автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка и исследование методики повышения живучести мультисервисных сетей, построенных на основе технологии АТМ

На правах рукописи

ИВИН ЮРИЙ ЭДУАРДОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПОВЫШЕНИЯ ЖИВУЧЕСТИ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СЕТЕЙ, ПОСТРОЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ATM

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Лазарев Ю.В.

доктор технических наук, профессор Докучаев В.А

кандидат технических наук Филюшин Ю. И.

Ведущая организация - Институт проблем передачи

информации Российской Академии наук (ИППИ РАН)

Защита состоится " __2004 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 219.001.03 при Московском техническом университете связи и информатики по адресу: 111024, Москва, улица Авиамоторная, дом 8-а, МТУСИ, ауд. _.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУСИ.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета К219.001.03 кандидат технических наук, профессор. &/) А.Г.Попова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие технологий телекоммуникаций, в том числе и технологии асинхронного режима передачи ATM'(Asynchronous Transfer Mode), делает все более актуальной проблему живучести сетей связи, предъявляя растущие требования к устойчивости их функционирования.

Актуальность исследования обусловлена и тем, что в настоящее время дальнейшее совершенствование методов нейтрализации набирающих силу негативных воздействий на телекоммуникационные сети для повышения их живучести приобретает все большее практическое значение.

Под живучестью системы связи, являющейся одной из важнейших характеристик, понимают свойство программной настройки и организации функционирования таких структурных схем' коммутации, которые в условиях отказа и восстановления отдельных модулей гарантируют производительность в заданных пределах и возможность использования всех исправных модулей при выполнении всех алгоритмов функционирования сети. Одновременно в понятие живучесть входит и свойство сети адаптироваться к новой ситуации и противостоять негативным воздействиям, выполняя при этом свою целевую функцию за счет соответствующего изменения структуры и работы системы в рамках заданных нормативов, даже при серьезных повреждениях отдельных ее частей.

В последние годы широкое распространение приобретают сети с интеграцией услуг, выполненные на основе технологических связок IP (Internet Protocol}-ATM-SDH (Synchrony Digital Hierarchy), IP-MPLS (Multiprotocol Label Switching)-ATM-DWDM (Dense Wave Division Multiplexing), в которых SDH и DWDM обеспечивают физический уровень, a ATM - канальный с организацией виртуальных соединений и управлением качеством обслуживания. При этом, с широким внедрением мультисервисных сетей, с одной стороны остаются нерешенными вопросы реализации единого управления, а, с другой стороны перед операторами связи возникают проблемы маршрутизации с целью оптимального распределения потоков информации каждой службы и создания защищенных фрагментов частных сетей для корпоративных клиентов.

В настоящее время в Российской Федерации проводится работа по изготовлению коммутационного оборудования ATM, в том числе коммутаторов с надежным и устойчивым управлением для создания живучих сетей. Данному направлению придается важное значение, о чем свидетельствуют решение Государственной комиссии по электросвязи № 62 от 04.11.2003 г., а также проводимая разработка Концепции информационной безопасности сети связи общего пользования Взаимоувязанной сети связи России и Программы по ее реализации.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БККЛНОТЕЛА

Обеспечение живучести сетей связи в целом и их отдельных критически важных фрагментов становится неотъемлемым для дальнейшего развития гарантированного предоставления пользователям широкого спектра услуг.- Однако, до настоящего времени проблеме целенаправленного повышения живучести мультисервисных сетей уделялось недостаточное внимание. В литературе отсутствуют систематизированные данные о наиболее перспективных подходах к решению этой проблемы. Есть только отдельные сведения о некоторых факторах, угрожающих живучести мультисервисных сетей. Учитывая изложенное, есть основания констатировать, что тема диссертационного исследования является актуальной.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка, методики повышения живучести мультисервисных сетей, построенных на основе технологии ATM, с апробацией наиболее' эффективных- из разработанных способов и приемов на практике.

Методы исследования. При проведении исследования использовались методы теории сетей связи и их надежности, теории телетрафика, теории массового обслуживания, теории графов.

Прикладное программное обеспечение реализовано на языках-программирования C++ и Ассемблер.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

1. Классифицированы существующие негативные воздействия. на мультисервисные сети, построенные на основе технологии ATM. При этом, негативные воздействия предложено характеризовать не только приращением числа и/или размера ребер графа, интерпретирующего сеть, но и изменением состояния автоматов коммутатора.1

2. Разработана функциональная модель исследования живучести мультисервисной сети, построенной на основе технологии-ATM: На основании модели показаны особенности» построения, организации структуры сетей специального назначения и корпоративных сетей. Определены пути повышения живучести таких сетей.

3. Разработана математическая модель живучести мультисервисной сети, построенной на основе технологии ATM, и показаны взаимосвязи средней длины пути, объема передачи трафика, нагрузки ребер графа сети и пропускной способности, как показателей живучести.

4. Разработана модификация игрового способа динамического управления в коммутаторе, а также приемы распределения канальной емкости между виртуальными соединениями и выборочного снятия с обслуживания ячеек при негативных воздействиях.

5. Разработана аппаратная модель коммутационного устройства с блоком кодирования информации, в которой показана возможность использования предложенных в работе приемов методики повышения живучести.

Личный вклад. Основные результаты, приведенные в диссертационной работе, получены автором лично; некоторые рекомендации и программные реализации методов получены при его непосредственном участии.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы операторами связи и организациями, занимающимися разработкой коммутационного оборудования и построением мультисервисных сетей связи, в том числе и специального назначения.

Результаты, полученные в диссертационной работе, дают возможность проводить сравнительный анализ различных вариантов построения и развития выделенных, технологических, а также сетей связи специального назначения на стадии изысканий и проектирования по ряду эксплуатационных показателей и выбрать из этих вариантов оптимальный. Приемы и способы разработанной методики использованы в практической деятельности оператора связи при построении мультисервисной сети. В частности, в результате совместных разработок удалось достичь бесперебойного и надежного функционирования мультисервисной сети связи, используемой компанией «Коминком Комбеллга» для предоставления пользователям современных услуг связи, что подтверждено соответствующим актом.

Классификация негативных воздействий, сформулированные на ее основе рекомендации и разработанные способы повышения живучести нашли практическое применение при создании коммутационного устройства с функциями кодирования информации, реализованного в рамках исследований Центра безопасности связи ФСБ России и Академии инженерных наук, что также подтверждено соответствующими актами.

Результаты исследования могут способствовать совершенствованию методик оценки живучести сетей связи вообще и мультисервисных сетей в частности. Результаты работы вошли в учебное пособие ""Живучесть динамических сетей телекоммуникаций" и использованы в учебном процессе МТУСИ, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных форумах: конференциях профессорско-преподавательского состава МТУСИ в 2000 и 2004 годах, конференциях «Телекоммуникационные и вычислительные системы» МФИ в 1999 и 2003 годах, конференции "Защита информации в сетях и системах связи", проведенной филиалом ФГУП "НТЦ Атлас" в г. Пенза в 2000 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Классификация негативных воздействий на мультисервисную сеть вообще, и созданную на основе технологии ATM, в частности, построена на основе анализа наиболее критических элементов мультисервисных сетей, а также опыта построения и эксплуатации сетей. Негативные

воздействия на исследованные сети связи могут быть разделены на пять групп в соответствии с уровнями, на которых они способны действовать непосредственно на сеть или на обрабатываемую и передаваемую информацию. Повышать живучесть мультисервисной сети возможно как на одном из уровней, так и на нескольких уровнях воздействий одновременно.

2. Разработанная модель исследования живучести мультисервисной сети, в отличии от известных моделей, учитывает не только особенности построения, организации структуры изученных сетей, но и особенности построения коммутационного оборудования, используемого при создании мультисервисной сети. На основании предложенной модели определены наиболее важные направления повышения живучести сетей: выбор при построении сети структур с высокой живучестью, повышение эффективности использования пропускной способности сети с целью организации большего числа соединений, создание коммутационных устройств с использованием алгоритмов работы, повышающих живучесть.

3. Для оценки живучести мультисервисной сети разработаны математические детерминированные и вероятностные модели, с использованием которых исследованы основные топологии мультисервисных сетей по показателям динамики средней длины пути передачи информации между источником и получателем, объема передачи трафика, передаваемой нагрузки по ребрам графа, интерпретирующего сеть соединений одного класса обслуживания. Для каждой группы негативных воздействий дана оценка математического ожидания соединений, сохранивших свою работоспособность, между фрагментами корпоративной сети при разных вариантах ее построения.

4. Реализация разработанной методики, использующая модификацию игрового способа динамического управления повышает живучесть сети, сокращая вероятность блокировки соединений и уменьшая длину пути передачи информации между источником и получателем. Построенная модель коммутационного устройства обеспечивает совместную работу игрового способа с приемами распределения пропускной способности между соединениями и выборочного снятия информации с обслуживания. Модель с реализованными приемами методики способствует поддержанию уровня живучести при переменных топологических характеристиках подсетей соединений.

5. Модель коммутационного устройства с агентом безопасности, отвечающего за аутентификацию и контроль доступа к служебным базам, а также за кодирование пользовательской информации в ячейках, позволяет нейтрализовать ряд вредных воздействий на каждом из пяти уровней, обеспечить живучесть сети специального назначения на наиболее важных, с точки зрения пользователя, направлениях, и вариантах сетей радиально-узловой, радиально-кольцевой топологий, а также сетей вида «многокаскадная звезда» и «созвездие».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и трех приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 12 таблиц, список используемой литературы состоит из 77 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, аргументирована ее научная и практическая ценность, сформулирована цель работы и использованные методы исследования, изложено краткое содержание работы, а также представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведены последовательный анализ современных технологий телекоммуникаций, тенденций развития мультисервисных сетей, рейтинговое выделение факторов, способных оказать негативное воздействие на живучесть мультисервисных сетей, и в частности ATM сетей, а также осуществлена классификация негативных воздействий.

