автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Разработка метода повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети

На правах рукописи

Косенко Ирина Васильевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Специальность 05.13.13 Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003488213

Москва 2009

003488213

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Московский государственный университет приборостроения и информатики»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Голубятников И.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тропченко А-Ю.

кандидат технических наук, доцент Шаныгин С.В.

Ведущая организация - ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика"

Защита состоится «22» декабря 2009 г. в 15-50 на заседании ученого совета Д212.227.05 по адресу 197101 Кронверкский проспект, 49

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ ИТМО Автореферат разослан «20» ноября 2009 г.

Секретарь ученого совета Д212.227.05

В.И. Поляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Стремительное развитие инфокоммуникационных систем в последние годы повысило интерес к проблеме эффективного использования сетевых ресурсов информационно-телекоммуникационных сетей и оперативного доступа к ним.

Эти проблемы особенно остро проявляются в распределенных компьютерных системах объектов специального назначения. К объектам такого типа относятся, например, объекты энергетического и транспортного комплекса, объекты военного назначения и т.д.

Грузоперевозки и бесперебойное движение пассажирских железнодорожных составов невозможны без отлаженной системы связи, возможности мгновенного обмена данными, без систем диагностики и информационной безопасности.

В средах клиент-сервер зачастую возникают пробки при доступе к серверу многочисленных клиентов. Эта ситуация становится все более частой по мере расширения сферы обслуживания сервера в рамках сети.

Среди организаций, предлагающих сетевые услуги, существует жесткая конкуренция. В этих условиях клиенты становятся особенно требовательными и ожидают высочайшего качества обслуживания, в том числе и непрерывности обслуживания в течение всего оплаченного времени. Нарушение обслуживания не является допустимым, так как это может вызвать существенные потери прибыли в течение времени простоя. Подобные потери прибыли могут привести к негативной рекламе организации и потери клиентуры.

Анализ литературных источников, посвященных вопросам повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных (СПД) корпоративной информационно - вычислительной сети (КИВС) и их программного обеспечения показал, что возникает ряд трудностей, связанных с обработкой, распределением и передачей (маршрутизацией) интегральных потоков данных в условиях экстремальных ситуаций. Очевидно, в таких условиях возрастает роль служебной информации, необходимой для обеспечения непрерывности функционирования СПД КИВС.

Наиболее предпочтительным является решение задачи разработки алгоритмов маршрутизации служебной информации, реализующих методы повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, так как потоки служебной информации легко формализуемы. Решение данной задачи также позволяет существенно облегчить работу сетевых администраторов.

На сегодняшний день описанная выше проблема решена только частично. Существующие в настоящее время математические методы и модели исследования повышения непрерывности функционирования СПД КИВС и способы их построения являются недостаточными, т.к. маршрутизация служебной информации учитывается только в виде граничных условий.

Поэтому данная проблема является актуальной.

Цель работы увеличение длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС в условиях чрезвычайных ситуаций; анализ и разработка алгоритмов маршрутизации служебной информации.

Задача исследований Разработка метода повышения непрерывности функ ционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной ин формации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функ ционирования СПД КИВС. Для достижения поставленной цели в работе необхо димо решить частные задачи:

1. Обзор и анализ методов повышения непрерывности функционированш СПД КИВС.

2. Оценка средней задержки пакета данных в СПД КИВС для различных мето дов маршрутизации

3. Оценка параметров, влияющих на процесс возникновения перегрузок в СП КИВС.

4. Разработка метода повышения непрерывности функционирования СП КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации с цель увеличения длительности интервала времени непрерывного функционировани СПД КИВС.

5. Провести исследования имитационной модели сегмента СПД с оценко! длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВ при использовании вышеназванных предложений.

Методы исследования. При проведении исследования в диссертации ис пользованы метод классификации, численные методы, методы теории вероятно стей, теории массового обслуживания.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Усовершенствована математическая модель маршрутизатора на базе основ ных моделей теории массового обслуживания, необходимая для определения па раметров функционирования СПД, которая отличается от известных описание процесса функционирования многопроцессорного маршрутизатора, а также учи тывает категории приоритетности, циркулирующих в СПД данных, что позволяе повысить точность определения расчетных характеристик, проектируемых и экс плуатируемых в СПД.

