Egy webhosting szolgáltatást nyújtó vállalat számára az ügyfelek számára szolgáltatást nyújtó szerverek standard szoftverei (a kiszolgáló szoftverek, illetve a kiszolgáló szoftvereket konfiguráló szoftverek) minősége, megbízhatósága, skálázhatósága kritikus tényező.

A diplomaterv készítésének otthont adó vállalat indításakor ezeket a szoftvereket “házon belül oldották meg”, azaz kizárólag ingyenes összetevőkből építkeztek, valamint saját fejlesztésű webes menedzser felületeket készítettek ezek konfigurálásához. A saját fejlesztésű rendszerek előnyei mellett azoknak tipikus problémái is hamar jelentkeztek: alacsony dokumentáltság, egyedi megoldások, nehéz skálázhatóság.

A felsorolt problémákat a vállalkozás menedzsmentje felismerte, a szükséges tájékozódást követően pedig arra a döntésre jutott, hogy a meglévő, saját fejlesztésű adminisztrációs szoftvert egy “dobozos”, standard szoftverrel fogja felváltani.

A diplomaterv első részében ismertetem a tipikus webhosting folyamat szereplőit, az általuk használt szoftvereket, különös tekintettel a webhosting adminisztrációs rendszerekre, felmérem a vállalat egyedi igényeit a bevezetendő rendszerrel kapcsolatban.

A második részben megvizsgálom a piacon található standard webhosting adminisztrációs rendszereket és kiválasztom a vállalatnak megfelelő megoldást.

Végül elvégzem a rendszer bevezetését: részletes specifikációt készítek, elvégzem a bevezetést, implementálom a hiányzó modulokat és tesztelem a kialakult rendszert.

A korszerű rendszerek szabványos megoldásokat használnak, tervezési mintákra épülnek és bevált gyakorlatok segítik a megvalósításokat. Két jelentős csoportjuk: a J2EE és a .NET rendszerek. Ez a dolgozat néhány példán keresztül a J2EE rendszerek lehetőségeit vizsgálja és összehasonlítja az alternatív megoldásokat.

A J2EE egy szabványgyűjtemény neve, mely az egyes logikai rétegekban használható API-kat tartalmaz.

A web réteg JSF technológiája még nem eléggé kiforrott, a többféle megvalósítás és kiterjesztés miatt az implementációk gyakran nem működnek együtt. Az alternatív megoldások alacsonyobb szintű szabványokra építenek, és a fejlesztők számára áttekinthető, egyszerű használatot biztosítanak.

A nagy gyártók alkalmazásszerverei támogatják az EJB 2 használatát az üzleti logika rétegben, a nem szabványos helyeken egyedi megoldásokat alkalmazva. Néhány keretrendszer (kevesebb funkcióval) egyszerűbben használható, így a fejlesztők az egyszerű rendszerekhez inkább ezeket használják. A Hibernate az adatkezelést, a Spring az üzleti logikát könnyíti meg.

Az EJB 3 szabvány az alacsonyabb verziókkal való kompatibilitás megtartása mellett tartalmazza az előző egyszerűsítéseket. Ez a fejlesztők számára áttekinthetőbb és kevesebb forráskódot, könnyebb tesztelhetőséget, gyártók közötti könnyebb választást és újrafelhasználható komponenseket jelent. A gyártók együttműködő termékeket szállíthatnak, melyeket üzemeltetni is egyszerűbb, így megbízhatóbb szolgáltatás nyújtható.

A diplomamunka egy konkrét feladat – a kollégiumi rendszer – újratervezéséhez és újraimplementálásához használható technológiai lehetőségek feltérképezésével kezdődött, és ezen lehetőségek mintaprojekten történő kipróbálásába torkollott. A konklúzió pedig a technológiák különböző szempontok szerinti értékelése.

Dolgozatunk egy F-16-os repülőgép fizikai modelljén keresztül mutat be néhány irányítási algoritmust.

