключей
шифрования, симметричное и асимметричное шифрование, вычисление хэш-функций и
выработка ЭЦП. В энергонезависимой памяти ключа хранятся такие важные данные, как
криптографические ключи, профили пользователей, настройки приложений, цифровые
сертификаты и прочие. Линейка USB-ключей и смарт-карт eToken разработана таким
образом, чтобы удовлетворить потребности большинства пользователей. Модели USB -
ключей включают в себя устройства, выполняющие базовые функции безопасности, а также
комбинированные продукты, сочетающие в себе возможности нескольких устройств.
Литература:
1. Лукашов И.В. Криптография? Железно! // Мир ПК. – 2003 - № 3 – с. 100-109.
ОРАЗАЕВА Л.И
ҚАЗІРГІ ЗАМАНДА ЭЛЕКТРОНДЫ ОҚЫТУДЫҢ ТИІМДІ ЖОЛДАРЫ
(АТУ, Алматы, Қазақстан Республикасы)
Қазіргі заманда білім кеңістігінің жоғары қызығушылықпен дамып келе жатқан
саласы – электронды жүйемен оқыту. Осындай электронды оқыту жүйелерінің бірі E-
learning. E-learning Қазақстандық білім жүйесінің дамуының жаңа бағытына айналды.
Қазақстан Республикасы Президенті өзінің 2011 жылғы Қазақстан халқына жолдауында:
«2015 жылға қарай білім беру ұйымдарының 50 пайызы электронды оқытуды пайдаланып,
2020 жылға қарай оның саны 90 пайызға дейін артады» дегенді айтқан болатын. Электронды
оқыту жаңа технология болып табылатынына қарамастан, тарихи деректер E-learning
электронды оқыту жүйесінің алғашқы қадамы ХХ ғасырдың 60-шы жылдарында Стэндфорд
университетінің қабырғасында орын алғанын көрсетеді. Бұл жоба аясында сол кезде
компьютерлер математика пәнін оқыту үшін қолданылған және бүкіл әлем бойынша
оқушыларды оқыту үшін осындай мультимедиялық курстардан әлемнің 35 мемлекетінен елу
мыңнан астам оқушылар мен студенттер өткен. E-learning Финляндияда, Ирландияда және
Оңтүстік Кореяда білімді жетілдіру мен экономикалық өсудің негізгі құралы болып
есептеледі. Электронды оқыту бойынша арнайы ұлттық бағдарламалар жасалды. АҚШ,
Ұлыбритания, Австралия, Жаңа Зеландия елдерінде электронды оқыту күнделікті өмірдің
практикалық тәжірибесіне айналған. Білім кеңістігінде электронды оқыту жүйесін
қолданудың мақсаты бұл оқу үрдісінде сапалы білім беру қызметтерін енгізу және оған
қолжеткізу үшін
ақпараттық
коммуникативтік
технологияларды қолдана отырып
ұйымдастыру.
Ақпараттық
технологиялардың
дамуы
қоғамның
интеллектуалдық
потенциалы мен мемлекеттегі білім дамуының деңгейіне байланысты. Білім мазмұны мен
сапасы қоғамда әрқашан басымдық маңызға ие. Осының салдарынан білім сапасын көтеру
мақсатында
жалпы
оқыту
жүйесіне
әртүрлі
жаңа
ақпараттық
коммуникативтік
технологияларды енгізу жоспарлы жұмыстары қарастырылуда. Әлемдік тәжірибеде
ақпараттық телекоммуникациялық технологияларды білім саласында жетістікке қол жеткізе
қолданудың бірнеше мысалдары бар, сонымен қатар оқытуда оң нәтижелер беретін іс
жүзіндегі бағдарламалар мен жобалар да бар. Электронды оқыту жүйелеріне кіріктірілген
заманауи компьютерлік технологиялар білімді жеткізу мен әртүрлі оқу ақпараттарына өтуде
дәстүрлі оқыту құралдарына қарағанда анағұрлым әсерлі әрі нәтижелі. Қазіргі білім
жүйесінің ерекшелігі – тек біліммен қаруландырып қоймай, өздігінен білім алуды дамыта
отырып, үздіксіз өз бетінше өрлеуіне қажеттілік тудыру. Қазақстанда E-learning жүйесінің
электронды оқыту нарығында алатын орны да ерекше. Бұған дәлел қазіргі буын білімгерлер
|