Дано представление о мультисервисных сетях вообще, и сетях ATM, в частности. На основе аналитического обзора литературы обосновано положение о недостаточной изученности вопросов их живучести, показана сложность и многоаспектность проблемы живучести. В частности обращено внимание на то, что современный этап развития телекоммуникаций характеризуется все большим распространением сетей связи с интеграцией услуг, предлагающих пользователям широкий спектр возможностей за счет обслуживания нескольких типов трафика с заданным набором параметров. При этом, наиболее перспективными по своим возможностям являются сети с мультисервисным обслуживанием. В качестве одной из технологий для построения мультисервисных сетей связи достаточно широко используется технология ATM. При этом, одной из важных задач проектирования, разработки таких сетей является обеспечение их живучести, то есть способности передавать информацию с заданным качеством обслуживания при негативных воздействиях на сеть.

Даны характеристики негативных воздействий на сети связи, осуществлена классификация таких воздействий и показано, что вероятные негативные воздействия, входящие в пять основных групп, можно представить как Н={Н|, Ш, Нэ, Hj}.

Первая группа {Hi} - включает физические воздействия на функциональные элементы, диверсионные и террористические акты, а также воздействия природного характера, которые направлены на физическое уничтожение канала связи и/или оборудования. Например, вывод из работы системы электропитания или синхронизации, приводящий к невозможности обмена информацией между абонентами.

Кроме того, в данную группу входят несанкционированные подключения к коммутационным портам и оптическим каналам.

Вторая группа {Нг} - совокупность преднамеренных воздействий на уровне ячеек, включающая внесение несанкционированных изменений в служебных ячейках «операции, администрирование и обслуживание» ОАМ (Operations, Administration and Maintenance), приводящие к блокированию или уничтожению данного соединения, или изменений в идентификаторе соединения в заголовках ячеек, в результате чего возникает необходимость повторной установки соединения.

Третья группа {Нз} - воздействия на уровне вызовов, включающие изменения типа передаваемых данных, что нарушает систему качества обслуживания; ухудшение параметров обслуживания, вызывающие перегрузки и потери информации и соединений. Кроме того, к данной группе могут быть отнесены скрытые средства и механизмы, позволяющие дистанционно управлять системой связи, а также изменяющие связи между функциональными элементами и нарушающие устойчивость работы. Они позволяют дистанционно по каналам управления и сигнализации блокировать работу абонентов.

Четвертая группа {H5} - воздействия на сетевом уровне, способные подменять адресную информацию в служебных блоках, а также записи в служебных базах локального интерфейса управления ILMI (Integrate Local Management Interface) или частного межсетевого интерфейса PNNI (Private Network-Network Interface), в результате чего может быть уничтожено одно или несколько соединений.

Пятая группа {H5} - воздействия на прикладном уровне включают несанкционированный съем информации с оконечного оборудования и с узлов коммутации (УК), а также подмену информации, приводящие к утечке критической для пользователя информации и утрате соединений.

На основании проведенного в главе первой анализа установлено, что наиболее критические, подвергаемые негативным воздействиям, элементы мультисервисной сети связи могут быть представлены в виде следующего множества: F={Fi, F2, F3, F4, F3, F6, F7}, где:

{Fi} - элементы передачи информации,

{F2} - элементы коммутации информации;

{F3} - элементы сигнализации и синхронизации сети;

{F4} - элементы управления трафиком;

{Fj} - элементы временного хранения и резервирования;

{Fe} - элементы маршрутизации;

{F7} - элементы администрирования.

При этом показано, что вероятность реализации воздействия на систему связи может быть описана с помощью определения интенсивности воздействий: //„„(/) - интенсивность потока воздействий группы Нш на функциональные элементы

Так, интенсивность общего потока негативных воздействий для любого Р„ равна: /ля = , а для интенсивности потока воздействий в

7 7 5

целом на систему будет справедливо соотношение: - £ Т.№т„.

«»1 я*1«-1

В таком случае можно представить интенсивность воздействий в виде табл. 1.

Таблица 1.

Р, Р, и.

Н1

н2 Ди(0 VI п(1)

ш НнЮ Ми(*) ипО)

н4 шЛЪ шЛЪ шьО) ич (0

Н, №7(0

В свою очередь, вероятность того, что за некий интервал времени Дг не будет нанесено ни одного воздействия, определяется соотношением:

О)

Вероятность нанесения воздействия группы Нга в интервале времени Дt для любого Fn описывается соотношением:

(2)

Р^ХЬДО = д)=¿(Т«-«*]' ехр(-' Кл(')а)•

Вероятность нанесения произвольного воздействия в интервале времени для каждого описывается соотношением:

РЯ{Х«,А1) = *)=)' ехр[-' . (3)

Для обеспечения живучести мультисервисных сетей, естественно, необходим постоянный мониторинг появления все новых типов внешних воздействий, использующих различные алгоритмы и обладающих разной степенью разрушения сетей, в том числе носящих как случайный, так и преднамеренный характер. В связи с этим для нейтрализации факторов, способных повреждать мультисервисные сети связи, необходимо оперативно разрабатывать и применять методы повышения живучести как при проектировании и построении сетей, так и при разработке коммутационных устройств. В этом плане проведенная в первой главе классификация воздействий не только позволила обобщить по уровням все «слабые» звенья сетей связи, но и наметить пути разработки методики повышения живучести мультисервисных сетей.

Во второй главе проанализированы особенности реализации ATM технологии, включающие такие аспекты, как принципы обслуживания разных категорий пользователей; реализации протоколов ATM, функции и варианты построения коммутационных узлов, особенности динамического управления в сетях ATM, а также проблемы обеспечения безопасности информации в мультисервисных сетях, использующих технологию ATM.

Представлено описание функционирования ATM- коммутатора применительно к модели протоколов ATM, показаны возможные места их уязвимости, и пути их устранения. Рассмотрены проблемы качества обслуживания пользователей и их взаимосвязь с живучестью системы.

Коммутационная система; с входными и выходными потоками, и внутренним состоянием, а также воздействия и встроенный контроль были представлены, в виде схемы цифрового автомата. Под цифровым автоматом, функционирование которого должно отвечать требованиям живучести, мы подразумеваем систему из {an}, {bn}, {Св} (рис. 1),где: {ап} - поступающие сообщения; {bn} - выходящие сообщения; {Сп} - внутренние состояния цифрового автомата; А - негативные воздействия на систему;

SA - встроенная система контроля состояния системы (Security Agent -агент безопасности).

Функции выхода Ьп=Уп(ап, Сп) и перехода состояний Ощ^Да,,, С„) могут меняться в зависимости от n-ого такта работы, поэтому цифровой автомат (далее - автомат) нерегулярен во времени.

Рис. 1.

Воздействия на систему А могут осуществляться путем как неконтролируемого подключения для изменения состояний Сп или функций /а и <рп, так и введением специальных входных сообщений: {а|, а1+», в>0}. Например как для воздействия через ложный, запрос на установку соединения. После момента воздействия состояния автомата отличаются от состояний до воздействия. Встроенная система контроля БА осуществляет наблюдение по правилу Ф(ап, Ьп, Си), накапливая значения

функции Ф за определенный промежуток времени и делая вывод о наличии или отсутствии воздействия.

При построении сети задача повышения живучести мультисервисной сети заключается в минимизации выражения (4):

где: ¿>¿=1 если путь h проходит через i-ю связь между УК, иначе равно 0; хА=1, если путь h задействован для передачи, иначе 0; если путь q

используется как резервный, иначе 0; wt~ стоимость устройств, обеспечивающих i-ю связь; и - весовой коэффициент передачи без ошибок; V - весовой коэффициент повторной передачи и передачи с хранением; g,~ задержка на повторную передачу и хранение на i-ой связи; dt- полоса

пропускания, необходимая для k-ого виртуального соединения.

Значение выражения (4) вычисляется для каждой из шести подсетей виртуальных соединений VC (Virtual Channel) стандартных классов обслуживания ATM: CBR (Constant Bit Rate), rt-VBR (real time Variable Bit Rate), nrt-VBR (non real time Variable Bit Rate), UBR (Unspecified Bit Rate), ABR (Available Bit Rate), GFR (Guaranteed Frame Rate).

Живучесть в значительной мере зависит от типа структуры самой сети и уровня сетевого взаимодействия, на котором обеспечивается мультисервисность, т.е. где формируются и согласуются параметры обслуживания, а также реализуется принцип статистического мультиплексирования. Живучесть определяется как доля выживших соединений сети в случае воздействия. Негативное воздействие на сеть, независимо от его природы, причины и уровня нанесения, будет характеризоваться вероятностью р поражения звена, входящего в маршрут. В случае воздействия на таблицу маршрутизации одного из УК, составляющих соединение, или на заголовок ОАМ ячейки: р=1.

Если р<1, то математическое ожидание числа сохранивших

i-d

работоспособность соединений равно: M (а) = £ А,р , где А, - число

соединений определенной длины I, измеренной количеством звеньев, р' -вероятность наличия таких соединений. Тогда Да) - живучесть - доля выживших соединений - равна отношению М(а) к числу соединений у.

В качестве примера была проанализирована подсеть соединений одного класса, состоящая из и узлов. Поскольку в выражении для М(а) содержится как число соединений, представленное коэффициентом при р, так и его длина, соответствующая степени при р, то можно определить

(4)

/-1

(5)

общую сумму длин путей между всеми парами узлов и общую сумму нагрузок всех дуг подсети:

¿"¿4=1^=1^. (6)

* (-1 (-1

где I - длина дуги, Д =/(и-1) - нагрузка /-ой дуги по числу соединений.