2. Разработан метод повышения непрерывности функционирования СПД корп ративной информационно-вычислительной сети и алгоритмы, реализующие его.

3. Получены аналитические выражения для расчета рациональной частот распространения служебной информации путем определения среднего интервал времени между возникновением отказов сетевых устройств при эксплуатаци СПД КИВС в условиях чрезвычайных ситуаций.

4. Получены выражения для расчета средней задержки пакета данных, кото рые отличаются от известных учетом приоритетности пакетов данных, что позв( ляет рационально разделить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД в цело! Полученные аналитические выражения позволяют учитывать особенности опре деления средней задержки для различных вариантов распределения пропускно способности маршрутизации.

Практическая ценность. Результаты проведенных исследований были иг пользованы при создании программных средств. Разработанный алгоритм, реали

зующий метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации позволяет получить выигрыш по целевой функции при скачкообразном изменении интенсивности потока пользовательской информации.

Внедрение результатов работы. Научные результаты работы были использованы при создании программных средств; внедрены в учебном процессе Московского государственного университета приборостроения и информатики на кафедре "Автоматизированные системы управления и информационные технологии", Ставропольского военного института связи ракетных войск на кафедре «Сети связи и систем коммутации», а также использованы при разработке технических заданий по проектам Технического узла Ставропольского филиала ОАО, ВЧ-25840.

Результаты исследования вошли в отчет по НИР: Совершенствование механизмов управления транспортными ресурсами на основе разработки оптимальных процедур многоуровнего синтеза сетей с интеграцией служб// Отчет о НИР / СВИСРВ. - Ставрополь, 2007. - 155с. Руководитель Фомин JT.A.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы были изложены и обсуждены на: 2-й международной конференции «Моделирование устойчивого Регионального развития» (г. Нальчик 14-18 мая 2007г.); III международной научно-практической конференция «Информационные системы, технологии и модели управления производством» (г. Ставрополь); Международной научно-практической конференции «Телеком-2007» (г. Ростов-на-Дону 4-5-октября 2007г.); III международной научно-технической конференции «Инфокоммуникаци-онные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)» (г. Кисловодск 1-5 мая 2008г.)

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, среди которых 2 статьи в научно-техническом и информационно-аналитическом журнале, который включен в перечень изданий, утвержденных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части, содержащей четыре раздела, выводов, списка литературы. Полный объем работы 185 страниц, из них 25 таблиц и иллюстрации; библиографический список включает 132 наименований. В приложении приведены 20 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность задачи разработки метода повышения непрерывности СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности непрерывного функционирования непрерывности СПД КИВС в условиях скачкообразных изменений интенсивности интегральных потоков для больших СПД КИВС.

Сформулированы: цель исследования, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту, достоверность и обоснованность научных положений диссертации, практическая ценность и реализация результатов работы.

0,5

rip ; i \; osp^y

В первом разделе определены место и роли сетей передачи данных в процессе функционирования корпоративной информационно-вычислительной сети. Показано, что в пользовательских сетях ни один из существующих протоколов не гарантирует, в полной мере, качества обслуживания, заказываемого пользователем.

Выявлено, что увеличение интервалов времени непрерывного функционирования СПД КИВС связано с уменьшением потоков пакетов служебной информации, циркулирующих в СПД.

Проведен сравнительный анализ характеристик существующих методов мар шрутизации (рисунок 1), определяющих непосредственно процесс маршрутизации который показал, что наиболее перспективными методами маршрутизации с точю зрения распространения служебной информации, являются методы состояния кана лов связи; для создания больших развивающихся сетей рациональнее использоват метод маршрутизации, реализованный в протоколе OSPF (рисунок 2).

Анализ методов маршрутизации т " реализованных в протоколах RIP i

OSPF, показал, что они полностью н обеспечивают выполнения требованш предъявляемых к СПД КИВС при рабо те в чрезвычайных ситуациях.

Сформулирована общая научи; задача работы, декомпозиция которо! привела к ряду частных задач, связан ных с особенностью метода повышени ■непрерывности функционировани (МПНФ) СПД КИВС за счет маршрута зации служебной информации.