Ehhez érdemes először megismerni a repüléstechnikában használt fogalmakat, ezért a 2. fejezetet a repülésirányítás elméleti alapjainak szenteltük. Rögtön az elején egy folyamatábrán keresztül mutatjuk be egy repülőgép-irányítási program általános felépítését. A folyamatábrán látható, hogy a rendszer lelke a repülőgép viselkedését leíró nemlineáris állapottérmodell. A működés megértéséhez részletesen tárgyaljuk a repüléstechnikában használt koordinátarendszereket, illetve az ezekre épülő állapotváltozós leírást. Az állapotváltozók ismeretében bemutatjuk, hogyan befolyásolják a különféle aerodinamikai erők a repülőgép mozgását. Az alapfogalmak tisztázása után elkezdhetjük a szabályozótervezést. Mivel ebben a dolgozatban csak lineáris szabályozókkal foglalkozunk, a 2. fejezet végén azt is ismertetjük, hogyan lesz a nemlineáris modellből linearizált modell.

A kutatómunka kezdetén a konzulensünk rendelkezésünkre bocsátott egy programot, mely alkalmas az F16-os repülőgép MATLAB környezetben történő szimulációjára. A tervezést Simulink támogatással végeztük, az említett programban szereplő nemlineáris modell felhasználásával. A munka megkönnyítése érdekében – kihasználva a MATLAB kínálta lehetőségeket – grafikus felhasználói felületet is készítettünk. A 3. fejezet ezt a kezelőfelületet mutatja be röviden.

A dolgozat második felében az LQ (Linear Quadratic) módszerrel tervezett szabályozóinkat  és működésüket mutatjuk be, néhány megvalósított példán keresztül. Ennek a módszernek az előnye a klasszikus tervezési eljárásokkal szemben az, hogy több ágú visszacsatolás esetén a hurkokat egy lépésben, egyszerre be tudjuk zárni, az erősítéseket nem külön-külön kell meghatározni. Az első példában egy laterális szabályozó felépítését írjuk le, mellyel kiküszöbölhető a repülőgép oldalirányú elfordulása, billegése. Ehhez néhány laterális állapotváltozó értékét kell nullára szabályozni. A longitudinális irányban nem ilyen egyszerű a helyzet, itt alapjelkövetést kell megvalósítani. A második példa ehhez kapcsolódik, amelyben gyorsulásvezérlő rendszert terveztünk szintén LQ módszerrel. A gyorsulás irányát úgy választottuk meg, hogy a vezérlés longitudinális szabályozásra is alkalmas legyen. A harmadik és a negyedik példa szorosan kötődik az első kettőhöz. Itt ugyanis az előző rendszereken javítottunk néhány újabb tervezési lépés beiktatásával. Az időfüggő költségfüggvény alkalmazásával például elkerülhetjük a szabályozott jel hosszan tartó lengését.

Az eddig elhangzott ismereteket néhány újjal kiegészítve, egy automata leszállásvezérlőt terveztünk, amelyet a 4. fejezet végén ismertetünk. A módszer lényege, hogy először alkotunk egy modellt, amely egy ideális pálya mentén hajtja végre a repülési feladatot, aztán tervezünk a repülőgéphez egy olyan szabályozót, amely ezt a modellt próbálja meg követni minél pontosabban. Az eredmény, hogy a repülőnk automata landolást képes végrehajtani ideális ív mentén.

A tervezési munka egyik fontos lépése az eredmények kiértékelése. A kutatásunk során ezért nagy figyelmet fordítottunk az adatok pontos, használható, és ugyanakkor látványos megjelenítésére. A szimuláció után az állapotváltozók időfüggvényeit grafikonokon ábrázolhatjuk, sőt Bode-diagramot és pólus-zérus elrendezést is rajzoltathatunk a kiválasztott változókhoz. A megjelenítés másik formája a napjainkban rendkívül népszerű 3D megjelenítés. Az 5. fejezetben bemutatjuk a MATLAB virtuális valóság eszköztára, a Virtual Reality Toolbox segítségével megvalósított VR vezérlőnket, mely a szimulációt valósidőben, 3D repülőmodellel jeleníti meg, s ezzel a képletek szolgáltatta eredményeket szinte kézzelfoghatóvá teszi.