В мультисервисной ATM-сети на каждом из пяти уровней принята своя градация передаваемой информации, создающая особенные требования к управлению коммутационными устройствами и сетью в целом, что позволило построить модель исследования живучести (рис. 2).

Рис. 2.

Средняя нагрузка на дуги определяется как: ß - £Ц, а средняя

длина пути: Dy=l'ZiAijy. Средняя относительная длина пути равна

уязвимости подсети при разрыве одной дуги: DijaT = D(ß) = Dv/Le=ß/y, где Le - длина подсети. Живучесть подсети равна: D(a) = 1 - D(ß).

Поиск сетей с минимальным значением средней длины пути означает не только снижение эксплуатационных затрат на передачу информации, но и уменьшение уязвимости сети.

Проблема обеспечения требуемого обслуживания в соответствии с запросами пользователей тесно переплетается с проблемой обеспечения необходимой живучести сети. Обслуживание большего числа высокоприоритетных соединений (CBR, rtVBR) быстрее приводит к переполнению буферных устройств узлов сети и перегрузкам, повышая уязвимость сети. Переполнение буфера коммутационного модуля, обслуживающего фиксированное направление сети, фактически означает невозможность работы ранее установленных соединений и организации новых соединений по этому направлению, что по сути соответствует выходу из строя данного направления.

Исходя из этого, сформулирован подход к решению задачи повышения живучести мультисервисной сети ATM, базирующийся на комплексе мер, выполняющих перераспределение потоков, а также пропускных способностей оборудования и включающие: использование штатных средств реконфигурации коммутационного оборудования и ATM сети в целом; применение наиболее подходящей структуры организации сети (включающей топологию, способы привязки к опорной сети и подключение оконечного оборудования), способствующей максимальной надежности и минимизации рисков в условиях воздействий; совершенствование методов динамического управления сетью, строящихся на игровых принципах; введение защитных механизмов, обеспечивающих конфиденциальность, контроль доступа, аутентификацию и целостность данных. Сформулировано положение, согласно которому SA в коммутаторе должен отвечать за кодирование информации, контроль прав и установление подлинности пользователей, контроль целостности и неизменности данных при их передаче или хранении.

В третьей главе описана разработанная на основании модели исследования живучести сети методика повышения живучести, включающая применение модификации игрового способа динамического управления в мультисервисной ATM-сети, вычисления необходимого для запроса на соединения ресурса и приема распределения пропускной способности между соединениями.

Совершенствование динамического управления позволяет обеспечивать поддержку большего числа соединений, что по существу

является прокладкой дополнительных дуг в графе, интерпретирующего

сеть. Например, пусть сеть состоит из N узлов коммутации: УК|,

УКг,...,УКм и от узла УК| к другим узлам соединения могут

устанавливаться по к (по числу соседних узлов) направлениям фш, фш.-фык- Матрица автоматов для Ьго узла имеет вид:

Здесь ^я строка матрицы представляет автомат П^ и сопоставляется с вызываемым узлом УКу, г-ые компоненты каждой строки матрицы (г-ый столбец) сопоставляются с исходящим направлением ф^. Элементы матрицы автоматов должны удовлетворять нормирующему условию:

г=1

Процесс выбора путей в транзитных УК производится таким же образом по максимальным элементам матрицы автоматов этого узла. Если отказ в установлении соединения произошел для источника на узле УК,-, то автоматы матрицы ГЪ не изменяются. Если соединение установлено или отказ в установлении соединения произошел в любом транзитном узле коммутации, элементы строки матрицы П1 изменяются. Элемент выбранного направления вычисляется по формуле:

Другие элементы строки меняются с целью соблюдения нормирующего условия и вычисляются по формуле:

ял =. , —. 1*г- (Ю)

В случае, если произошел отказ в установлении соединения, то величина г]=Э (0<1 называется "штрафом"). Если соединение установлено, то Т1=х (х5*! называется "поощрением").

Исходные значения автоматов задаются следующим образом: подсчитывается количество направлений Ц, доступных на данном УК| для обслуживания вызовов к узлу УК^ Элементы автоматов принимаются равными 1/к}. Таким образом, в исходном состоянии вероятности установления соединений по каждому из исходящих направлений в начале функционирования сети считаются равными.

Если для каждого из направлений, исходящих из УК^ известна длина пути в числе транзитных участков ко всем узлам сети, элементы матрицы

автоматов можно задавать величинами, обратно пропорциональными длинам пути с учетом условия нормировки. При таком способе задания автоматов, чем больше длина пути, тем меньше исходная вероятность установления соединения по этому пути.

Пусть в матрице автоматов рассматривается ,)-ая строка, т.е. автомат, обслуживающий вызовы от узла 1 к узлу Известны значения 12,..Лк -длины путей в числе транзитных участков. Ставится задача найти значения элементов автомата ,)-ой строки. Для элементов автомата должны выполняться условия:

Применение такого способа задания исходных значений автомата позволит сократить время настройки автоматов на целесообразное распределение потоков вызовов на сети в начале работы игрового способа. Например, пусть Л - полоса пропускания соединений 1-го типа, у| - число соединений 1-го типа, число типов соединений приняли равным 6 по числу стандартизованных категорий, d - пропускная способность канала. Претендующее на установку соединение будет принято на обслуживание в

случае выполнения условия для набора

определяющего установленные соединения и соединение, претендующее на установку. Для системы с определенными, приоритетами в формулу вносятся соответствующие уточнения. Например, пусть - полоса

пропускания для соединения ]'-го приоритета ¡-го типа, соединения данного типа обладают приоритетом к (очевидно, что приоритет соединения j не превышает приоритет к), - число соединений .¡-го приоритета ¡-го типа.

Претендующее на установку соединение установится в случае выполнения к 6 .

условия ¿а. Все соединения определенного приоритета

обслуживаются своими буферами и списками БА.

Пусть /-ый источник генерирует ячейки со скоростью Д/0» среднее значение которой 5„ а дисперсия <т,2. Тогда представив общую скорость Л(/) = Л, (0+ ...+£„(*) от п источников как гауссовский процесс, на основании центральной предельной теоремы математическое ожидание 5 и

дисперсия а1 будут равны: 5 = и а2 = £<т,2. Коммутационная система

позволяет установить набор соединений ] типов (у|, уг, ..., у^, если

(И)

(12)

6

превышение постоянной величины скорости передачи из узла скоростью поступающего потока маловероятно. В связи с этим критерий допустимости будет выглядеть следующим образом:

(13)

Для случая обработки информации одного типа] необходимо решить уравнение: + =<1 и найденные решения у] будут

максимальными значениями возможного количества соединении данного типа, организуемых по данному каналу связи.

К аналогичному уравнению возможно свести вариант и с набором

соединений разных приоритетов (уь уг, ..., У]), предположив известным распределение (р|, рг,..., р^, где р, =^-,ау-общее число соединений:

При возможности оценки интенсивности поступления ячеек полоса пропускания б. оценивается следующим образом:

чт1\ + Ъг\\——Несли

^ I, РСЯ); К т )

d =

wm|

wPCR, в остальных случаях

где: z—--— log,„CLß, w = l-0,021ogloCLÄ, т - интенсивность

2 PCR, d

поступления ячеек, CLR - коэффициент потерь ячеек, PCR - максимальная скорость источника.

Необходимый для обслуживания вызова i-ro типа ресурс - dj, ¡=1+6. Не нарушая общности рассуждений, можно считать di<...<di<...<d6., Если в выбранном направлении не удается установить соединение, для которого необходим ресурс dj, то тем более по этому направлению не удалось бы обслужить вызов, требующий ресурса d^, k>i. Для каждого типа вызовов можно иметь на узле свою матрицу автоматов каждое

обращение к которой регламентируется SA. Если соединение i-ro типа удалось установить по выбранному направлению, то поощряются на величину х автоматы для всех типов вызовов, для которых i>k; если же соединение по выбранному направлению не удалось установить, то штрафуются на величину G все автоматы, для которых kSi.

Суть приема распределения пропускной способности между УС при реализации игрового способа заключается в следующем. Пусть Я) — ¡-ый маршрут к получателю; - уая связь маршрута -

свободная полоса пропускания для 1^(11,), г^,, - минимальный коэффициент обслуживания, - максимальная пропускная способность. Выбирается первый маршрут из таблицы и проверяется, может ли быть установлено виртуальное соединение в соответствии с требуемой максимальной полосой пропускания. Если нет, то либо проверяется следующий маршрут из таблицы, либо применяется частичная блокировка обслуживания по этому маршруту. Выделяется по крайней мере Вщщ^пипХВр, для уже используемых соединений осуществляется перераспределение.

При невозможности оценки интенсивности поступления ячеек вычисляется полоса пропускания для УС по формуле:

<¡1(16)

где - текущая полоса пропускания по /-ОЙ связи. Для случая соединения СВЫ: 4=4=4™.

Другой вариант прием с непосредственным увеличением полосы, при котором каждый отрезок проверяется только однажды, начиная с того, у которого наименьшая свободная емкость. При этом необходимо вычисление расширенной полосы для расширяемого УС, которое производится по следующей формуле:

frtt

. —(dJ-dJr) + dJr,

где d^ - свободная емкость связи, d/

текущая полоса,

(17)

dp— требуемая

максимальная полоса.

В четвертой: главе представлены результаты, полученные при реализации разработанной методики повышения живучести в ATM сетях на практике, в частности при обеспечении информационной безопасности в сети за счет использования специальных коммутаторов доступа. В частности, приведена модель коммутационного модуля с реализованными алгоритмами, результаты повышении живучести за счет осуществления разработанных способов управления, а также оценочные данные динамики нагрузки на дуги и живучести мультисервисных сетей, живучести и уязвимости по показателю средней длины пути для ряда вариантов частных сетей.

