автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.14, диссертация на тему:Разработка и исследование системы динамического управления ресурсами интегральных информационных сетей

- г

Л,

ГШИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИЯ

Московский ордена Трудового Красного Знамени технический университет связи и информатики

На правах рукописи

Лазарев Юрий Владимирович

УДК 621.391.28

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИНА1МЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Специальность: 05.12.14 - Сети, узлы связи и распределение

информации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена на кафедра автоматической электросвязи Московского ордена Трудового Красного Знамени технического университета связи и информатики

Научный консультант - доктор технических наук, член-корраспондент РАН И.А.НИЗИН

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

А.В.ЕУТРИМЕНКО,

доктор технических наук, профессор Е.К.ДЕМИН,

доктор технических наук, профессор Ю.Н.МАРТЫНОВ

Ведущая организация: НПО "Красная заря".

Защита состоится "tf" X _ 1992 г. в /iff ч. на заседании специализированного совета Д 118.06.01 в Московском ордена Трудового Красного Знамени техническом университете связи и информатики по адресу 105855, Москва, ГСП, Авиамоторная ул., д. 8а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского ордена Трудового Красного Знамени технического университета связи и информатики.

Автореферат разослан "_"_ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, д.т.к., профессор

Ы.Д.Венедиктов

~ ' - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с развитие].: п совершенствованием сетей электросвязи, возрастанием объема передаваемых информационных потоков существенно возросли требования к повышению надежности и эффективности использования ресурсов сетей. Учитывая существенные капитальные затраты на создание информационных сетей, необходимо осуществлять поиск новых путей, направленных на повышение эффективности их функционирования", обеспечение высокого качества обслуживания вызовов абонентов сети. В этих условиях возрастают требования к системе управления сетью, её возможности адаптироваться к различным условиям, складывающимся на сети, обеспечивать динамическое перераспределение .потоков вызовов по сети и её ресурсов.

Система динамического управления потоками вызовов, являющаяся частью системы управления сетями связи и обеспечивающая перераспределение направлений и регулирование объема передаваемого потока вызовов в изменяющихся условиях на сети (в том числе перегрузки и повреждения на отдельных линиях и узлах сети), позволяет повысить.качество обслуживания вызовов абонентов сети связи и эффективность использования ресурсов последней.

Вопросам динамического управления потоками вызовов на различного рода сетях связи посвящено достаточно большое число работ, в том числе и за рубежом. Однако, в этих работах исследования по эффективности динамического управления проводились лишь применительно к определенному типу сетей и условиям их функционирования. Вопросы надежности функционирования системы динамического управления в этих работах не учитывались. Кроме того, мало внимания обращалось на оценку эффективности функционирования системы динамического управления в условиях ограниченной надежности сети. Такой подход обусловлен в п££вую очередь тем, что на было интегрального критерия, позволяющего оценить пропускную способность сети связи в условиях отказов элементов сети и с учетом функционирования системы управления сетью. Не учитывалось также и внедрение новых систем автоматической коммутации, позволяющих одновременную передачу как аналоговой информации, так и передачу данных. Кроме того, в данных работах исследования проводились" в основном с использованием аппарата

статистического моделирования, что требует существенных затрат машинного времени.

Цель работы. Диссертация посвящена вопросам разработки архитектуры построения системы динамического управления ресурсами сети и исследования эффективности применяемых в системе методов управления потоками вызовов с учетом загрузки цифровой сети с интеграцией служб передачей управляющей информа*-ции, надежности её элементов; разработке критерия информационной связности, позволяющего оценить пропускную способность сети в условиях её ограниченной надежности, а также разработке аналитических методов, позволяющих рассчитать качество обслуживания поступающих вызовов при использовании различных методов распределения потоков вызовов на сети. Практической задачей исследования является разработка метода определения плана распре-, деления потоков вызовов с учетом надежности сети, позволяющего обеспечить наибольшую структурно-информационную связность; разработка рекомендаций по выбору метода динамического управления применительно к сетям коммутации каналов.

Методы исследован и. я. Для проведения исследований в.диссертации использовались теория графов, теория вероятностей, теория телетрафика, теория автоматической коммутации, теория сетей электросвязи, теория надежности, а также использовалось статистическое моделирование.

Научная новизна в первую очередь определяется непосредственно предметом исследования - новым научно-техническим направлением построения системы динамического управле-' ния потоками вызовов, имеющим важное народнохозяйственное значение. При этом разработан аналитический метод расчета качества обслуживания поступающих вызовов на сетях с динамическим управлением потоками вызовов; определена архитектура взаимодействия процессов управления потоками вызовов и структура построения системы динамического управления ресурсами интегральных информационных сетей; проведена сравнительная оценка эффективности функционирования динамического управления на основе различных методов в условиях как изменения значений потоков нагрузки на сети, так и надежности сети связи и системы управления; предложен критерий структурно-информационной связности, позволяющей оценить возможности сети по пропускной способности и отли-

ающийся 01 известного критерия структурной связности тел, что читывается величина потока нагрузки, поступающего на обслуяи-ание мекду различными параш узлов на сети; разработан метод асчета структурно-информационной связности,.заключающийся в эстроении допустимых направлений между различными парами уз-эв коммутации и распределении поступающего потока нагрузки по эраву; разработан метод формирования плана распределения пото-эв вызовов, позволяющий оптимизировать величину структурно-ин-зрмационной связности; разработан метод расчета непрерывности зединения в информационных сетях, позволяющий учесть алгоритм ¿бора исходящих направлений в процессе установления соедине-ш; разработаны методы динамического управления распределением этоков вызовов на сети, ограничением потоков вызовов в услови-с перегрузок, а также проведено развитие этих методов для цифрой сети с интеграцией служб.

Практическая ценность работы использование её результатов, юдложенные в диссертации принципы построения системы динами-юкого управления потоками вызовов, алгоритмы динамического уп-1вления, алгоритмы и программы оптимизации на ЭВМ структуры [формационной сети и плана распределения потоков вызовов, а дне алгоритмы и программы расчета на ЭВМ вероятности связнос-[ в информационных сетях при динамическом управлении потоками :зовов были использованы при проектировании1 сетей связи в ряде 1ганизаций (НПО "Красная заря", НПО "Квазар", ЦНИИ АСУ ГА и и), а также в учебном процессе в МТУСЙ. Кроме тоге* они могут ть использованы в научно-исследовательских и проектных орга-зациях-при разработке новых и развитии существующих -сетей свя-общего и специального назначения.

Основные положения, выносимые а з а щ и т-у:

1. Архитектура взаимодействия процессов управления потока-вызовов и структура построения системы динамического управ-

ния ресурсами интегральных информационных сетей опраделяют ' став программного и аппаратного обеспечения.системы динами-ского управления-потоками вызовов.

2. Критерий-структурно-информационной связности позволяет енить возможности сети по передаче поступающего потока вызо-

- б -

вое в условиях отказов отдельных направлений связи и с учетом используемого алгоритма установления соединений на узлах сети.

3. Предложенный метод расчета структурно-информационной связности позволяет рассчитать структурно-информационную связность между всеми парами узлов на сети с учетом заданного плана распределения потоков вызовов.

!.'етод формирования плана распределения потоков вызовов позволяет оптимизировать структурно-информационную связность сети.

5. Разработанные методы динамического управления потоками вызовов и ресурсами сети позволяют оптимизировать план распределения потоков вызовов, осуществить приоритетное обслуживание вызовов, ограничение поступающих потоков вызовов в изменяющихся условиях функционирования информационных сетей.

