Источник: Інформатика та комп'ютерні технології - 2008 / Збірка матеріалів четвертої міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. - Донецьк, ДонНТУ - 2008, с. 485.
В современном мире экологические проблемы играют важную роль в повседневной жизни и в стратегических политических и экономических решениях. Создается большое количество организаций, разрабатывается множество понятий, методов, инструментов и приборов каждую секунду, в каждый момент время, для того, чтобы разрешить постоянно появляющиеся экологические проблемы. Существует класс таких проблем, решение которых требует использование распределенной системы, специализирующейся на сборе множественных данных в реальном времени, расположенных географически в разных областях планеты [1]. Типичная задача этой системы – мониторинг параметров атмосферы в заселенных областях, качества водных ресурсов и степени загрязнения в речных бассейнах и т.д. Типичное решение включает в себя центральный процессор (обычно, корпоративный сервер) со всеми необходимыми аппаратными средствами связи плюс распределенная архитектура в основном идентичных модулей, работающих в полевых условиях, каждый из которых будет периодически посылать собранные данные центральному серверу для обработки и хранения.
Существует множество технологий для обмена данными между «полевым модулем» и центральным сервером. В городских областях – это может быть телефонная сеть, специализированная или магистральная радиосвязь, мобильная сотовая связь и т.д. В сельских или труднодоступных областях, таких как море или поверхность океана, на большом расстоянии от береговой линии, в горных районах – предпочтительным способом коммуникаций могла бы быть спутниковая связь.
Можно предположить, что функциональность компьютерных сетей оказывает большое влияние на выбор дизайна, используемого в разработке систем экологического мониторинга. Под такой функциональностью мы понимаем "клиент-серверную" архитектуру, которая получила широкое распространение с момента создания первых компьютерных сетей и до начала XXI столетия.
Из всего этого следует, что распределенные экологические системы мониторинга могли бы очень извлечь большую пользу при использовании современных одноранговых принципов в структуре их средств коммуникации. Основные понятия одноранговой архитектуры – отсутствие центрального сервера (который, однако, непосредственно не затрагивает предложенную идею), и возможность общения между регулярными соседними узлами системы [2].
Учитывая характерное пространственное распределение системных узлов это эффективно избавило бы от необходимости непосредственно поддерживать связь каждого узла с сервером, осуществляя обмен данных между узлами в определенном диапазоне. В этой схеме только небольшое количество узлов от общего числа должны быть иметь оборудование для постоянной связи с центральным сервером, тогда как остальная часть узлов могла бы использовать свои собственные линии связи. Различные методы динамической маршрутизации также позволили бы затрачивать минимальные усилия для того, чтобы установить новые или удалить существующие узлы. Также возможно отсутствие постоянной связи узла с сервером, и вместо этого сбор данных будет производиться периодически с использованием мобильного приемопередатчика, установленного на автомобиле или самолете.
Одной из технических проблем, с которой сталкиваются при проектировании «полевых модулей» является источник питания. Независимо от используемого источника питания (аккумулятор, солнечные элементы и т.д), замена находящегося далеко приемопередатчика, используемого в классической клиент-серверной схеме более слабым приемопередатчиком местного значения, используемого в одноранговой схеме, позволит уменьшить издержки производства даже несмотря на некоторую дополнительную сложность, связанную с усовершенствованием программного обеспечения «полевого модуля».
Реализация вышеописанной одноранговой технологии в распределенных системах экологического мониторинга на глобальном уровне позволит увеличить производительность, масштабируемость и гибкость существующей или устаревшей продукции, а также стоимость обслуживания и поможет лучше решать экологические проблемы вцелом.
Вышеописанное исследование было выполнено в рамках Президентского Гранта для Одаренной молодежи, контракт 192/1-2008.
Литература