В качестве показателей живучести рассмотрены математическое ожидание числа и средняя доля выживших соединений при известной вероятности выживания дуг или узлов. Показано, как реализуются методы управления, учитывающие количество элементов, емкость каналов, альтернативы для создания требуемого соединения и дополнительный

резерв живучести. Для этого использован автомат на узле, накапливающий информацию о "возможности доступа" и определяющий для каждого узла возможность получения одного из шести типов соединения с любыми другими (или с заданными) узлами при нормальном состоянии сети и при различных негативных воздействиях на нее. На предложенной модели коммутационного блока (рис. 3) показана комплексная работа разработанной модификации игрового метода с агентом безопасности.

Служебные пейхи по обратной свпи от следующего УК

Рис. 3.

Продемонстрировано, как результаты работы использованы в методике оператора связи для повышения живучести корпоративной сети, состоящей из трех крупных этапов, а живучесть достигается формированием соответствующего множества маршрутов, включая резерв элементов маршрутов.

Формализовалась топология корпоративной сети, состоящая из УК, к каждому из которых подключено оконечное оборудование фрагментов сети. Осуществлялись экспертные оценки негативных воздействий. При этом, коммутируемые в сети потоки от фрагментов частной сети формализованы как потоки соединений определенных типов, имеющих стандартный формат ячеек; составлялись матрицы потоков,

производились расчеты нагрузок на звеньях подсетей. Для сети и ее подсетей соединений каждого типа формируется подмножество маршрутов между ьым и ^ым УК определяются характеристики живучести в интересуемом направлении, достигаемые при наличии в подсети текущего подмножества маршрутов и получаемые из отношения пропускной способности дуги графа подсети (звена) к максимальной нагрузке дуги на маршруте по числу VC; оператором оценивается соответствие полученных значений характеристик нормативным; определяется множество подсетей, взаимодействующих с данной и рассчитываются показатели подсети для текущего подмножества маршрутов.

На примере построения корпоративной сети (рис. 4) показан вариант реализации метода использования коммутаторов доступа с SA. Пять фрагментов корпоративной сети, причем отдельные фрагменты могут функционировать, независимо от состояния других фрагментов, подключены к мультисервисной сети общего пользования,- передача трафика между фрагментами регламентируется SA специальных коммутаторов доступа.

Рис.4.

Наиболее распространенными вариантами построения подсети соединений одного типа в частных, корпоративных сетях и сетях специального назначения повышенной живучести являются сети кольцевой топологии (рис. 4, линия длинного пунктира, образующая подсеть фрагментов 1, 2, 3, 4 и 5), «многокаскадная звезда» (рис. 4, линия короткого пунктира, образующая подсеть фрагментов 2,3 и 5).

Применение разработанной методики позволило на практике улучшить живучесть сети за счет повышения числа соединений, что в свою очередь дало возможность увеличить резерв емкости. Проведено сравнение реализации методики с известными на практике приемами для источников трафика категории г1-УБЯ (табл. 2), показавшее повышение живучести при реализации методики минимум на 10 %.

Таблица 2

Описание источника трафика Л-УВИ. Максимальное число УС в канале

М(а) СБУ М(5) Канал Реализация ЕВЛЗА ЕВ/УВ ЕвН

500 25 2500 ЗТБ-Зс 71 56 53 59

240 6 720 8Т8-12с 14 10 10 11

500 25 2500 Бтеигс 104 74 82 90

960 24 2880 8Т8-12с 62 41 42 37

2000 100 10000 БТ8-12с 476 364 451 421

840 4 10000 8Т8-12с 9 5 5 5

Метод реализации динамического управления с контролем прав агента обеспечивает адаптацию автомата узла к фактическому его окружению в сети и приводит его конфигурацию к заранее определенной расчетным путем топологии, позволяющей в максимальной степени использовать пропускную способность сети. В работе получены оценочные варианты для ряда используемых на практике вариантов построения мультисервисных сетей связи.

Сеть класса «созвездие» обладает важным свойством: процесс развития такой сети можно спланировать таким образом, что ее живучесть в ходе развития будет повышаться, а уязвимость центральных связующих узлов понижаться.

Предположим, что корневой узел подсети соединений имеет связей в данной подсети с другими УК, а все остальные узлы, за исключением корневых, имеют степень

Тогда общее число узлов в сети будет равно:

На основании общего определения живучести сетей без избыточности, запишем следующее развернутое выражение для математического ожидания числа выживших связей сети «созвездие» при отказе т узлов:

м(а)/с; + к2с;_, /с; /с; +к4с;_, /с;, (18)

где КиКг, К), К4 - количество связей длиной 1,2,3,4 соответственно,

Кх-п-1, Кг =С{ 'С^ .Щ, Ку = и,-п2(п, -1), К« -и, -С^.

Математическое ожидание числа сохранивших работоспособность соединений дня линейной сети:

при поражении дуги графа: М(а)=(и-1 )[1р+(п-7)р2\, при поражении узла: М(а)=(п-1)р[2р+(/а-2)р2].

Математическое ожидание числа сохранивших работоспособность соединений дня сети соединений вида «две смежные звезды» (рис. 5): при поражении дуги графа: М(а)=/>[(л-1)+(л-2)р+(и-3)р2 +...+/Я-2], при поражении узла: М(а)=р1 [(п-1)+(л-2)р+(л-3)р2 +...+/>п"2].

Фрагмент частной сети I

Фрагмент частной сети II

Рис. 5.

Математическое ожидание числа сохранивших работоспособность соединений для кольцевой сети:

при поражении дуги графа: М(а)=г(р + рг + р5 + ... + р""2 —

при поражении узла: М(а)=г(р+рг+^+...+;Г"2+^1)-^п-;5/2.

В заключении перечислены основные теоретические и практические результаты.

Приложение 1 содержит расчеты живучести основных структур и топологий мультисервисных сетей связи. В приложение 2 включены данные по исследованию живучести способов управления коммутационными устройствами, формализованные описания разработанных приемов и способов, не вошедшие в основной текст диссертации, а также тексты разработанного программного обеспечения на языках 0 + + и Ассемблер. Приложение 3 содержит акты внедрения диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы можно сформулировать следующим образом.

1. Исследованы и классифицированы негативные воздействия на мультисервисную сеть связи, построенную на основе технологии ATM, построена модель повышения живучести, отличающаяся от известных тем, что учитывает воздействия на пяти уровнях обработки информации мультисервисной сети.

2. Получены показатели живучести основных топологий и коммутационных структур сетей ATM, а также данные по исследованию параметров живучести наиболее значимых сетевых конфигураций мультисервисных сетей связи.

3. На основе анализа методов динамического управления путями передачи информации для повышения живучести сетей ATM разработан игровой метод динамического управления, для которого критерием выбора исходящего направления является вероятность установления соединения.

4.Показано, что его реализация в сочетании с разработанным методом использования полосы пропускания между соединениями и методом выборочного снятия с обслуживания ячеек после негативного воздействия повышает живучесть сети.

5. Разработаны предложения по созданию живучих и отказоустойчивых схем ATM коммутации, на основании которых построена модель коммутационного оборудования ATM для работы в условиях корпоративной ATM-сети специального назначения, создаваемой в соответствии с требованиями живучести.

Список публикаций по теме диссертации

1. Ивин Ю.Э. Пути анализа коммутаторов ATM // Компьюлог. - 1999. -№3(33).-С. 51-56.

2. Ивин Ю.Э. Некоторые вопросы оптимизации использования ресурсов сетей связи с интеграцией услуг//Материалы конференции МФИ «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М., 1999. - С. 49.

3. Ивин Ю.Э. Борьба с перегрузками в сетях ATM // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ. - М., 2000. - С. 243-245.

4. Ивин Ю.Э. Анализ алгоритмов планирования потоков в коммутирующих устройствах ATM// Материалы конференции "Защита информации в сетях и системах связи". - Пенза, 2000. - С. 81.

5. Ивин Ю.Э., Лагунова Ю.В., Еланский Д.В. Управление трафиком в сетях ATMZ/Проблемы построения и эксплуатации систем обработки информации и управления: Сб. статей. Вып. 1. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. - С. 86-91.

6. Ивин Ю.Э. Механизмы управления трафиком при моделировании коммутаторов АТМ//Электросвязь. - 2001. -№ 9. - С. 45-47.

7. Кузьмин А.С., Бочков СИ., Ивин Ю.Э. Методы обеспечения информационной безопасности в АТМ-сетях // Электросвязь. - 2001. - № 9. -С. 28-32.

8. Корольков А.В., Бочков СИ., Ивин Ю.Э. Обзор принципов и методов защиты информации в АТМ-сетях // Вестник ИКСИ Академии ФСБ, серия Р, выпуск 7 (21). - М., 2002. - С. 133-148.

9. Ивин Ю.Э. Живучесть мультисервисных АТМ-сетей // Вестник связи. - 2003. - №11 . - С.28-31.

10. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Живучесть динамических сетей телекоммуникаций: Учебное пособие. - М.: МТУСИ, 2003. - 79 с.

11. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика нагрузки дуг и живучести развивающихся сетей сообщений.//Электросвязь. - 2003. - № 4. - С. 34-37.

12. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика средней длины пути сообщений и уязвимости развивающихся сетей.//Электросвязь. - 2003. -№ 7 . - С 38-40.

13. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Вероятностная взаимосвязь потоков сообщений и живучести сетей: Материалы конференции МФИ «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М., 2003. - С. 228.

14. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Характеристики вредных воздействий при исследовании живучести сетей связи // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ. - М., 2004. - С. 141-142.

15. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика потоков сообщений и живучести двух разнесенных звезд//Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ. - М., 2004. - С. 142-143.

Подписано в печать 5.05.2004г. Печать резографическая Объем 1,1 усл. п.л. Тираж 90 экз.

Условные сокращения и обозначения.

Введение.

Глава 1. Анализ перспективных технологий телекоммуникаций.

1.1. Тенденции развития современных сетей связи.

1.2. Основные принципы построения мультисервисных сетей связи.

1.3. Анализ методов проектирования и проблемы построения сетей ATM.

1.4. Характеристики, классификация и оценки негативных воздействий на мультисервисную сеть связи.

1.5. Структуры ATM-сетей, живучесть базовых вариантов их построения.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Анализ принципов реализации ATM технологии.

2.1. Принципы обслуживания разных категорий пользователей.

2.2. Реализация протоколов ATM.

2.3. Анализ принципов функционирования коммутационных узлов.

2.4. Методы динамического управления в сетях ATM.

2.5. Основные подходы к повышению живучести ATM-сетей.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Разработка методики повышения живучести мультисервисных сетей.

3.1. Разработка модификации игрового метода динамического управления.

3.2. Эффективное использование каналов связи для поддержки большего числа соединений как способ увеличения живучести сетей.

3.3. Разработка алгоритмов для повышения живучести при управлении виртуальными путями.

3.4. Повышение живучести за счет использования отказоустойчивой структуры.

3.5. Обеспечение безопасности корпоративных сетей.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Анализ эффективности способов повышения живучести ATM-сетей и их реализация.

4.1. Анализ живучести и уязвимости по показателю средней длины пути.

4.2. Повышение живучести ATM-сети за счет реализации динамического управления.

4.3. Динамика нагрузки на дуги и живучести сетей связи.

4.4. Построение ATM-сетей повышенной живучести.

4.5. Оценка вариантов построения сетей.

Выводы по четвертой главе.

Проблема повышения живучести сетей связи, включая системы ATM (Asynchronous Transfer Mode), в последнее время приобретает все большее значение. Печальный опыт многих стран со всей очевидностью свидетельствует о том, что по мере компьютеризации всех видов управленческой деятельности следствием искажения или несвоевременного поступления соответствующей информации от управляющих органов к управляемых объектам может стать не только серьезный экономический ущерб, но и непоправимые катастрофы.

Обеспечение живучести сетей связи как неотъемлемое условие неискаженной передачи информации становится все более актуальным в связи с интенсивным развитием телекоммуникаций в последнее десятилетие. Получил стремительное развитие ряд новых технологий построения сетей связи: SDH, ATM, MPLS, IP, DWDM. Оборудование SDH будет применяться операторами еще длительное время для организации местных и зоновых сетей, для организации доступа к магистральным сетям, а также для организации мультисервисных сетей с использованием одновременно ATM и IP технологий. В последние годы широкое распространение приобретают сети с интеграцией услуг, выполненные на основе технологических связок IP (Internet Protocol)-ATM-SDH (Synchrony Digital Hierarchy), IP-MPLS (Multiprotocol Label Switching)-ATM-DWDM (Dense Wave Division Multiplexing), в которых SDH и DWDM обеспечивают физический уровень, a ATM - канальный с организацией виртуальных соединений и управлением качеством обслуживания. При этом с широким внедрением мультисервисных сетей остаются открытыми вопросы реализации единого управления и перед операторами связи возникают проблемы маршрутизации с целью оптимального распределения потоков информации каждой службы и создания защищенных фрагментов частных сетей для корпоративных клиентов. Кроме того, операторы сталкиваются с постоянно усиливающимся влиянием негативных внешних воздействий.

Особое значение для критически важных сетей связи и их фрагментов имеют понятия живучести и надежности, относящиеся к числу ключевых свойств вычислительных систем.

Актуальность темы. Развитие технологий телекоммуникаций, в том числе и технологии асинхронного режима передачи ATM, обостряет проблему живучести сетей связи, предъявляя постоянно растущие требования к устойчивости их функционирования. Актуальность исследования обусловлена еще и тем, что в настоящее время нарастает необходимость в совершенствовании методов нейтрализации набирающих силу негативных воздействий на телекоммуникационные сети.

Живучесть сегодня относится к числу важнейших характеристик сетей связи. Под живучестью системы связи понимается свойство программной настройки и организации функционирования таких структурных схем коммутации, которые в условиях отказа и восстановления отдельных модулей гарантируют производительность в заданных пределах и возможность использования всех исправных модулей при выполнении всех алгоритмов функционирования сети. Под живучестью сети понимается также свойство адаптироваться к новой ситуации и противостоять негативным воздействиям, выполняя при этом свою целевую функцию за счет соответствующего изменения структуры и работы системы в рамках заданных нормативов, даже при серьезных повреждениях отдельных ее частей.

В настоящее время в Российской Федерации ведется работа по изготовлению коммутационного оборудования ATM. в том числе коммутаторов с надежным и устойчивым управлением для создания живучих сетей. Данное направление поддерживается рядом ведомств, о чем свидетельствуют решение Государственной комиссии по электросвязи № 62 от 04.11.2003 г. Вопросам живучести и надежного функционирования мультисервисных сетей связи планируется уделить значительное внимание в разрабатываемых "Концепции построения мультисервисных сетей связи на ВСС РФ", "Концепции информационной безопасности сети связи общего пользования ВСС России" и Программе по ее реализации [30, 45-46].

Согласно ГОСТ [31] под живучестью системы понимается «свойство программной настройки и организации функционирования таких структурных схем, которые в условиях отказа и восстановления модулей гарантируют производительность в заданных пределах при выполнении предписанных алгоритмов и возможность использования всех исправных модулей». Под надежностью понимается «способность программной настройки и организации функционирования таких структурных сетевых схем, которые в условиях отказа и восстановления отдельных модулей системы обеспечивают реализацию параллельных вычислительных алгоритмов, используя оставшиеся исправные модули». Понятие надежность [I] характеризует возможность управляющей системы обрабатывать информацию и выполнять свои функции при наличии фиксированной структурной избыточности (представленной частью модулей сети). Под отказом системы понимается событие, при котором система теряет способность выполнять функции, связанные с реализацией сетевых алгоритмов. Под полным отказом системы понимается событие, состоящее в том, что она теряет возможность выполнять параллельный алгоритм (например, маршрутизации) с переменным числом ветвей (некоторым количеством возможных направлений). Частичным отказом считается событие, при котором происходят отказы элементов (узлов или ветвей), однако сохраняется возможность реализации алгоритма маршрутизации по одной из ветвей. Организация надежного и живучего функционирования управляющей системы связана с контролем правильности ее работы и локализацией неисправностей в ней.

Живучесть определяет работоспособность сети связи под влиянием различных внешних воздействий, способных выводить из строя отдельные ее участки на достаточно длительный срок. То есть живучесть - это свойство сети адаптироваться к новой ситуации и противостоять негативным воздействиям, выполняя при этом свою целевую функцию за счет соответствующего изменения структуры и поведения системы, даже при серьезных повреждениях ее частей.

Поскольку свойства поражающих факторов могут изменяться, при оценке живучести в широком смысле слова целесообразно исходить не только из топологических особенностей каждой отдельной сети. В таком случае принято говорить о структурной надежности сети, которая определяется как свойство, отражающее влияние структурных изменений на работоспособность сети при пассивном поведении в условии разрушающих воздействий. А в целом, живучесть -это свойство, отражающее функциональную надежность в условиях активного противодействия разрушениям, это показатель устойиивости, характеризующий эффективность работы системы в условиях нарушения работы ее отдельных элементов. Свойством живучести, в частности, следует считать возможность функционирования сети без определенных участков, а в качестве количественного определения живучести наиболее естественным можно считать среднюю долю сохранившихся связей между уцелевшими узлами после поражения сети по сравнению со всеми возможными связями в НУЭ.

Для исследования вопросов живучести систем телекоммуникаций принимается [3, 5, 39], что сеть формализована графом, состоящим из множества вершин — узлов связи (коммутации) и множества ребер - линий связи (дуг). Сеть связи получает регулярное приращение одной или нескольких топологических характеристик, а под действием негативного воздействия может получать отрицательное приращение. После разрыва дуги или выхода из строя узла самостоятельное существование и действие расчлененных частей сети становится возможным, если число связанных соединениями сохранивших работоспособность узлов больше или равно двум. При этом предполагается, что оставшиеся связные участки сети способны функционировать самостоятельно. Для мультисервисной сети связи к характеристикам живучести следует относить пропускные способности дуг графа сети и характеристики коммутационных узлов (число поддерживаемых соединений различных типов по каждому из направлений передачи, емкости буферов для кратковременного хранения транзитного трафика и т.д.).

При исследовании проблематики живучести ставятся задачи [40]:

- определения характера изменения характеристик потоков сообщений, таких как распределения и среднего значения длин путей передачи;

- оценки нагрузки дуг и пропускной способности сетей в зависимости от их размера, числа радиальных линий, колец;

- выбора и обоснования путей повышения эффективности сетей: улучшение характеристик потоков и снижение уязвимости при минимальных затратах; установление взаимосвязи характеристик потоков и показателей живучести;

-определения вариантов построения и развития сети, обеспечивающих минимальные значения средней длины пути, нагрузки дуг и уязвимости, и одновременно максимальные значения пропускной способности и живучести.