A dolgozat rövid repüléstechnikai bevezetőt követően a szimulációs keretrendszer terveit, valamint a készítése során felmerült tervezői döntéseket ismerteti. A program a szimulációk 3D megjelenítéséhez a Virtual Reality Toolbox lehetőségeit használja ki, a kialakított, valós időben mozgatott virtuális repülőgépmodell az orientáció, pozíció és a trajektória ábrázolása mellett a vezérlőfelületek állapotát is demonstrálja.

A szabályozótervezést kényelmesebbé tevő kezelői felület és a háttérben meghúzódó, a számításokat és a megjelenítést külön gépen végző, ezeket összekapcsoló keretrendszer fontos komponensek. A megvalósított hálózati kapcsolat működésének bemutatását követően a dolgozat végül kitér a rendszer tesztelési tapasztalataira is.

A megvalósított funkciókhoz részben Simulink, részben MATLAB támogatás szükséges, és a speciális feladatokra felhasznált külső modulok átfogó ismertetése sem marad el.

Az Internet nagyléptékű forgalomirányítását a BGP (Border Gateway Protocol) protokoll látja el, amely jelenleg a 4-es verziónál tart. Működésének alapját tekintve egy path vector alapú protokoll, mely kétszintű hierarchiát feltételez: az egész hálózat autonóm rendszerek (autonomous system, AS) összessége, melyek közül mindegyik egy-egy üzemeltető irányítása alatt áll. Egy ilyen AS lehet tipikusan egy internetszolgáltató vagy egy nagyvállalat saját hálózata. Ezeken a hálózatokon belül lehet tetszőleges, ún. intra-domain routing protokollt használni, kívülről, a többi hálózat felől nézve azonban az egész egy rendszert alkot. Az AS-ek szélén lévő útválasztók, amelyek a többi hálózattal összekötő kapcsolatokat menedzselik, meghirdetik egymás számára, hogy mely AS-ek érhetőek el rajtuk keresztül, majd a hirdetmények alapján eldöntik, hogy melyik subnet merre található. Amennyiben egy célhoz több útvonal is létezik, az AS Path nevű attribútum az egyik legfontosabb szempont, ami alapján kiválasztják a megfelelőt. Ez az attribútum határozza meg, hogy mely AS-eken keresztül érhető el az adott hálózat.

Egy autonóm hálózat üzemeltetője ugyan teljes mértékben irányítása alatt tudja tartani a hálózatból kiáramló csomagokat, azonban a belépő forgalomra már kevesebb ráhatása lehet, hiszen annak routingolása alapvetően a többi szereplő döntésén múlik. A BGP természetesen lehetőséget nyújt preferenciáink meghirdetésére, de az ilyen irányú döntések meghozására már nem definiál módszereket. A Vodafone, mely hazánk egyik legnagyobb vezeték nélküli internetszolgáltatója, a nagysebességű HSDPA kapcsolatok megjelenése óta szintén ilyen problémákkal küzd, melyet a külső sávszélesség növelése csak kismértékben tud orvosolni.

A belépő forgalom optimális irányításához szükség van először is annak megismerésére, ami azonban rengeteg adat feldolgozását jelenti. A hálózati eszközök a forgalom nagyságáról általában alapértelmezésben csak interfészenként vezetnek statisztikát, nekünk azonban erre ezen belül forrás illetve célcím szerinti bontásban van szükségünk. A routeren áthaladó teljes forgalmat természetesen nem vizsgálhatjuk meg bájtonként külön céleszközzel, ennek aránytalanul nagyok lennének a költségei, azonban szerencsére a mai útvonalválasztók már hardveresen képesek a csomagok legfontosabb paramétereit, így pl. az IP címeket is, eltárolni, és egy adatgyűjtő egység felé továbbítani. Ez már nagyságrendekkel kezelhetőbb mennyiség, azonban egy nagyobb szolgáltató esetén még mindig komoly erőforrásokat igényel, az adatok statisztikai feldolgozásához pedig további szűrés szükséges.