6. Предложенный итерационный метод позволяет рассчитать качество обслуживания вызовов между парами узлов на сети при динамическом управлении потоками вызовов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: G Всесоюзном научно-техническом совещании по проблемам информационных сетей и автоматической коммутации (Москва, 1975); П, Ш и 1У Всесоюзных'симпозиумах по проблемам управления на сетях и узлах связи (Киев, 1976; Москва, 1978; Переславль-Залосский, 1981); Всесоюзном научно-техническом совещании "Дальнейшее развитие и совершенствование коммутационной техники" (КуГ.быпев, 1977); 1,'Ш, У и У1 Всесоюзных школах-семинарах по проблемам управления на сетях и узлах связи (Одесса, 1977; Алма-Ата, 1981; Винница, 1988; Москва, 1990); У1, Х1У и ХУ1 Всесоюзных школах-семинарах по вычислительным сетям (Винница, 1981; !.:инск, 1989; Винница, 1991) ; П и У Всесоюзных конференциях "Вычислительные сети коммутации пакетов" (Рига, 1981; Рига, 1987); ХХХУШ и XLn Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню. Радио (Москва, 1983; Москва, 1988); Всесоюзной научно-технической конференции "Применение цифровых систем коммутации на сетях электросвязи" (Самара, 1991); Международной конференции "Базы данных и сети ЭВМ" (Москва, 1984); Международной конференции по сетям ЭВМ (Сидней, 1984); П Международном семинаре по теории телетрафика и компьютерному моделированию (Москва, 1989); Меж- .

дународной научно-технической конференции "Проблеш Функционирования информационных сетей" (Новосибирск, 1991), а также на других международных, всесоюзных, республиканских и региональных научно-технических конференциях и семинарах.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано самостоятельно и в соавторстве 75 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шости глав, заключения и двух приложении. Работа содержит 267 страниц печатного текста, 74 рисунка, 25 таблиц. Список литературы включает 188 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы исследования, её научная и практическая ценность, кратко излагается содержание диссертации, выделены полокения, выносимые на защиту.

В первой главе дан краткий анализ принципов построения и условий функционирования информационных сетей, который показал, что часы наибольшей нагрузки (ЧНН) между различными параш узлов коммутации (УК) не совпадают по времени суток и между некоторыми УК имеют место большие потоки нагрузки, оправдывающие введение непосредственных (прямых) связей между УК. При этом ЧНН на УК и характер изменения поступающей нагрузки существенно зависит от структурного состава абононтов (пользователей), включенных в данный УК. Кроме того, в течение суток в отдельных направлениях связи нагрузка подвержена значительным изменениям. В связи с этим на информационной сети возникают такие ситуации, когда в одно и то же время суток часть направлен ний связи перегружена и на данных участках не удовлетворяется заданное качество обслуживания вызовов, а другая часть направлений связи, наоборот, недогружена.и на этих участках потери вызовов значительно ним нормы. Следовательно, для равномерного использования ресурсов (оборудования УК и каналов связи) сети и, тем самым, выравнивания качества обслуживания вызовов на сети связи в целом необходимо осуществлять коррекцию плана распределения потоков вызовов, т.о. необходимо осуществить введение динамического распределения потоков вызовов.

Дается сравнительный анализ возможных -принципов организации межузловой связи и показывается, что наиболее перспективным является смешанный принцип, при котором для организации обходных направлений используются те же ветви сети, что и для прямых. Анализируется теяденция развития информационных сетей, методов коммутации и возможные принципы организации информационных- сетей с совместной коммутацией каналов и пакетов. В заключительном разделе главы оценивается современное состояние с внедрением цифровых систем с интеграцией служб на сетях связи и приводится организация их взаимосвязи с существующими аналоговыми сетями с учетом особенностей нумерации на национальной сети.

Во 'второй главе анализируются функции системы управления и определяется состав процессов управления обслуживанием вызовов абонентов. Предлагаются архитектура их взаимодействия -и структура построения системы динамического управления ресурсами информационной сети. При этом на основе анализа параметров, характеризующих алгоритм обслуживания вызовов, отмечается, что все они могут быть разделены на два вида, К первому виду относятся такие параметры, как, например, пропускная способность сети, её структурная надежность, качество обслуживания поступающих вызовов в данный момент времени. Указанные параметры можно проверять независимо от поступающих вызовов и значительно реке, чем они возникают. .Ко второму виду параметров относятся такие, значения которых необходимо проверять при обслуживании каждого вызова, например, категория вызова, номер вызываемого абонента и т.п.

-Б связи с тем, что система управления сетью определяет алгоритм обслуживания вызовов исходя из 'оценки значений параметров, характеризующих ситуацию на сети, целесообразно процессы, выполняемые системой управления сетью, разделить на два типа: процессы управления потоками вызовов и процессы управления установлением соединения для каждого вызова.

. Процессы управления первого типа, обеспечивая анализ значений параметров первого вида и определяя режим обслуживания, оптимизируют число принимаемых сетью вызовов и направления её передачи, т.е. объем и план распределения каждого из поступаю-

тих в сеть потоков вызовов.

П-роцессы управления второго типа при поступлении вызова обеспечивают выполнение операций по его приему сетью и передача информации от источника к потребителю в соответствии с выбранным режимом обслуживания.

Процессы первого типа принято называть процессами динамического управления потоками вызовов, а второго - процессами установления соединения.

Кроме рассмотренных.процессов,система управления сетью должна обеспечивать выполнение процессов,'связанных с её организационно-техническим управлением (профилактический осмотр и ремонт аппаратуры связи, проверку и развитие программного обеспечения УК и т.п.), а также развитие сети связи в целом. -

Учитывая, что задачей процессов как динамического управления потоками вызоврв, так и организационно-технического управления сетью является обеспечение качественного и эффективного функционирования ресурсов сети связи во время.её эксплуатации, эти процессы иногда объединяют в один - процесс-оперативного управления сетью связи. Таким образом,--система управления сетью связи реализует три типа процессов: управления установлением соединения; оперативного управления сетью связи, подразделяемых на процессы 'динамического управления потоками вызовов и организационно-технического управления сетью; управления развитием сети связи.

Б свою очередь,процессы динамического управления потоками вызовов могут быть разделены по своим функциям на- три группы. К первой группе относятся процессы динамического управления направлениями передачи потоков вызовов, с помощью которых- осуществляется коррекция планов распределения потоков вызовов. С помощью процессов динамического ограничения поступаю®« потоков вызовов регулируется объем допускаемого в сеть потока вызовов с целью устранения перегрузок на сети, а с помощью процессов динамического управления ресурсами информационной сети осуществляется коррекция планов распределения каналов на сети. При этом особенностью управления ресурсами цифровой сети с интеграцией служб является то, что наряду с коррекцией планов распределения каналов на сети в целом может осуществляться и изменение порога.разделения интегральной линии связи при гибридной коммутации.

На основе анализа соподчиненности отдельных процессов управления сетью разрабатывается архитектура их взаимодействия. Например, процесс управления установлением соединения возбуждается при появлении вызова и обеспечивает поиск направления установления соединения и коммутацию в соответствии с режимом обслуживания, выработанным процессом динамического управления потоками вызовов. В соответствии с управляющей информацией, выработанной процессом управления установлением соединения в сети связи осуществляется передача информации. При этом процесс управления установлением соединения может получить от сети осведомительную информацию о времени задержки при передачо информации между абонентскими пунктами или служебной.информации, подтверждение об установленном соединении или отказе .в его установлении. На основании этой осведомительной информации формируется сигнал инициации процесса динамического управления потоками вызовов. При этом процосс динамического управления потоками вызовов в зависимости от реализуемого в нем метода может начинаться сразу по поступлении инициирующего сигнала или с некоторой задержкой после его поступления. Инициация процесса динамического управления потоками вызовов осуществляется и устройствами контроля, например, в том случае, когда они обнаружат какие-либо повреждения в сети.