Несмотря на значительное число проведенных исследований актуальность вопросов обеспечения живучести, а также обеспечения надежного и безотказного функционирования сетей связи сохраняется. При этом особое значение приобрело в последнее время повышение живучести мультисервисных сетей связи, построенных с использованием технологии ATM, использующихся для построения частных (корпоративных) сетей и телекоммуникационных сетей специального назначения. При этом для мультисервисных сетей актуальны и требуют современного осмысления все четыре перечисленные главные задачи исследования живучести.

В качестве технологии транспортной магистральной сети связи в последние годы все чаще выбирается DWDM, при этом технология ATM с поддержкой MPLS будет наиболее часто использоваться для построения мультипротокольных (мультисервисных) сетей на региональном уровне. По такому пути происходит развитие сетей связи во многих странах мира. Эволюция сетей связи в России происходит в соответствии с мировыми тенденциями, и уже сейчас многие операторы построили или ориентированы на создание мультисервисных ATM-сетей. В Российской Федерации разработаны "Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей связи на ВСС РФ", в которых предлагается использовать ATM в качестве транспортной технологии мультипротокольной сети на межрегиональном уровне.

В настоящее время наблюдается рост случаев вредных воздействий на сети связи, причем они носят все более разнообразный характер, нанося урон не только физической, но и логической структуре сети связи. Тем самым при оценке живучести следует остановиться не только на вопросах структурной надежности сети связи, но и на производительности программного управления разнородным трафиком, а также безопасности функционирования соединений и передачи по ним информации.

Вместе с тем, анализ опубликованных работ свидетельствует о том, что до настоящего времени проблеме целенаправленного повышения живучести ATM сетей уделялось недостаточное внимание. В литературе отсутствуют систематизированные данные о наиболее перспективных подходах к решению этой проблемы, есть только отдельная информация о факторах, угрожающих живучести современных телекоммуникационных систем. До настоящего времени не разработаны и информативные показателей живучести как сетей ATM вообще, так и тем более их наиболее распространенных вариантов.

В связи с этим выбранная тема исследования, рассматриваемая ранее в литературе исключительно для традиционных сетей связи, теперь предусматривает изучение проблемы живучести в соответствии с современным состоянием телекоммуникаций.

Обеспечение живучести сетей связи в целом и их отдельных критически важных фрагментов становится неотъемлемым для дальнейшего развития безотказного предоставления пользователям широкого спектра услуг. Учитывая изложенное, есть основания констатировать, что диссертационное исследование на тему "Разработка и исследование методики повышения живучести мультисервисных сетей связи, построенных с использованием ATM технологии" является актуальным.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка методики повышения живучести мультисервисных сетей, построенных на основе технологии ATM, с апробацией наиболее эффективных из разработанных способов и приемов на практике.

При этом, результаты работы могут быть использованы и для мультисервисных сетей, не использующих технологию ATM, в частности для сетей, использующих технологические связки IP-MPLS-WDM, поскольку и для них верны принципы виртуальных путей. В связи с этим представляется целесообразным исследовать возможность адаптации ранее используемых приемов и способов повышения живучести и разработать новые приемы и способы для противодействия различным существующим негативным воздействиям.

Главное для транспортной сети DWDM - предусмотреть меры, снижающие до допустимого уровня переходные помехи с одного волоконного канала на другой; предусмотреть эффективное управление многократной смены длины волны при передаче сообщения; альтернативные пути прохождения трафика при возникновении так называемого самовозбуждения. Перечисленные задачи стоят перед крупными операторами, на которых ложится ответственность за надежное, устойчивое и безопасное функционирование магистральных сетей DWDM. Таким образом, на уровень ATM, обеспечивающий мультисервисность, управление услугами и виртуальными соединениями, возлагается широкий спектр новых задач обеспечения живучести сети связи.

Методы исследования. При проведении исследования использовались методы теории сетей связи и их надежности, теории телетрафика, теории массового обслуживания, теории графов. Прикладное программное обеспечение реализовано на языках программирования С++ и Ассемблер.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

1. Классифицированы существующие негативные воздействия на мультисервисные сети, построенные на основе технологии ATM. При этом, негативные воздействия предложено характеризовать не только приращением числа и/или размера ребер графа, интерпретирующего сеть, но и изменением состояния автоматов коммутатора.

2. Разработана функциональная модель исследования живучести мультисервисной сети, построенной на основе технологии ATM. На основании модели показаны особенности построения, организации структуры сетей специального назначения и корпоративных сетей. Определены пути повышения живучести таких сетей.

3. Разработана математическая модель живучести мультисервисной сети, построенной на основе технологии ATM, и показаны взаимосвязи средней длины пути, объема передачи трафика, нагрузки ребер графа сети и пропускной способности, как показателей живучести.

4. Разработана модификация игрового способа динамического управления в коммутаторе, а также приемы распределения канальной емкости между виртуальными соединениями и выборочного снятия с обслуживания ячеек при негативных воздействиях.

5. Разработана аппаратная модель коммутационного устройства с блоком кодирования информации, в которой показана возможность использования предложенных в работе приемов методики повышения живучести.

Личный вклад. Основные результаты, приведенные в диссертационной работе, получены автором лично; некоторые рекомендации и программные реализации методов получены при его непосредственном участии.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы операторами связи и организациями, занимающимися разработкой коммутационного оборудования и построением сетей связи.

Результаты, полученные в диссертационной работе, позволяют сравнить различные варианты построения и развития сетей связи на стадии изысканий и проектирования по ряду эксплуатационных показателей и выбрать из этих вариантов наилучший. Приемы и способы, разработанные в методике, использованы в практической деятельности оператора связи при построении мультисервисной сети. По результатам совместных разработок удалось достичь бесперебойного и надежного функционирования мультисервисной сети связи, используемой компанией «Коминком Комбеллга», что подтверждено соответствующим актом.

Классификация негативных воздействий, определенные на ее основе рекомендации и разработанные способы повышения живучести нашли практическое применение при создании коммутационного устройства с функциями кодирования информации, реализованного в рамках исследований Центра безопасности связи ФСБ России и Академии инженерных наук, что подтверждено соответствующими актами.

Результаты исследования могут способствовать совершенствованию методик оценки живучести сетей связи вообще и мультисервисных сетей, в частности. Результаты работы вошли в учебное пособие "Живучесть динамических сетей телекоммуникаций" и использованы в учебном процессе МТУ СИ, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных форумах: конференциях профессорско-преподавательского состава МТУ СИ в 2000 и 2004 годах, конференциях «Телекоммуникационные и вычислительные системы» МФИ в 1999 и 2003 годах, конференции "Защита информации в сетях и системах связи", проведенной филиалом ФГУП "НТЦ Атлас" в г. Пенза в 2000 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Классификация негативных воздействий на мультисервисную сеть вообще, и созданную на основе технологии ATM, в частности, построена на основе анализа наиболее критических элементов мультисервисных сетей, а также опыта построения и эксплуатации сетей. Негативные воздействия на исследованные сети связи могут быть разделены на пять групп в соответствии с уровнями, на которых они способны действовать непосредственно на сеть или на обрабатываемую и передаваемую информацию. Повышать живучесть мультисервисной сети возможно как на одном из уровней, так и на нескольких уровнях воздействий одновременно.

2. Разработанная модель исследования живучести мультисервисной сети, в отличии от известных моделей, учитывает не только особенности построения, организации структуры изученных сетей, но и особенности построения коммутационного оборудования, используемого при создании мультисервисной сети. На основании предложенной модели определены наиболее важные направления повышения живучести сетей: выбор при построении сети структур высокой живучести, повышение эффективности использования пропускной способности сети с целью организации большего числа соединений, создание коммутационных устройств с использованием приемов и способов, повышающих живучесть.

3.Для оценки живучести мультисервисной сети разработаны математические детерминированные и вероятностные модели, с использованием которых исследованы основные топологии мультисервисных сетей по показателям динамики средней длины пути передачи информации между источником и получателем, объема передачи трафика, передаваемой нагрузки по ребрам графа, интерпретирующего сеть соединений одного класса обслуживания. Для каждой группы негативных воздействий дана оценка математического ожидания соединений, сохранивших свою работоспособность, между фрагментами сети при разных вариантах ее построения.

4. Реализация разработанной методики, использующая модификацию игрового способа динамического управления повышает живучесть сети, сокращая вероятность блокировки соединений и уменьшая длину пути передачи информации между источником и получателем. Построенная модель коммутационного устройства обеспечивает совместную работу игрового способа с приемами распределения пропускной способности между соединениями и выборочного снятия информации с обслуживания. Модель с реализованными приемами методики способствует поддержанию уровня живучести при переменных топологических характеристиках подсетей соединений.

5. Модель коммутационного устройства с агентом безопасности, отвечающего за аутентификацию и контроль доступа к служебным базам, а также за кодирование пользовательской информации в ячейках, позволяет нейтрализовать ряд вредных воздействий на каждом из пяти уровней, обеспечить живучесть сети специального назначения на наиболее важных, с точки зрения пользователя, направлениях, и вариантах сетей радиально-узловой, радиально-кольцевой топологий, а также сетей вида «многокаскадная звезда» и «созвездие».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и трех приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 12 таблиц, список используемой литературы состоит из 77 наименований.

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ.

1. Показана реализация разработанных способов повышения живучести с использованием модификации игрового метода динамического управления, учитывающей, что в сети ATM поступают вызовы, для обслуживания которых необходим различный ресурс. Разработанный метод использует оригинальные алгоритмы эффективного использования полосы пропускания коммутатором ATM.

2. Разработанная модификация игрового метода послужила основой создания методики динамического управления в сети связи, учитывающей различные структурные варианты мультисервисной ATM-сети связи и обеспечивающей живучесть ее функционирования. Рассмотренные игровые методы позволяют изменять стратегию поведения сети при разрушающих воздействиях и перераспределять функции между неповрежденными сетевыми элементами.