Az így kapott adatok alapján ezután már meg tudjuk vizsgálni, hogy például egy túlterhelt bejövő vonalon milyen irányokból érkező forgalom dominál, majd ez alapján a többi hálózattal együttműködve egyenletesebb terheléseloszlást tudunk elérni.

Diplomamunkám célja, hogy egy arra alkalmas technológia, a Cisco Netflow protokolljának segítségével a hálózatba belépő forgalomról források szerinti bontásban statisztikát készítsek, hogy a fenti céloknak megfelelően szükség esetén döntést lehessen ezen adatok alapján hozni. A feladat leglényegesebb részét azonban nem is ezen eredmények értékelése, hanem az adatgyűjtő és feldolgozó motor elkészítése jelenti. A Netflow protokoll által exportált adatokból ugyanis nem csak a fenti információk tudhatók meg, hanem rengeteg más monitorozási célra használható, például támadások detektálása, számlázás, hálózaton belüli nagy forgalmazók felderítése stb.

Dolgozatom során először megvizsgálom a bejövő forgalom irányításának lehetőségeit, majd bemutatom a Netflow architektúrát, illetve megvizsgálom a jelenleg is elérhető, Netflow-t támogató szoftvereket, elsősorban abból a szempontból, hogy mennyire használhatóak a gyors adatgyűjtésre és feldolgozásra. Ezután az általam megvalósított adatgyűjtő motor tervezése és felépítése következik, melynek során külön figyelmet szentelek a folyamat lehető legoptimálisabb sebességére. Végül egy virtuális teszthálózat segítségével vizsgálom a szoftver működőképességét egy több autonóm rendszerből álló topológia segítségével.

A monád funkcionális programozási konstrukció lehetővé teszi a számítások okozta mellékhatások kezelését. A monádok használatával a funkcionális nyelvekben az imperatív nyelvekhez hasonló programozási stílus követhető. A monádok elméleti hátteréül szolgáló kategóriaelméletet is áttekinthetjük.

A diplomatervben megvizsgálom a monád konstrukció Erlang nyelvben való alkalmazásának lehetőségeit, és példákat adok monadikus műveletek Erlang-beli megvalósítására.

Egy másik probléma az informatikai rendszerek fejletlensége. Modern, integrált, automatizmusokkal támogatott rendszer bevezetésével rengeteg élőmunkát lehet megspórolni, ami a versenyképesség növekedését eredményezné. Sajnos, azonban ezeknek a rendszereknek az ára nem a kisvállalkozások pénztárcájára van szabva, és a pénzintézetek által kínált finanszírozási lehetőségek sem oldják meg a helyzetet.

Munkám során a fenti két problémát fogom orvosolni egy konkrét vállalatnál.

Első lépésben a küldetés, értékek és vízió meghatározása után egy, a Balanced Scorecard módszertan négy fő nézőpontját tükröző, Stratégiai Térkép készül el, majd azonosítva lesznek a vízió eléréséhez szükséges projektek, és a kulcsfolyamatok.

Második lépésben újratervezem, és a BPMN jelölésrendszer segítségével modellezem a kulcsfolyamatokat, majd az újratervezett modellek alapján FileMaker Pro programkörnyezetben egy új ügyfélmenedzsment-rendszert készítek, ami már képes más informatikai rendszerekkel való együttműködésre, és automatizmusok bevezetését is lehetővé teszi.

Végül az üzleti szempontból legkritikusabb folyamat automatizálásával fogok foglalkozni.