Процессы управления установлением соединения инициируются при возникновении каждого вызова. Очевидно, что возникновение вызовов происходит значительно чаще, чем изменение ситуации на сети связи. Поэтому процессы динамического управления потоками вызовов могут выполняться ¡.о при появлении каждого вызова, а лишь в ток случае, когда происходит существенное изменение ситуации на сети.

В связи с тем, что частоты выполнения этих двух типов процессов существенно различаются, в системе управления сетью целесообразно выделить два 'типа устройств. Устройства первого типа, б которых реализуются процессы динамического управления потоками информации, принято называть устройствами динамического управления, а „горого типа, в которых реализуются процессы управления установлением соединения - управляющими устройствами. Если управляющие устройства устанавливаются на каждом узле ком-1утации (УК), то в зависимости от степени централизации уст-

ройств динамического управления различают централизованный, децентрализованный (зоновый или территориальный) и распределенный принципы построения системы.динамического управления потоками вызовов.

Учитывая наличие процессов управления сетью связи, различающихся манду собой периодичностью выполнения, участирм человека в их реализации, структура системы управления сетью связи монет быть представлена в виде, при которой на сета (или на некоторой её зона) устанавливается центр оперативного управления и развития (ЦОУР), который может быть территориально совмещен с центром технической эксплуатации. Этот центр осуществляет выполнение большинства функций процессов развития сети связи, организационно-технического управления и динамического управления ресурсами сети.связи. Выполнение данных процессов в большинстве случаев.невозможно без сбора информации о ситуации на сети, техническом состоянии УК и каналов связи. В связи с этим ЦОУР осуществляет сбор и обработку информации, поступающей от УК. На основе этой информации вырабатывается управляющая команда, которая передается в ЭУМ УК. В программном обеспечении ЭУМ выделяется три группы программ: управления установлением соединения, динамического управления потокаш! вызовов и организационно-технического управления.

.Далее в-зтой главе приводится классификация методов динамического управления потоками вызовов. При этом отмечается, что динамическое управление потоками вызовов на сети в целом осуществляется двумя основными.путями - управлением объемом потоков вызовов и управлением распределением на сети потоков вызовов. Под динамическим управлением объемом потоков вызовов подразумевается как управление ограничением исходящей нагрузки от всех или части УК, так ..и управление объемом исходящей нагрузки, создаваемой-непосредственно на абонентском пункте.

Динамическое управление распределением потоков вызовов повет быть осуществлено как за счет управления структурой неком-мутируеиой сети путем изменения емкости пучков каналов или перераспределением каналов на сети при изменении тяготений менду отдельный! парами УК, так и за счет управления направлениями передачи потоков вызовов.

В третьей главе на основе анализа критериев

оценки надежности.связи между узлами сети обмечается, что используемый в настоящее время критерий структурной связности, значение которого для каждой пары узлов может быть определено точно (для достаточно простых сетей) или приближенно (для сетей, характеризующихся сложной структурой), не может в полной мере характеризовать надежность связи. Данный критерий не учитывает влияния надежности элементов сети связи на качество обслуживания поступающих вызовов - основного критерия оценки эффективности функционирования сети. Действительно, если из-за возникшего повреждения на какой-то период времени два узла оказались не связанными, но между этими узлами нет потока вызовов, то это не повлияет на качество обслуживания поступающих в сеть вызовов. Кроме того,, данный критерий не учитывает алгоритма выбора исходящих направлений на узлах в процессе установления соединений.

В связи с этим вводится понятие структурно-информационной связности; которая будет характеризовать надежность связи в сети для поступающего потока вызовов, обусловленную только структурой сети.

Под вероятностью структурно-информационной связности между двумя фиксированными узлами сети, при наличии между ниш потока нагрузки, будем понимать вероятность того, что в заданном интервале времени или: в произвольный момент времени при поступлении очередного вызова на передачу информации в процессе поиска направления установления соединения будет найдено хотя бы одно исправное направление между данными узлами.

Значение структурно-информационной связности от узла йк к узлу определяется в соответствии с выражением:

где Уц£ поток, поступающий на обслуживание от узла к-У злу;

~ неоослуженный (потерянный) поток при организации связи от узла (Хц к узлу . Очевидно, что определение структурно-ищЬормационной связности имеет место только в том случае, ког^з Уц2>0 .

,Лри определении зйачения структурно-информационной связноо-

п

г

(I)

Унё

ти от Узла к УЗЛУ необходимо учитывать алгоритм обслуживания поступающих вызовов на узлах сети.

Б соответствии с алгоритмом установления соединений с обходными -направлениями разработан метод определения значения структурно-информационной связности между узлами сети. Он заключается в следующем:

1. С учетом накладываемых ограничений на направления для установления соединения между парой узлов для.каждой пары узлов строится г.ораво допустимых направлений. Ограничения на. направления установления соединения могут быть связаны, например, с ограничением допустимой длины направления, допустимого числа переприемных участков, т.е. когда задается максимальный ранг направления *£тах .

Построение дерева допустимых направлений осуществляется в соответствии с заданными матрицами маршрутов. При этом может быть использован один из известных методов построения дерева направлений.

2. Для каждой пары узлов определяется значение потерянного потока в соответствии с выражением:

П

где значение интенсивности потока нагрузки, поступаю-

щего в узел при установлении соединений от узла О-к к узлу (Хц С(/(,Р)- множество узлов, входящих в дерево направлений от узла к узлу ^ ; - коэффициент готовности (надежность) ветви ; множество ветвей, исходящих из узла и входящих в дерево направлений от узла йц к узлу .

3. Б соответствии с выражением (I) определяется значение структурно-информационной связности для всех пар узлов сети.

Выпе рассмотренный метод определения величины структурно-информационной, .связности спраэедлиз для случая, когда на сет:: функционирует абсолютно надежная система контроля за состоянием какдой ветви сети. Рассмотрим случай, когда токая с::стпмп всаг-

роля обладает ограниченной величиной надежности О , т.е. с вероятностью ¿2 будет обнаружен отказ ветви, а с вероятностью отказавшая ветвь не будет обнаружена. При этом полагаем, что отсутствуют лонные обнаружения отказов ветвей.

Для рассматриваемого случая выражение (2) для определения интенсивности потерянного потока нагрузки не будет справедливо. Рассмотрим выполнение п. 2 метода расчета значения структурно-информационной связности между узлами сети, когда величина надежности работы системы контроля за состоянием каждой ветви составляет величину Qlj . а

Значение интенсивности потерянного потока в этих ус-

ловиях определяется в соответствии с выражением:

Укг Ц^'ПЩЧ; (3)

где множество ветвей, входящих в дерево' направлений

распределения потока нагрузки от узла (,1к к узлу йе.

Уц1(К,£)~ интенсивность нагрузки, поступающей на ветвь , при распределении потока нагрузки от узла к узлу йц •

Первое слагаемое выражения (3) определяет интенсивность нагрузки, потерянной на ветвях из-за того, что системой контроля' не обнаружен отказ ветви, а второе слагаемое - интенсивность нагрузки, потерянной в узлах из-за отказа всех ветвей, исходящих из соответствующего узла.

Нетрудно показать, что при = / выражение (3) становится тождественно равный выражению (2).

Понятно", что при разных планах распределения потоков вызо-еов будут получены различные значения структурно-информационной связности. Таким образом,, на сети может быть определен оптимальный план распределения потоков вызовов, при котором для всех других планов распределения потоков вызовов значение структурно-информационной связносга Я'к£ будет на больше, чем при этом плане Я^ц . То есть Я^ё .