3. В симметричной сети, возникающей при равных длинах дуг и размерах радиальных линий, одинаковых межузловых потоках, симметричные узлы имеют идентичные ДКП. Так, в сети вида «кольцо» все узлы имеют одно ДКП, в сети вида «солнце» число ДКП равно числу узлов в луче; средняя длина пути в РУС и РКС с увеличением числа радиальных линий одинакового размера возрастает, но не превышает 1{а +1) ; зависимости средней длины пути от размеров кольца в сети вида «солнце» проходят выше со смещением примерно 0,87/а и практически параллельно зависимости Dy = f(k) для кольца;

4. Суммарная длина путей между всеми парами узлов в развивающейся РУС или РКС с увеличением размера радиальных линий, число которых постоянно, характеризуется 5-параметрическим арифметическим рядом, п -ый член которого равен сумме произведений первого члена основного или производных рядов на С'^, где i - номер ряда. Сумма п членов арифметического ряда равна сумме произведений первого члена основного или производных рядов на С'п .

5. Предложена процедура динамического управления сети, в которой при анализе пропускной способности, учитывается стабильность топологии. Реализован алгоритм рационального выбора маршрута, обеспечивающего живучесть соединения в условиях повреждений оборудования. Методика анализирует элементы сети, которые следует использовать при создании требуемого соединения, и учитывает дополнительный резерв живучести, присущий распределенным сетям, отдельные фрагменты которых могут функционировать независимо от состояния других фрагментов. Для этого среди параметров, подлежащих учету, используется параметр "возможности доступа", определяющий для каждого узла возможность получения одного из шести типов соединения с любым другим (или с заданными) узлами при нормальном состоянии сети и при различных отказах в ней.

6. Проведен анализ методов динамического управления путями передачи информации. Сформулирован вывод, что игровой метод динамического управления, для которого критерием выбора исходящего направления является вероятность установления соединения, может быть использован на сетях ATM.

Показано, что предлагаемый метод обеспечивает "приспособление" узла к фактическому его окружению в сети и приводит конфигурацию узла к заранее определенной расчетным путем топологии, позволяющей в максимальной степени использовать пропускную способность сети. Принципы построения схем динамического управления в сети связи с учетом различных структурных вариантов, обеспечивающих живучесть функционирования мультисервисной сети связи апробированы при построении сети на базе технологии ATM.

7. Получены экспериментальные данные по исследованию современных ATM коммутаторов. Разработаны технические предложения по выполнению живучих и отказоустойчивых схем ATM коммутации, на основании которых сформулированы методики выбора конфигурации коммутационного ATM-оборудования для работы в условиях корпоративной ATM-сети специального назначения, создаваемой в соответствии с требованиями надежности и живучести. Даны рекомендации по построению живучей корпоративной ATM-сети специального назначения

8. Использование указанных результатов позволяет: повысить качество проектирования сети связи и эффективность использования в сети коммутационного оборудования; улучшить (по результатам развертывания корпоративной сети связи и сети связи общего пользования) показатели надежности, живучести и безотказности предоставления услуг. Разработаны методики оценки возможных для использования сетевых структур по фактору надежности предоставления услуг и живучести функционирования для работы в условиях мультисервисных сетей связи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований разработана методика повышения живучести мультисервисной сети с использованием модификации игрового метода динамического управления, учитывающей, что в сеть поступают вызовы, для обслуживания которых необходим различный ресурс. Методика использует оригинальные алгоритмы эффективного использования полосы пропускания коммутатором ATM.

Рассмотрены принципы создания мультисервисных ATM сетей связи, использующих методы повышения живучести на основе безопасности информации, эффективности использования каналов связи и динамических принципов управления.

Для ряда сетей выведены формулы для расчета живучести, получены экспериментальные данные по исследованию наиболее значимых сетевых конфигураций мультисервисных сетей связи, а также аналитические данные по исследованию параметров живучести, надежности и структурной устойчивости сетей передачи данных.

В проведенном исследовании обобщена, модифицирована и существенно дополнена классификация основных видов информационных операций, возможных путей и методов воздействия на информационные и технические ресурсы ATM систем; что обеспечило более широкие возможности для построения моделей информационных операций. С практической точки зрения представляет значительный интерес выполненный в работе анализ возможных путей и методов скрытого информационного воздействия на современные телекоммуникационные ATM системы. В результате сформулирован принцип внедрения методов повышения живучести, использующих устранение и/или блокирование возможных негативных последствий. Это может представлять интерес с практической точки зрения, поскольку для огромного класса негативных воздействий характерны скрытые попытки внешнего управления системами управления сетью связи. В этих условиях системы управления, сосредотачивающие колоссальный объем конфиденциальной информации, могут претерпевать постоянные изменения под воздействием данных, поступающих на их входы, за счет целенаправленного негативного воздействия.

Рассмотрены вопросы повышения живучести специализированных (частных) сетей передачи данных, возможности повышения живучести сети в случае выхода из строя узлов и каналов связи, а также эффективность разных способов обеспечения надежной работы сети. Среди таких способов - резервирование каналов, создание обходных путей, применение на одном направлении каналов связи, принадлежащих разным компаниям (арендованных у разных компаний) и идущих по разным трассам и т.д. Методика обеспечивает "приспособление" узла к фактическому его окружению в сети и приводит его конфигурацию к заранее определенной расчетным путем топологии, позволяющей в максимальной степени использовать пропускную способность сети. Использование указанных результатов позволяет: повысить качество проектирования сети связи и эффективность использования в сети коммутационного оборудования; улучшить по результатам развертывания корпоративной сети связи и сети связи общего пользования показатели надежности, живучести и безотказности предоставления услуг. Разработаны оценки сетевых структур, возможных для использования, по фактору надежности предоставления услуг и живучести функционирования для работы в условиях мультисервисных сетей связи.

Даны рекомендации по построению живучей корпоративной АТМ-сети специального назначения. Полученные результаты позволили создать коммутационные устройства с функциями кодирования высокоскоростных потоков информации передаваемых по АТМ-сети (155-622 Мбит/с). По итогам совместных разработок получены действующие макетные образцы устройств кодирования информации, успешно прошедшие испытания в условиях работы в корпоративной АТМ-сети специального назначения.

Перспективными направлениями дальнейших исследований могут стать: классифицирование вредных воздействий по типу нарушителя, по результатам воздействия, по способу реализации, по методу внедрения, по месту расположения, по логической и физической структуре, по функциональным возможностям, по активизации; разработка моделей живучести древовидных структур неограниченного размера при любой силе поражения, выходящих за пределы линейных, кольцевых, звездообразных сетей; выработка предложений по повышению живучести мультисервисных сетей связи, построенных на основе технологии MPLS. Поскольку основные принципы построения MPLS сетей формулируются с использованием понятий ATM сетей, результаты и решения диссертационного исследования возможно применить для всех типов мультисервисных сетей, планируемых для построения в ближайшем будущем.

Несомненно, существуют и другие возможные направления исследования живучести современных и перспективных мультисервисных сетей связи, потому что каждая проблема неисчерпаема, а развитие знаний бесконечно и безгранично. Главное, это — начать движение, сделав первый шаг в нужном направлении.

1. Булгак В.Б., Евреинов Э.В., Мамзелев И.А. Теория и проектирование управляющих систем электросвязи. — М.: Радио и связь, 1995. — 384 с.

2. Васильев А.Б., Пятгаев В.О. Принципы построения мультисервисных сетей на ВСС России // ИнформКурьерСвязь. 2002. - № 8. - С. 23-25.

3. Войлоков В.И. Взаимосвязь показателей живучести многополюсных сетей без избыточности: Сб. науч. тр. №151. Л.: ЛЭИС, - 1990. - С. 171-177.

4. Воробьев В.И., Мешковский К.А. Способ определения живучести связи // Электросвязь. 1988.-№ 12.-С. 12-14.

5. Гладкий B.C., Гуревич И.М., Кириченко Т.В. Характеристики связности сетевых систем из ненадежных элементов: Сб. науч. тр. № 148. Л.: ЛЭИС, 1990. - С. 5764.

6. Дымарский Я.С., Крутякова Н.П., Яновский Г.Г. Управление сетями связи: принци-пы, протоколы, прикладные задачи. М.: Мобильные коммуникации, 2003.-384 с.

7. Ершов В.А., Ершова Э.Б. Метод расчета пропускной способности узла мультисервисной ATM -сети с обходами// Электросвязь. 2002. - № 12. - С.10-12.

8. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Щека А.Ю. Метод расчета потерь вызовов в ATM -сети при конечном числе источников нагрузки// Электросвязь. 2001. - № 9. - С.33-35.

9. Ершов В.А., Филин Б.П., Нетес В.А. Методы и программные средства анализа надежности больших телекоммуникационных сетей // Труды международной конференции "Современные телекоммуникационные технологии и услуги связи в России". М., 1995. - С. 75-77.

10. Ю.Ивин Ю.Э. Механизмы управления трафиком при моделировании коммутаторов АТМ//Электросвязь. 2001. - № 9. - С. 45^47.

11. П.Ивин Ю.Э. Анализ алгоритмов планирования потоков в коммутирующих устройствах ATM// Материалы конференции "Защита информации в сетях и системах связи". Пенза, 2000. - С. 81.

12. Ивин Ю.Э. Живучесть мультисервисных ATM-сетей // Вестник связи. 2003. -№ 11.-С.28-31.

13. П.Ивин Ю.Э. Пути анализа коммутаторов ATM // Компьюлог. 1999. - № 3 (33). -С. 51-56. х

14. Ивин Ю.Э. Некоторые вопросы оптимизации использования ресурсов сетей связи с интеграцией услуг//Материалы конференции МФИ «Телекоммуникационные и вычислительные системы». М., 1999. - С. 49.

