Информационно-управляющие системы на основе Internet

Рассматриваются тенденции развития новой области компьютерной науки «встраиваемого Internet». Обозначены проблемы, решение которых позволит в ближайшем будущем всерьез говорить о массовом использовании Internet для реализации взаимодействий типа «человек-устройство» и «устройство-устройство» для передачи команд управления и информации различной природы. Приводятся данные и сформулированные на их основе обобщенные выводы по результатам экспериментов обмена командной, видео- и аудиоинформацией в коммуникациях типа «устройство-устройство».

Авторы:
А. М. Астапкович, канд. техн. наук, доцент
А. А. Востриков, аспирант
М. Б. Сергеев, доктор техн. наук, профессор
Ю. Г. Чудиновский, аспирант

Введение

Глобальная сеть Internet является коммуникационной средой, созданной человеком. Термин «коммуникационная среда» (среда передачи данных, информации) используется в настоящее время в нескольких значениях. Наиболее распространенные из них следующие:

— среда для передачи некоторой неоднородности — единицы информации — в пространстве. Имея искусственное происхождение, для физического переноса информации Internet использует прочие естественные среды, в основном электропроводящие и эфир (характеристики сети lnternet в сравнении с естественными коммуникационными средами приведены в табл. 1);

— средство обмена информацией внутри человеческого общества. В настоящее время эта сеть чрезвычайно широко применяется для распространения рекламы, новостей и прочей информации в различной форме (текст, аудио и видео).

Скорость развития Internet превышает скорость развития такого средства массовой информации, как телевидение, примерно в три раза и имеет еще более яркие перспективы, связанные с очередной революцией в области микропроцессорной техники. Ее результатом стало появление дешевых микроконтроллеров с колоссальными возможностями, давшее толчок новому этапу развития сети Internet — использованию ее для коммуникаций типа «человек—устройство» и «устройство—устройство». Это, судя по всему, в ближайшее время приведет к лавинообразному увеличению количества узлов Internet, связанному с использованием сети для информационного взаимодействия между устройствами.

Следует отметить, что изначально сеть Internet предназначалась для обеспечения коммуникаций в условиях военного времени при наличии существенных повреждений сети, В силу этого основным критерием при выборе целого ряда решений являлось обеспечение высокой надежности доставки сообщений.

В настоящее время сеть Internet, используемая фактически не по своему прямому назначению, имеет две характерные тенденции развития. Первая относится к использованию Internet как основы для общемировой социальной информационной системы.

Вторая, которую в данной работе рассмотрим подробнее, предполагает использование Internet в качестве коммуникационной среды для создания глобальных распределенных информационно-управ-ляющих систем. По причине новизны тематики до сих пор не существует рабочих групп, занимающихся серьезными исследованиями в данной области. Ввиду этого, компании, ведущие разработки сетевых информационно-управляющих систем, выполняют собственные независимые работы. Яркими примерами являются шведская фирма AXIS (www.axis.com) и американская фирма PelcoNet (www.pelconet.com).

Настоящая работа ставит целью изложить первые результаты исследования опытно-промышленных образцов Internet-устройств, предназначенных для создания глобальных информационно-управляющих систем нового поколения, а также очертить ряд характерных для данной области научных и практических проблем.

Заключение

Приведенные описания экспериментов и полученные результаты позволяют констатировать факт, что в настоящее время в России имеется опыт разработки современных Internet-устройств встраиваемого класса. Выполненные экспериментальные исследования опытно-промышленных образцов показывают реальную возможность создания глобальных информационно-управляющих систем с коммуникациями типа «устройство—устройство» для самых разнообразных целей.

Опыт показывает, что предметом дальнейших серьезных исследований в первую очередь должны стать реальные характеристики lnternet как коммуникационной среды, а также связанные с ними системные проблемы. В частности, остро стоит вопрос экспериментальной оценки времени реакции, как вероятностной характеристики доставки сообщений в распределенной системе управления.

Вторая важная задача заключается в необходимости разработки эффективных методов защиты информации в Internet:, являющейся открытой системой с потенциальной возможностью вмешательства злоумышленников в процесс управления. Специфику задачи определяет огромное число абонентов, измеряемое для некоторых приложений миллионами, а также необходимость шифрации/ дешифрации видео- и аудиопотоков в реальном масштабе времени, что при пропускной способности 1 Мбит/с представляется совсем нетривиальной задачей.

Очевидно, отдельного рассмотрения уже в ближайшее время потребует проблема выбора одного из возможных альтернативных путей развития глобальных информационно-управляющих систем: либо использовать уже существующую сеть Internet в качестве единой коммуникационной среды для всех типов информационного обмена, либо создавать специализированные коммуникационные среды нового поколения для промышленного использования.

Литература

1. www.embedded.com/internet
2. www.telemed.ru
3. www.realtex.meteo.ru
4. www.vbank.ru/partners/telekom
5. Воробьев В. И., Грибунин В. Г. Теория и практика вейвлет-преобразования. — ВУС, 1999. — 208 С.
6. www.wavelet.org
7. www.bell-labs.com/who/wim/papers/papers.html
8. Компьютерные сети. Книга 1: High Performance Networking. Энциклопедия пользователя: Пер. с англ. /' Марк А. Спортак и др. — Киев: ДиаСофт, 1998. — 432 с.
9. Фейт Сидни TCP/IP: Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) / 2-е изд. — СПб: Лори, 2000.—424 с.
10. Kravotta Nicholas Embedded TCP/IP: a smorgasbord of options // EDN. — 2001. — N 1. — P. 75-80.
11. Mitaque Larry Internet device interaction control // Internet appliance design. — N 01. — 2001. — P. 61 -66.
12. Опыт использования информационно-управляющих сетевых систем для передачи видеоизображений / Астапкович А. М., Востриков А. А., Касаткин А. А. и др. / В кн.: Информационно-управляющие системы для подвижных объектов. Семинары ASK Lab 2001 / Под общ. ред. М. Б. Сергеева.— СПб: Политехника, 2002.— С.180-197.