Разработан метод определения оптимального плана распреде-

ления потоков вызовов при условии, что критерием оптимальности служит критерий структурно-информационной связности.

Значения надежности всех ветвей сети представим в виде матрицы надежности:

д, •. -аы

* ••• щи

В =

«V/... *

элемент ^¿^ которой указавает надежность ветви fi¿j .

В матрице надежностей ветвей сети элементы главной диагонали принимаются равными единице, т.к. отказы узлов не учитываются. Если между парой узлов нет непосредственной связи, то соответствующий элемент матрицы равняется нулю.

Оптимальным направлением передачи информации от узла

к узлу Од будет являться направление, для которого значение-критерия надежности направления имеет наибольшее значение по сравнению с другими возможными направлениями из множества

"кИХ^кг,...

Предлагаемый метод позволяет определить значения надежности всех возможных направлений между узлами сети, определить оптимальное направление между узлами сети и сформировать оптимальный план распределения потоков вызовов, при котором будет максимизироваться значение, структурно-информационной связности. Данный метод основан на применении специальных операций над иатрицей надежности.

При возведении матрицы В> в степень получим мат-

рицу & ~В> ~ 'Ё> 1 элемент которой равен

4 ■%);..-«%)].

Значение элемента ву будет равно надежности оптимального [аправления от узла йц к узлу йр среди всех одно-, двух- и '.д. Т - транзитных направлений.

^лучае, если на сети ранг направления ограничен значени-м 1 , возведение в степень производится до вычисления мат-

—9/иДХ _

ицы # .в противном случае вычисление матрицы более высо-ой степени прекращается, если в процессе вычислений встретит-

ся равенство В1-^ • Патрицу В2 при выполнении этого условия назовем матрицей максимальных значений надежности и обозначим ||г/у| | • Таким образом, элементы^ матрицы <0 равны наибольшим величинам надежности связи между соответствующими узлами сети.

План распределения потоков вызовов задается с помощью матрицы маршрутов элементы которой задают порядок выбора исходящих из узла йк ветвей/*; для организации связи к узлу й; .

Для определения оптимального плана распределения потоков вызовов на сети проводится выполнение следующего действия: £7= -В>''5) • Матрица &' отличается от матрицы Ь тем, что в матрице В> в .главной диагонали записаны нули. При этих условиях значение элемента 11у матрицы V будет равно:

В выражении (4) означает, что может браться макси-

мальное значение надежности связи ), второе по величине,

значение надежности {#-2. ) и т.д. Число членов выражения (4), не равных нулю,равно числу соседних узлов, т.е. числу исходящих из узла Оч ветвей.

Для определения ветви первого выбора (при ) фиксиру-

ется значение К , при котором значение элемента Мц принимает максимальную величину. Тогда исходящая из узла С^ ветвь ^¿Х является ветвью первого выбора при установлении соединения к узлу ¿у . Для определения ветви второго выбора определяется элемент при #-=2 и т.д.

Надежность связи в информационных сетях следует рассматривать в двух аспектах, одним из которых является структурно-информационная связность. Под вторым аспектом надежности понимается вероятность того, что в процесса передачи информации не произойдет обрыва соединения по причинам, отличным от преднамеренного отбоя абонентов, участвующих в данном соединении.

Очевидно, что при определении значения вероятности безобрывности установленного соединения от узла О-ц к узлу О.£ , как и при определении величины структурно-информационной связности Як£ необходимо учитывать наличие потока нагрузки между дайными узлами сети, а также алгоритм выбора исходящих

ветвей в процессе установления соединения. В диссертации разработан "метод расчета вероятности > определяющей непрерывность установленного соединения, при условии использования на сети алгоритма установления соединений с обходными направлениями.

В четвертой, главе на основе единой концепции, базирующейся на результатах теории коллективного поведения автоматов (теории игр автоматов), разрабатываются методы динамического управления направлениями передачи потоков вызовов с ограничением потоков вызовов при перегрузках, управления пропускной способностью интегральной линии связи, приоритетным обслуживанием вызовов, а также метод динамического управления распределением потоков вызовов.на цифровой сети с интеграцией служб, позволяющий учесть и минимизировать непроизводительное занятие каналов информационной сети за счет времени передачи служебной информации о соединении по сети сигнализации.

В данной главе разработан комбинированный игровой'метод динамического управления потоками вызовов, укоторого выбор направления установления соединения осуществляется на основе результатов установления предыдущих соединений, а оценка эффективности использования-обходных направлений осуществляется по порогу в XI каналов (^¿^.г^ , где - емкость ¿-го пучка каналов). При этом если хотя бы на одном из составных, участков обходного направления число занятых каналов превышает порог в Х1 каналов, то данное направление исключается из списка обходных.

В развитие известных методов динамического управления объемом поступающего потока вызовов предлагается- многопороговый метод динамического управления. При этой методе.для доступающих вызовов на ввЕвь устанавливается несколько пороговых значений

... (х^х2^.. .**хп).

На ветвь поступает, два-потока нагрузки с1 интенсивностями Уу и первый из .которых обслукивается без всяких, ограни-

чений, а второй - с ограничениями. При этои^ в зависимости от того',сколько в настоящий момент занято каналов, ограничения, накладываемые на второй поток, могут иметь разные значения. Так, если число V занятых каналов О^У^Х*, второй поток

может обслуживаться'без всяких ограничений, если ,

то разрешается направлять на ветвь не весь второй поток нагрузки, а лишь некоторую его часть с интенсивностью ,' где

- доля ограничения второго потока нагрузки и т.д. Если же число занятых каналов 1/ , то на ветвь запрещается

направлять второй поток нагрузки.

В общем случае вводится (Л+/ ) значение доли ограничения второго потока нагрузки. Интенсивность суммарного потока нагрузки У , который может быть направлен на ветвь, определяется из выражения:

¿-4/,...,л. (5)

Одним из вариантов совместной коммутации каналов и пакетов на информационных сетях является гибридная коммутация (ГК), которая может быть реализована на базе цифровых систем передачи с временным разделением каналов. При этом канальные интервалы цикла дискретизации цифровых сигналов могут заниматься либо под ■ передачу пакетов, либо под передачу сообщений в режиме коммутации каналов (КК). Если при данном распределении имеется жесткая граница между областями цикла дискретизации, отведенными для передачи информации в режимах КК и коммутации пакетов (ПК), то такую систему ГК называют системой.с фиксированным порогом.

Разработан игровой алгоритм управления порогом интегральной линии связи. Пусть в линии связи (пропускной способностью X ) образовано каналов с пропускной способностью каждого

канала для передачи аналоговой информации методом КК. За-

дадим значение Л, которое определяет минимально допустимое число каналов, отведенное для передачи аналоговой инйормации, и - минимально допустимое число логических каналов для передачи данных. Очевидно, что максимальное значение числа временных каналов, которое может быть отведено.для коммутации аналоговой информации, определяет значение Уд^. В свою оче- . редь, максимальное значение числа логических каналов определяется ТХдш* . Таким образом, порог в линии монет находиться в пределах ¿^^с Соответственно, порог в линии, выраженный числом логических каналов, может изменяться в пределах Илк <Примем, что на сети при обслуживании

поступающих вызовов на передачу как данных, так и аналоговой информации,используется система с отказами.

На интегральной линии связи устанавливается стохастический автомат, имеющий два действия: и .'Изменение порога в линии будет осуществляться этими действиями автомата. Действие je/< увеличивает значение на величину ¿qk , где V&/<(-¿) и Vud+t) - пороги в линии в моменты времени i и . Если T^k-KI^ где К - целое число, то примем í-BK^f Д9йотвиа осуществляет увеличение числа

логических каналов на величину .