15. Ивин Ю.Э. Борьба с перегрузками в сетях ATM// Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУ СИ. М., 2000. - С. 243-245.

16. Ивин Ю.Э., Лагунова Ю.В., Еланский Д.В. Управление трафиком в сетях ATM // Проблемы построения и эксплуатации систем обработки информации и управления: Сб. статей. Вып. 1. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана., 2000. - С. 86-91.

17. Клейнрок Л. Коммуникационные сети (стохастические потоки и задержки сообщений). Пер. с англ./Под ред. A.A. Первозванского. М.: Наука, 1970. - 256 с.

18. Корольков A.B., Бочков С.И., Ивин Ю.Э. Обзор принципов и методов защиты информации в АТМ-еетях // Вестник ИКСИ Академии ФСБ, серия Р, выпуск 7 (21), инв. № 19526. М., 2002. - С. 133-148.

19. Кузьмин A.C., Бочков С.И., Ивин Ю.Э. Методы обеспечения информационной безопасности в ATM-сетях // Электросвязь. 2001. - № 9. - С. 28-32.

20. Концепция развития отрасли "Связь" и информатизация Российской Федерации./ Под ред. Л.Д. Реймана и Л.Е. Варакина. М.: Международная академия связи, 2001.-340 с.

21. Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг в Российской Федерации до 2010 года. //Вестник связи. 2001. - № 1. - С.9-25.

22. Корнышев Ю.Н., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика. Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1996. — 272 с.

23. Костин A.A. Разработка и исследование методов проектирования систем 'управления телекоммуникациями на уровне управления услугами: Автореф. дис.канд. тех. наук. С-Пб., 2001. - 16 с.

24. Костров В.О. Разработка метода расчета пропускной способности мультисервисных сетей связи с дифференцированным обслуживанием потоков сообщений: Автореф. дис. канд. тех. наук. М., 2003. - 18 с.

25. Лагутин B.C., Степанов С.Н. Телетрафик мультисервисных сетей связи. М.: Радио и связь, 2000. - 310 с.

26. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Динамическое управление потоками информации в сетях связи. М.: Радио и связь, - 1983.-216 с.

27. Лазарев В.Г. О построении системы управления сетью передачи и распределения информации // Проблемы передачи информации. 1963. - Вып. 15. - С. 9-12.

28. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети /под ред. H.A. Кузнецова. М.: Финансы и статистика, 1996. - 224 с.

29. Лазарев Ю.В. Анализ эффективности динамического управления потоками вызовов на ПСИ Электросвязь. 1981. - № 7. - С. 109-111.

30. Лохтин В.И., Навоев П.В., Кравченко К.Ю. Тенденции развития мультисервисных сетей связи в регионах// ИнформКурьерСвязь. 2002. - № 8. - С. 26-28.

31. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения: ГОСТ 27.00289. Введ. 01.07.90. - М., 1989. - 39 с.

32. Надежность и живучесть систем связи, /под ред. Б .Я Дудника. М.: Радио и связь, 1984.-216 с.

33. Назаров А.Н., Симонов М.В. ATM-технология высокоскоростных сетей. М.: Эко-Трендз, 1997.-232 с.

34. Нейман В.И. Новое направление в теории телетрафика. // Электросвязь. 1998. -№ 7. - С. 27-30.

35. Нетес В.А. Исследование и методы расчета показателей надежности сетей связи: Автореф. дис. канд. тех. наук. М., 1982. - 24 с.

36. Перспективные телекоммуникационные технологии. Потенциальные возможности. /Под ред. Л.Д. Реймана и Л.Е. Варакина. М.: Международная академия связи, 2001.-256 с.

37. Протоколы и методы управления в сетях передачи данных: Пер. с англ./Под ред. Ф.Ф. Куо. М.: Радио и связь, 1985. - 480 с.

38. Птицын Г. А. Живучесть сетей сообщений: Учебное пособие. М.: МТУ СИ, 2001.- 54 с.

39. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Живучесть динамических сетей телекоммуникаций: Учебное пособие. М.: МТУСИ, 2003. - 79 с.

40. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика нагрузки дуг и живучести развивающихся сетей сообщений.//Электросвязь. 2003. - № 4. - С. 34-37.

41. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика средней длины пути сообщений и уязвимости развивающихся сетей .//Электросвязь. 2003. - № 7. - С. 38-40.

42. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Вероятностная взаимосвязь потоков сообщений и живучести сетей: Материалы конференции МФИ «Телекоммуникационные и вычислительные системы». М., 2003. - С. 228.

43. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Характеристики вредных воздействий при исследовании живучести сетей связи // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава

44. МТУСИ. -М., 2004.-С. 141-142.

45. Птицын Г.А., Ивин Ю.Э. Динамика потоков сообщений и живучести двух разнесенных звезд // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ. — М., 2004.-С. 142-143.

46. Пяттаев В.О., Филиппов А.А. Готовы ли регионы к внедрению ATM?// ИнформКурьерСвязь. 2001. - № 3. - С. 66-68.

47. Пяттаев В.О., Филиппов А.А., Захарова Е.А. Технологические платформы для мультисервисных сетей ВСС Р// ИнформКурьерСвязь. 2002. - № 2. - С. 36-38.

48. Филин Б.П. Методы анализа структурной надежности сетей связи. М.: Радио и связь, 1988.-204 с.

49. Халсалл Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1995. - 408 е.

50. Ченцов В.М., Хохлачев А.Б. Метод повышения живучести системы связи// Техника средств связи. 1983. - Вып. 1. - С. 28.

51. Adas A. Traffic models in broadband networks // IEEE Communication Magazine. -1997. vol. 35. - №. 7. - P. 82-89.

52. ATM Private Network-Network Interface Specification 1.1. ATM Forum Technical Committee, 2002. - 536 p.

53. ATM Security Framework 1.0. ATM Forum Technical Committee, 1998. - 25 p.

54. ATM Security Specification 1.1. ATM Forum Technical Committee, 2001. - 235 p.

55. ATM Traffic Management Specification 4.1. ATM Forum Technical Committee, 1999. -127 p.

56. ATM User Network Interface (UNI) Signalling Specification 4.1. ATM Forum Technical Committee, 2002. - 148 p.

57. Beran J., Sherman R., Taqqe M.S., Willinger W. Long range dependence in variable bit rate video traffic// IEEE Transaction on Communication. 1995. - vol. 43. - № 3. -P. 1566-1579.

58. Chao H.J., Choe B.S. Design and analyses of a large-scale multicast output buffered ATM switch// IEEE/ACM Transaction Networking. 1995. - vol. 3. - №. 2. - P. 126138.

59. Hasegawa G., Ohsaki H., Murata M., Miyahara H. Performance evaluation and parameter tuning of TCP over ABR service in ATM networks //IEICE Transaction Communication. -1996. vol. E79-B. - P. 668-683.

60. Kalyonku H., Sankur B. Estimation of survivability of communication networks II Electronical Letters. 1992.-№ 19-P. 1790-1791.

61. Katevenis S., Sidiropoulos S., Courcoubetis C. Weighted round robin cell multiplexing in a general-purpose ATM switch chip// IEEE Journal on Selected Areas in Communication. 1991.-vol. 9.-№8.-P. 1265-1279.

62. Liew Soung C., Lu Kewin W./A framework for characterizing disaster-based network survivability. //IEEE Journal on Selected Areas in Communication. 1994. - vol. 12. -№ l.-P. 52-58.

63. Li S.Q., Siu K., Tseng H., Ikeda C., Suzuki H. On TCP performance in ATM networks with per-VC early packet discard mechanism. Computer Communication. 1996. -vol. 19.-№ 13.-P. 1065-1076,.

64. Li S.Q., Siu K., Tseng H., Ikeda C., Suzuki H. Simulation study of TCP performance over ABR and UBR services in ATM LANs. IEICE Transaction Communication, vol.

65. E79-B, n. 5, pp. 658-667, 1996.

66. Lin M., Du D. H. C., Thomas J. P., MacDonald J. A. Distributed network computing over local ATM networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 13, n. 4, pp. 733-748, 1995.

67. Martin de Prycker. ATM: solution for Broadband ISDN. Ellis Horwood. 1995. 332 p.

68. Masetti F. High speed, high capacity optical switches for future telecommunication transport network. IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol. 14, no. 5, pp. 979-998, 1996.

69. Othmar Kyas. ATM Networks. International Thomson Computer Press. 1997. 434 p.

70. Perros H.G., Elsayed K.M., Call admission control schemes: a review. IEEE Communications Magazine, vol. 34, №11, c. 82-91, 1996.

71. Saito H., Shiomoto K. Dynamic call admission control in ATM network. IEEE Journal on Selected Areas in Communication, 1991, vol. 9, n. 9, pp. 982-989.

72. Soung C. Liew, Performance of various Input-buffered and Output-buffered ATM Switch Design Principles under bursty Traffic: Simulation study, IEEE Trans. Communications, Vol. 42, No. 2/3/4, 1994, pp. 1371-1379.

73. Traw C. B. S., Smith J. M. Hardware/Software Organization of a High Performance ATM Host Interface. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 11, n. 2, pp. 240-253, 1993.

74. Wu G.-J., Mark J.W. A buffer allocation scheme for ATM networks: complete sharing based on virtual partition. IEEE/ACM Transaction Networking, vol. 3, n. 6, pp. 660-670, 1995.

75. Zolfaghari Ali, Kaudel Fred J. Framework for network survivability performance. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 1994. Vol. 12, № 1, - c. 46-51.

76. Zegura E.W. Architecture for ATM switching system. IEEE Communication Magazine. 1993, p. 28-37.