A olyan természeti jelenségek, mint tűz, víz, gázok és gőzök, stb. modellezése és életszerű lefényképezése komoly kihívást jelentett a számítógépes grafika szakemberei számára. A tűz offline és realtime megjelenítésével különösen sokan foglalkoznak még ma is, s bár mindkét téren nagyon komoly eredményeket sikerült elérni, a szakma elitje szerint még mindig messze vagyunk a tökéletestől. Az olyan népszerű tervezőszoftverekhez, mint az Autodesk 3D Studio Max-jához léteznek pluginok, melyek – nem valós időben – tüzet, robbanásokat szimulálnak (FumeFX, Phoenix), elérhetőségük azonban meglehetősen nehézkes (drágák, tanulóverziók nem léteznek).

Célom a diplomamunka keretein belül, az Autodesk 3D Studio Max saját fejlesztőeszköze, a MaxScript segítségével egy olyan, plugin összeállítása a Maxhoz, mely eredményesen kezel egy speciális részecskeformátumot, mellyel hatékonyan, gyorsan és szépen lehet tüzet (vagy más térfogati jelenséget) renderelni, ill. maga a szoftver ingyenesen elérhető, és bárki által továbbfejleszthető.

Ezeknek a problémáknak, feladatoknak a megoldásához informatikai támogatás szükséges. Az Estrella projekt (The European project for Standardized Transparent Representations in order to Extend Legal Accessibility) célja egy szabad, szabványalapú platform kialakítása, ami a közigazgatási szervek számára lehetővé teszi átfogó, jogi tudáskezelő rendszerek kifejlesztését és használatát.

A jogi szövegek kezelését, értelmezését támogató szoftverek tervezését alapvetően két irányból lehet megközelíteni. A hatályos jogszabályok szövegei felől tekintve egy különleges igényeket kielégítő dokumentumkezelő rendszert kell megvalósítani. A másik lehetőség az, amikor a jogszabályok szövege által leírt tudás felől közelítjük meg a problémát. Ezt a tudást modellezhetjük, és erre építhetünk egy szakértői rendszert – például a Szemantikus Web technológiáit használva –, aminek a segítségével bizonyos kérdésekre automatikusan választ kaphatunk a jogszabály alapján.

Fontos az, hogy egy jogszabály dokumentummodellje és a tudásmodell össze legyen kapcsolva, azaz vissza lehessen követni, hogy a tudásmodell mely eleme a hatályos jogszabályok mely részéből származik. Ez segíti a tudásmodell építését, ellenőrzését is. Továbbá ha a tudásmodellen következtetést végzünk, akkor lehetővé válhat az, hogy a konkrét jogszabály megfelelő részeire hivatkozó magyarázatot generáljunk.

A diplomamunkám keretében egy olyan eszközt készítettem el az Estrella projekt célkitűzéseit, iránymutatásait figyelembe véve a Protégé tudásbázis-kezelő platformra, aminek a segítségével lehetővé válik a jogszabály dokumentummodelljének félautomatikus létrehozása, valamint a tudásmodellnek és a dokumentummodellnek az összekapcsolása.

Az ilyen, alacsony sávszélességű alkalmazások esetében az átviteli sebességet nem csak a hálózat áteresztő képessége, hanem maga az alkalmazás is korlátozza. A szállítási protokollok kevés adattal nem működnek megfelelően, melynek eredményeképp a csomagok csak nagy késleltetéssel érkeznek meg a fogadó félhez, pedig ez sokszor nem megengedhető. Ezen alkalmazások gyakran olyan típusú adatot is létrehoznak, melyet megérkezési garancia vagy sorrendezés nélkül is el lehetne küldeni a késleltetés csökkentése érdekében. Egyes új szállítási protokollok támogatják a részlegesen megbízható átvitelt, ezt a szolgáltatást azonban egy UDP protokoll feletti middleware réteg segítségével is el lehet érni.

A diplomaterv célja ezen két megoldás összehasonlítása a hagyományos szállítási protokollokkal és azok módosításaival. A tesztek alapjául az alacsony sávszélességű alkalmazások által küldött megbízható adatfolyam szolgál.