Действия jaK и осуществляются в результате функционирования стохастического автомата и определяются исходя из соотношения элементов строки автомата Gen и » причем

Значения элементов строки автомата корректируются при попытке установления соединения в соответствии'со следующими выражениями: Qg^UH) ^ i если осуществлена попытка установления соединения в режиме КК; <?лк » если осуществлена попытка занятия логического канала в режиме ПК. При этом осуществляется нормировка строки автомата для выполнения условия (6).

Если удалось установить соединение, ю $ = % (эле-

мент автомата поощряется). Если соединение установить не удалось, , 0<cL^1 (элемент..автомата штрафуется). ■

При поступлении вызова^на установление соединения методом КК происходит сравнение числа занятых каналов Vsk с числом временных каналов 2, .выделенных для передачи аналоговой информации. Если > 10 происходит занятие свободного канала и VB/¿ увеличивается на единицу. Когда поступает отбой, Vqh на единицу уменьшается. Если 1Увк=Увк ■> то проверяется возможность выполнения действия . При этом проверяется, имеется ли 1л/< свободных каналов в зоне цикла интегральной линии связи, отведенной для образования логических каналов, и не перейдет ли порог допустимого значения в результате действия . Если одно из этих условий не выполняется, вызов получает отказ в установлении соединения. Если оба условия

выполнены, то происходит дальнейшая проверка возможности выполнения действия . Величины элементов автомата .и 6ак сравниваются ¡ленду собой. Если блк ~ бцк >Д > действие

выполняется, если 6Лк -^ д , то действие не выполняется и вызов получает отказ в установлении соединения. При поступлении вызова на передачу данных алгоритм работы управляющего устройства аналогичен.

Аналогичный игровой подход может быть использован при динамическом управлении приоритетным обслуживанием потоков вызовов на интегральных сетях. Рассмотрим случай,когда на,УК поступают потоки нагрузки двух приоритетных уровней. При этом вызови приоритетного потока нагрузки А{ могут занимать любой свободный канал из 2/ каналов пучка, а вызовы неприоритетного потока нагрузки Ад могут занимать каналы лишь в том случае, когда число занятых каналов V" в пучке меньше некоторого порога X (т.е. когда )• В том случае, когда X , поступившие

вызовы потока становятся на ожидание в запоминающем -устройстве (ЗУ), имеющем л? мест ожидания. Если все места в ЗУ заняты, то поступившему вызову потока нагрузки дается отказ в обслуживании.

Очевидно, что для поддержания заданного качества обслуживания приоритетного потока нагрузки А{ и, .может..быть, для неприоритетного потока нагрузки Д? необходимо осуществлять адаптацию значений порога X и числа мест ожидания ^ к изменяющимся значениям интенсивностей и У^ потоков нагрузки А{ и Ал в процессе функционирования УК.

Для управления значением порога X введем стохастичекий автомат с переменной структурой С/1 с двумя входами ^ и ^ . Состояние входа ^ , соответствующее тому, что поступил вызов потока нагрузки А/ в тот момент, когда в пучке отсутствуют свободные каналы, т.е. что вызов получает отказ в обслуживании, назовем штрафом потока нагрузки . Состояние • входа » соответствующее отказу в обслуживании вызова по-

тока нагрузки Дг (т.е. когда не только занято число каналов V в пучке,равное или больше значения порога X , но и отсутствуют свободные места ожидания в ЗУ), назовем штрафом потока нагрузки Ад . Элементами автомата являются нормированные

величины 6/ и 62 , е, + ел = ' • При поступлении на автомат Ш состояний входа, соответствующих штрафам потоков нагрузки Л/ или Аг , значелия элементов и изгоняются слудующим образом. Когда поступит штраф потоку нагрузки

А^ , уменьшается значение ^ и строка нормируется, а значит элемент увеличивается, т.е. при штрагге потоку нагрузки

А/ имеем (¿)-<¿1 , ^ ; .

При поступлении штрафа потоку нагрузки уменьшается значение О/, и при нормировании строки увеличивается значение е2 ; т.е. щ= / .

Коэффициенты и , которые будем называть величинами штрафов, могут различаться, причем за отказ в обслуживать приоритетного потока вызовов величина штрафа .монет иметь большее значение, т.е. с>¿/><¿2 , и это различие тем больше, чем больше различие в категорийности потоков нагрузки А^ и .

Значения элементов строки автомата СП указывают на соотношение качества обслуживания как приоритетного, так и неприоритетного потоков вызовов с учетом различия в их категорийности. Если в/<©2 , то качество обслуживания вызовов потока нагрузки А\ выше качества обслуживания вызовов потока нагрузки с учетом различия в их категорийности, т.е. вероятность потерь вызова потока нагрузки А/ с учетом важности отказа в обслуживании этого вызоез ниже вероятности потерь вызова потока нагрузки также с учотом важности отказа в обслуживании данного вызова. Следовательно, в этом случае необходимо переместить порог X к Хтах , пусть, например, на один канал.

Наоборот, при в/><?2 качество обслуживанйя вызовов потока /4/ будет ниже качества обслуживания вызовов потока нагрузки Ад о учетом различия в их категорийности, а потому и б этом случае число каналов в пучке, доступных потоку нагрузки А^ , необходимо уменьшить с тем, чтобы предоставить большие возможности для обслуживания вызовов потока нагрузки А/

На входы автомата СЯ могут также поступать состояния, соответствующие тому, что вызовы потоков нагрузки А{ или А2 приняты на обслуживание. Такие состояния входов будем называть поощрением.

При поступлении на входы автомата поощрений потоков нагруз-

ки А1 или соответствующие элементы автомата 01 поощряются следующим образом: при поощрении потока нагрузки Л/

= ; при поощрении потока нагрузки

Аг 6/(4)- , / . Далее элементы автомата нор-

мируются. Как и при штрафе, величина поощрений и ^ могут иметь различные значения для учета категорийности потоков нагрузки А( и Ал .

Процесс управления значением порога X в этом случае остается таким же, как и при штрафе. Таким образом, для изменения значений элементов строки автомата 01 можно использовать штрафы или поощрения, а также совместно штрафы и поощрения.

Данный адаптивный метод управления порогом X легко распространяется на случай К потоков нагрузок различной категорийности!

Концепцией построения цифровых сетей с интеграцией служб (ЦСИС) предусматривается, что передача информационных потоков и потоков служебных сообщений, обеспечивающих взаимодействие устройств управления'на сети для-коммутации трактов и передачи информационных потоков, должна осуществляться по двум независимым ' сетям. Таким образом, ЦСИС может быть представлена в виде двух взаимодействующих сетей» одна из которых предназначена для передачи информационных потоков между абонентами - сеть передачи информации (СПИ) и другая - для передачи сигналов управления и взаимодействия - сеть сигнализации (СС).

Структура построения и функционирования ЦСИС может быть представлена в следующем виде. На каждом УК СПИ имеется сигнальная точка (СТ), которая представляет собой программное обеспечение управляющей машины УК. Каждая СТ подключена к УК СС. Для обеспечения надежности СТ может подключаться к двум УК СС. Очевидно, что структура взаимосвязи УК на СПИ может быть отличной от структуры взаимосвязи УК на СС и, кроме того, число УК на СПИ мокес не соответствовать числу УК на СС.

Процесс связи абонентских пунктов можно представить в виде трех фаз: I) фаза установления соединения, 2) фаза передачи информации, 3) фаза разъединения (окончания связи). При этом управляющая информация для обеспечения выполнения первой и третьей фаз передается по СС, а информация абонентов передаётся по СПИ. В связи с этим при выборе направления установления со-

единения в СПИ необходимо учитывать загрузку направлений связи и узлов СС.

Для учета времени передачи служебных сообщений, а тем самым и времени непроизводительного занятия связевых ресурсов СПИ, введем'следующую модификацию игрового метода. Обычно на информационной сети задается допустимое время установления соединения

. Если же время установления соединения i превышает^ , то в зависимости от принятой дисциплины обслуживания может быть отказ в обслуживании или условный отказ, что является одним из показателей качества функционирования информационной сети. Тогда при поступлении одного.из этих событий значение элемента автомата умножается на oL , 0<oL^{, т.е. штрафуется.

Очевидно, что данный метод может быть распространен и на случай,когда устанавливается несколько,градаций времени установления соединения. .

Таким образом, предлагаемый метод динамического управления распределением потоков вызовов на ЦСИС учитывает не только состояние СПИ, но и время передачи служебных сообщений между УК, т.е. состояние СС, что позволяет повысить пропускную способность ЦСИС.

Кроме того, в данной главе показано, что методы динамического управления потоками вызовов применит для решения задач диспетчеризации заданий в сети ЭВМ.

В пятой главе разрабатываются методы анализа информационных сетей с динамическим управлением потоками вызовов. При этом рассматриваются различные группы методов: управления путями передачи потоков вызовов, ограничением поступающих потоков вызовов, управления пропускной способностью интегральной линии связи, а также комбинированный метод.

Метод расчета качества обслуживания поступающей нагрузки при динамическом управлении путями передачи потоков вызовов базируется на известной процедуре расчета статистических параметров сетей связи. Основное отличие расчета статистических параметров сетей связи при динамических планах распределения потоков вызовов от расчета при статических планах распределения потоков вызовов заключается в том, что при динамических планах распределения потоков вызовов после каждой итерации необходимо корректировать матрицу маршрутов. В частности, формирование

матриц выбора Е£ , ¿=/,2,...3Л/, где /V- число узлов на сети, на ^ -й итерации при игровом методе производится следующим образом: .

1. В соответствии с пданами распределения потоков вызовов осуществляется построение деревьев направлений для всех пар узлов на. сети, для которых значение интенсивности поступающего потока нагрузки Это связано с тем, что при игровом методе коррекция значений элементов матрицы выбора производится только при возникновении вызова именно от узла Скк , Транзитные вызовы не влияют на изменение;значений элементов матрицы Ец .

Таким образом, если при задании сети окажется, что от того или иного узла нет потока вызовов, коррекция матриц маршрутов для данного узла не производится и они на протяжении всего расчета остаются равными исходным матрицам маршрутов, приведенным в задании. Аналогично для случая, когда• от. узла - не ко

всем другим узлам имеется .поток вызовов. Врагом случае будут корректироваться не все строки, матрицы выбора (а следовательно, и матрицы маршрутов ) для узла (Хц , а именно не будут корректироваться строки -матрицы выбора узла Ок , соответствующие узлам сети, к которым от узла отсутствует поток вызовов.

При построении деревьев направлений необходимо учитывать максимально допустимый ранг направления, если такие ограничения на направления в задании указаны.

2. На основе каждого дерева направлений от узла й« к узлу йд (^=/,2,...,^ ) осуществляется коррекция значений элементов строки 2 матрицы • • •

Как показано в диссертации, значение элемента матрицы Ек обратно пропорционально вероятности^.^ потерь на участке дерева направлений от узла до узла Од . Эта вероятность определяется в соответствии с выражением:'

21 • П /#

V =-ЦШ ' (?)

о

где У«0\2) - интенсивность нагрузки, поступающей в узел й^

при распределении нагрузки от узла к узлу 0.0 по дереву направлений;

- множество узлов, на участке дерева направлений, начинающегося с узла О ¿у ;

- множество ветвей, исходящих из узла и входящих в дерево направлений от узла Ок к узлу

Вычислив в соответствии с (7) значения для всех ис-

ходящих из узла йц ветвей, которые входят в Перово направлений от узла к узлу Од , исходя из условия нормировки:

¿=/

где V - число исходящих из узла йц вотвей, определяются новые значения О^У элементов матрицы :

еУ ' (8)

А £/пк(и.е)

Определив новые значения элементов матриц осуществляется переформирование матриц маршрутов для каждого узла сети. При этом, порядок выбора ветвей упорядочивается в соответствии с убыванием значений при

При динамическом управлении пропускной способностью интегральной линии связи в зависимости от соотношения элементов и строки автомата осуществляется коррекция порога разде-

ления её пропускной способности. Учитывая условие нормировки (6), достаточно выписать выражения для изменения лишь одного из этих элементов, например, . В процессе обслуживания пос-

тупающих вызовов элемент е&к корректируется в следующих случаях: I) при поступлении вызова на временной канал и в зависимости от. успеха в обслуживании вызова элемент бдх поощряется (умножается.на £ ) или штрафуется (умножается на ); 2) при.поступлении вызова на логический канал изменение связано с выполнением условия нормировки.

Аналогично выражению" (8) легко показать, что новое значение элемента еШ , где I - номер итерации, будет получено

в соответствии е.. выражением:

где и - вероятности отказа в обслуживании потоков нагрузки аналоговой информации и данных.

Исходя из условия нормировки определяется значение элемен-

После вычисления новых значений и бД* проверяется

необходимость в коррекции порогового значения Х^к разделения пропускной способности интегральной линии связи. Еслие^-е^^. >4..то / и у£гП'-К . Если же еш _

- >л »'10 ТУак - < и .

_ После этого вычисляются новые значения вероятностей потерь

В шестой главе приведены результаты моделирования и расчета различных'типовых структур информационных-сетей, на которых исследовалась эффективность введения динамического распределения потоков вызовов при различных условиях их функционирования. Было показано, что при увеличении нагрузки во всех направлениях связи одновременно эффективность введения динамического распределения потоков вызовов на основе рассмотренных методов динамического управления уменьшается и при дальнейшем увеличении наступает такой момент, когда введение обходных направлений становится неэффективным. В связи с этим дается рекомендация, что в процессе динамического.распределения потоков вызовов необходимо оценить целесообразность использования тех или иных направлений и в случае нецелесообразности использования каких-либо направлений в качестве обходных исключать данные направления из списка обходных.

Полученные результаты свидетельствуют также о том, что для сетей КК наиболее эффективными методами динамического управления, являются методы типа игрового, у которых критерий выбора направления установления соединения совпадает с критерием качества обслуживания вызовов. При этом эффект от введения игрового метода динамического управления становится особенно Заметным, когда на сети происходят какие-либо изменения, в частнос-

ти, изменения тяготений между УК, несовпадение ЧНН в различных направлениях связи, выход из строя отдельных каналов связи и' т.п. В данных условиях качество обслуживания вызовов при введении динамического плана распределения потоков вызовов позволяет до 2-3 раз улучшить качество обслуживания вызовов по сравнению со статическим планом распределения потоков вызовов при сохранении того же числа соединительных.линий на сети или уменьшить на 10-155® число каналов при сохранении того не качества обслуживания вызовов.

В данной гйаве рассматривается зависимость качества обслуживания вызовов от числа обходных направлений при различных планах распределения потоков вызовов. Показано, что введение более двух обходных направлений нецелесообразно как при статическом, так и при динамических планах распределения потоков вызовов, так как при, дальнейшем увеличении числа обходных направлений не наблюдается заметного улучшения качества обслуживания вызовов.

Анализируя полученные в диссертации результаты статистического моделирования, показано, что надежность передачи управляющей информации может оказать существенное влияние на эффективность методов динамического управления. Это объясняется тем, что наблюдается "размножение" ошибки, т.е. основываясь на полученной ошибочной информации, на узлах сети, на которых система динамического управления функционирует надежно, вырабатывается, вновь ошибочная информация, которая транслируется дальше по сети. Можно также заметить, что учет надежности функционирования системы динамического управления сказывается не столь заметно при статистическом (игровом) методе. Это можно объяснить тем, что в данном случае устройства динамического управления на отдельных узлах сети функционируют независимо друг от друга. При этом не происходит "размножения" ошибок, т.к. при игровом методе нет необходимости в передаче управляющей информации между узлами сети. Даже наоборот, исправные устройства динамического управления адаптируются к новой ситуации, чего не наблюдается при детерминированных методах динамического управления потока;.::? вызовов.

При постепенно!.: увеличении поступающего' 2 сеть потока вызовов характер кривых изменения качестга обслуживания вызовов

О

при разных значениях надежности ветвей и при различных принципах распределения потоков вызовов остается неизменным. При этом с увеличением значений поступающих потоков вызовов ухудшейие качества их обслуживания за счет надежности ветвей сети становится все менее и менее заметным. Это объясняется тем, что с увеличением нагрузки все большее влияние на ухудшение качества обслуживания вызовов оказывают не отказы ветвей, которые не изменяются, а'увеличивающиеся потери на ветвях.

Анализируя в целом полученные результаты, в диссертации делается вывод о целесообразности использования динамического управления в условиях ограниченной надежности сети электросвязи. При этом из числа рассмотренных методов наилучшие результаты получены при комбинированном методе динамического управления потоками вызовов. При этом обращает на себя внимание тот факт, что разброс между максимальным и минимальным значениями качества обслуживания вызовов в сети при комбинированном методе динамического управления в 3-4 раза меньше, чем при статическом распределении потоков вызовов. Это объясняется тем, что с помощью комбинированного метода динамического управления имеется возможность перенаправлять потоки вызовов с перегруженных направлений на менее, загруженные.

В приложениях к диссертации приводятся описание метода и алгоритма статистического моделирования, используемого в данной работе, а также методика расчета вероятности потерь в направлении связи с учетом двух параметров (среднего значения и дисперсии) потока нагрузки, включая развитие метода эквивалентных замен длн случая расчета порогового ограничения поступающих потоков нагрузки.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

I. Разработанная архитектура взаимодействия процессов управления потоками вызовов л структура построений .системы динамического управления.ресурсами интегральных, информационных сетей позволила определить состав программного и.аппаратного обеспечения системы динамического управления потоками вызовов.

2.. Предложены и обоснованы методы динамического управления потоками вызовов, "позволяющие за счет учета изменения ситуации

на сети электросвязи позысить использование ресурсов сети:

комбинированный игровой метод динамического управления потоками вызовов основан на сочетании достоинств известных игрового метода и.метода ограничения транзитной нагрузки;

разработанный метод динамического управления пропускной способностью интегральной линии связи обеспечивает изменение в соотношении пропускных способностей, отведенных в линии для передачи различных видов информации в зависимости от соотношения этих потоков;

разработанный метод динамического управления приоритетным обслуживанием потоков вызовов позволяет в условиях их изменения обеспечить преимущественное обслуживание потоку более высокой категории;

для информационных сетей, в которых передача управляющей информации осуществляется по выделенной сети сигнализации, предложена модификация игрового метода динамического управления потоками вызовов, при которой имеется возможность оптимизировать план распределения потоков вызовов, учитывая состояние как сети сигнализации, так и сети передачи информации абонентов.

3. Развит итерационный метод расчета качества обслуживания поступающих вызовов, учитывающий наличие динамического управления потоками вызовов на сети и включающий:

процедуру расчета качоства обслуживания поступающих вызовов, учитывающую наличие на сети динамического управления направлениями передачи потоков вызовов на основе различных модификаций статистических методов динамического управления;

предложенные формулы расчета качества обслуживания поступающих вызовов при пороговом их ограничении на обходных нас[ гулениях, позволяющие рассчитывать сети при динамическом упгт.;:-яии объемом поступающей нагрузки;

процедуру расчета качества обслуживания поступающих .оков вызовов при динамическом управлении порогом разделен;'.: пропускной способности интегральной линии связи.

Предложен и обоснован новы" показатель надоунсс?;: ^и в сети - структурно-информационная связность, отлича«!;!«: п? известного показателя структурной связности тем, чтс на;.:ду ; перечнем допустимых направлений мокду узлами се?::, н«,-.- ■

ветвей он учитывает еще и порядок выбора исходящих направлений в процессе установления соединения.

5. Разработан метод расчета структурно-информационной связности при использовании на сети способа установления соединений с обходными направлениями, основанный на формировании дерева допустимых направлений между узлами сети и распределении поступающего.потока вызовов по этому дереву. Метод позволяет проводить расчет.структурно-информационной связности как без учета отказов системы управления сетью, так и с учетом реальной её надежности.

6. Разработан метод определения плана распределения потоков вызовов на сети, при котором оптимизируется величина структурно-информационной связности при использовании на сети способа-установления соединений с обходными направлениями. Кроме того, с помощью данного метода имеется возможность рассчитать на-декность связи мекду узлами сети на заданном направлении.

7. Разработан метод определения непрерывности установленного соединения в информационной сети при заданных показателях надежности её элементов, учитывающий план распределения потоков вызовов в сети.

8. На основе проведенных аналитических расчетов и статистического моделирования показано, что:

предложенные методы динамического управления ресурсами информационной сети позволяют повысить использование линейного оборудования, за счет чего улучшается качество обслуживания поступающих вызовов;

статистические методы динамического управления потоками вызовов обладают лучшей адаптацией к ситуации на сети, когда отказывают устройства динамического управления, чем детерминированные методы;

применение методов динамического управления потоками вызовов позволяет повысить надежность обслуживания поступающих вызовов в условиях отказов элементов сети.

Наиболее существенные публикации по темо диссертации: I. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Динамическое управление потоками информации в сстях связи. - {.!.: Радио и связь, 1983. -

216 с.

2'. Лазарев Ю.В. Эффективность применения динамического управления потоками вызовов на ГТС // Построение устройств управления сетями связи. - М.: Наука, 1977. - С. 27-31.

3. Лазарев Ю.Б. Применение на сетях связи комбинированного игрового метода динамического управления для повышения надежности и эффективности системы связи // Республиканская научно-техническая конференция "Качество и надежность средств связи". Тезисы докладов. - Рига: ЛатИНТИ, 1977. - С. 86-87.

4. Лазарев Ю.В. Возможность организации динамического управления на сетях ГТС, оборудованных АТСК // Принципы построения устройств распределения информации. - М.: Наука, 1978. -С. 30-37.

5. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В., Паршенков Н.Я. Управление телетрафиком на сети связи // Принципы построения устройств распределения информации.. - М.: Наука, 1978. - С. 3-9.

6. Лазарев Ю.В. Методика расчета эффективности методов динамического управления потоками вызовов // Ш 'Всесоюзный симпозиум по проблемам управления на сетях и узлах связи. Тезисы докладов. -И.: Наука, 1978. - С. 42-43.

7. Лазарев Ю.В., Паршенков Н.Я.-Итерационные методы расчета сетей коммутации каналов с динамическим управлением // Уп- ■ равление на сетях.и узлах связи. - М.: Наука, 1979. - С..42-54*

8. Лазарев Ю.В. Анализ эффективности динамического управления потокам вызовов на ГТС // Электросвязь, !.'?7, 1981. г С. 22-24.. ....

9. Лазарев Ю.В., Никифорова И.В. Влияние пропускной способности узлов коммутации на эффективность динамического управления // Труды 1У Всесоюзного симпозиума по проблемам управления на сетях и узлах связи. - М.-Наука, 1981. - С. 109-111.

10. Лазарев Ю.В. Влияние обходных путей на качество" обслуживания вызовов и надежность связи // Надежность и качество функционирования информационных сетей и их элементов. Тезисы докладов. - Новосибирск, 1981. -.С. 51-52.

11. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Принципы управления потоками задач в вычислительной сети // Вычислительные сети коммутации пакетов. Тезисы докладов второй Всесоюзной конференции. -Рига, 1981. - С. 22-26.

12. Краснов С.А., Лазарев Ю.В. Метод выбора оптимального плана распределения потоков вызовов // Процессы и устройства управления в сетях связи. - М.: Наука, 1982. - С. 55-62.

13. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Управление ресурсами в сетях ЭВМ //Сети ЭВМ. Материалы семинара МДНТП. - М., 1982. - С. 38-42.

14. Лазарев Ю.В. Метод анализа планов распределения потоков вызовов на сетях связи // Всесоюзное научно-техническое .совещание "Совершенствование средств автоматической коммутации в ЕАСС". Тезисы докладов. - М.: Радио и связь, 1982. - С. 61.

15. Лазарев Ю.В., Никифорова И.В. Эффективность применения динамического управления в условиях ограниченной пропускной способности узлов коммутации // Электросвязь, йб,. 1983. - С. -13-14.

16. Лазарев Ю.В. Эффективность введения обходных путей.на сетях связи // Системы управления информационных сетей. - М.: Наука, 1983. - С. 44-52.

IV. Лазарев Ю.В. Способ установления соединений с обходными направлениями на.ГТС // IX научно-техническая конференция, посвященная Дню радио. Сборник тезисов докладов. - М.: Радио и связь, 1983. - С. 26..

18. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Управление потоками запросов к банкам данных в сети ЭВМ // Международная конференция "Базы данных в сетях ЭВМ". Сборник расширенных тезисов докладов. - М., 1984. - С. 20-24.

19. Лазарева И.'В., Лазарев Ю.ДЗ. Ограничение транзитной нагрузки на сетях ЭВМ // Сети пакетной коммутации ЭВМ. Труды 1У соватско-итальянскоро семинара. - М.': Наука, 1984. - С. 1619.

20. Краснов С.А., Лазарева И.В., Лазарев Ю.В. Пороговое управление передачей транзитной нагрузки на сетях связи // Распределенные системы передачи и обработки информации. - М.: На-, ука, 1985. - С. 92-96.

21. Лазарев Ю.В. Игровой метод адаптивного управления пропускной способностью линии связи ДСИО // Вычислительные сети коммутации пакетов. Тезисы.докладов пятой Всесоюзной конференции. - Рига: ИЭВТ, 1987, т. 2. - С. 26-29.

22. Лазарев Ю.В. Адаптивный метод управления порогом интегральной линии связи // Труды У Всесоюзной школы-семинара по проблемам управления на сетйх и узлах связи. - М.: Наука, 1988. - С. 95-97.

23. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В., Шеерер Р.Г. Управление приоритетным обслуживанием потоков вызовов // Управление в распределенных информационных системах. - М.: Наука, 1989. - С. 22-27.

24. Лазарев Ю.В., Хамди Махмуд Абдель Хафез. Влияние искажения управляющей информации на эффективность динамического управления //Сети и каналы связи. Сборник научных трудов учебных институтов связи. - Л.: ЛЭИС, 1989. - С. 21-24.

25. Абдель Хафез Х.М., Лазарев Ю.В. Надежность связи в информационных сётях // Четырнадцатая Всесоюзная школа-семинар по вычислительным сетям. Тезисы докладов. - М.-Минск, 1989, часть 2. - С..3-7. . ,

26. Абдель Хафез Х.М., Лазарев Ю.В. Оценка надежности связи информационных сетей с динамическим управлением // Принципы построения и функционирования сетей интегрального обслуживания (школа-семинар). - Ташкент: ТЭИС,1989. - С. 53-54.

27. Баранник К.Д., Лазарев Ю.В.,-Лазарев В.Г. Метод адаптивного управления потоками информации в ЦСИО // Принципы построения и функционирования сетей интегрального обслуживания (школа-семинар). - Ташкент: ТЭИС, 1989. - С. 42-43.

28. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Влияние управления потоками информации на надежность связи в информационных сетях // Второй международный семинар по теории телетрафика и компьютерному моделированию. Труды.семинара. - М., 1989, часть 2. - С. 43-47.

29. Лазарев Ю.В. Оптимизация процессов управления потоками в информационных сетях в условиях отказов элементов сети // Республиканская научно-техническая школа-семинар "Анализ и синтез систем массового обслуживания и сетей ЭВМ". Тезисы докладов. - Одесса, 1990, часть I. - С. 101-107.

30. Лазарев Ю.В., Цирик И.А. Игровой алгоритм управления адаптивным порогом в интегральной линии связи // Автоматика и вычислительная техника. - 1991, й1. - С. 58-61.

31. Лазарев Ю.В. Принципы построения плана нумерации поль-

зователей на цифровых сетях интегрального обслуживания // Автоматика и вычислительная техника. - 1991, К. - С. 35-39.

32. Абдель Хафез Х.Ы., Лазарев Б.Г., Лазарев Ю.В. Информационная связность сетей связи // Управление ресурсами в интегральных, сетях. - М.: Наука, 1991. - С. 47-55.

33. Лазарев Ю.В; Метод определения оптимального плана распределения потоков информации в условиях ненадежности зла-ментов сети // Управление ресурсами в интегральных сетях. - М.: Наука, 1991. - С. 129-133.

34. Лазарев Ю.В. Формирование планов распределения потоков информации с учетом надежности направлений связи // Всесоюзная научно-техническая конференция "Применение цифровых систем коммутации на сетях электросвязи. Тезисы докладов. - ВНТОРЭС им. А.С.Попова'ЦП, 1991. - СЛО.

35. Лазарев Ю.В. Оптимизация планов распределения потоков информации' с учетом отказов ветвей сети // Техника средств связи. Сер. СС. -..1991, вып. б. - С. 34-41.

36. Лазарев Ю.В. Оценка эффективности динамического управления в условиях отказов элементов ЦСИО // Труды У1 Всесоюзной школы-семинара по проблемам управления на сетях и узлах связи. -М.: Наука, 1991. - С. 49-51.

37. Лазарев Ю.В. Метод анализа сетей коммутации каналов с динамическим управлением потоками информации в условиях отказов элементов сети // Сети связи и сети ЭВМ, как модели массового обслуживания. - Минск, 1991. - С. 83.

38. Лазарев Ю.В. Надежность информационной связи в сети //• Международная научно-техническая конференция "Проблемы функционирования информационных сетей". Материалы конференции. - Новосибирск, 1991, часть 2. -..С. 185-188.

39. Баранник К.Д., Лазарев Ю.В. Исследование эффективности метода установления соединений в ЦСИО // Труды У1 Всесоюзной школы-семинара по проблемам.управления на сетях и узлах связи. -Ы.: Наука, 1991. -С. 13-15.

40. Лазарев Ю.В. Метод оптимизации структуры сети электросвязи // Шестнадцатая Всесоюзная школа-семинар по вычислительным сетям. Тезисы докладов. - М.-Винница, 1991, часть I. - С. 51-54.