Обоснована трехэтапная методик исследований.

Во втором разделе изложен основные пути обеспечени непрерывного функционировани СПД КИВС. На основании исслед ваний, проведенных в первом разд ле, сделан вывод о том, что для ув личения интервала времени непр рывного функционирования раци нально использовать методы повь шения непрерывности функционир вания СПД КИВС за счет маршрут зации служебной информации.

Отмечено, что одним i

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Рисунок 1 — Зависимость средней задержки пакета данных в СПД Тр от среднего коэффициента загрузки каналов ПД к„ для различных методов маршрутизации

V

15 20 25 30 35 40

Рисунок 2 - Зависимость времени сходимости от числа ЦК

наиболее важных процессов, влияющих на время непрерывного функционирования СПД КИВС, является процесс возникновения перегрузок маршрутизаторов центров коммутации (ЦК).

Разработан способ оценки средней задержки пакета данных в СПД для различных методов маршрутизации, учитывающий категории приоритетности пакетов информации, циркулирующих в СПД.

С использованием особенностей функционирования маршрутизатора, рассчитана средняя задержка пакета данных в СПД:

I ь. ь. п

= К.

и ¿ = 1 а=1 ¡ = 1 I

Осообщ .'кадр ) /оп ) (, , О,

Л ру '1 р у сообш »1 кадр / I

+ 2 тг; Ц ('' -Кс6е +/р('сообщ .'кадр )) е=1 ^ м '11--

(О

где Хи - суммарная интенсивность распределенных потоков данных в СПД; Ьг-число информационных потоков между множеством ЦК СПД; Ьш - число

V

маршрутов для передачи .]-го потока в распределении у; - интенсивность J-гo потока 1-й категории приоритетности по маршруту ; - длина маршрута , определяемая числом каналов передачи данных, входящих в маршрут; - число

маршрутизаторов, через которые проходит маршрут гп^; К-м8 - коэффициент распределения пропускной способности (ПС) процессора g-гo маршрутизатора между пакетами данных ¡-й категории приоритетности; к2 - средний коэффициент загрузки каналов ПД; /оп - средняя длина очереди к каналу ПД; /р(4ообщЛадр) -длина пакета (в битах) передаваемых в СПД данных; П2 - средняя ПС канала передачи данных с учетом его загрузки.

Рассчитан интервал времени непрерывного функционирования СПД КИВС, учитывающий алгоритмы распространения служебной информации, применяемые в различных протоколах маршрутизации:

'р(4ооб[й ^кадр)

(2)

/ ьг1Уп п

Крм'Г^

м =____

ф ' ' ( МЧ ^

Ь • I--1—(ц +/р('ооо5а О) +Чсо-0

Из формулы (2) можно сделать следующие заключения:

- возникновению перегрузок (блокировок) маршрутизатора с последующей потерей части пакетов данных предшествует переполнение буфера и резкое увеличение задержек пакетов;

- буфер маршрутизатора заполняется, прежде всего, низкоприоритетными пакетами (служебными потоками);

- увеличение задержки пакетов зависит от коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категорий приоритетности;

- заполнение буфера зависит от интенсивности служебных потоков, ПС процессора маршрутизатора и коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категорий приоритетности;

- загруженность маршрутизатора зависит от числа, проходящих через него

3,бит/с

м

WOM —►

маршрутов и интенсивности потоков, циркулирующих по ним.

Проведена более детальная оценка основных характеристик методов маршрутизации интегральных потоков.

Выявлено, что для развивающихся сетей лучше подходит мето маршрутизации, реализованный в протоколе OSPF, чем метод, реали зованный в протоколе RIP, т.к. он может работать в больших СПД количеством промежуточных ЦК m одном маршруте больше 16 npj объемах проходящей служебно" информации в 2,1 раза меньше" (рисунок 2). На рисунке 3 показано, что при увеличении числа, проходящих чере маршрутизатор маршрутов в 5 раз при использовании метода маршрутизации примененного в протоколе RIP, интенсивность служебных потоков увеличиваете в 6 раз, в то время как при тех же условиях и при использовании метода маршру тизации, применяемого в протоколе OSPF, интенсивность служебных потоко увеличивается в 1,2 раза.

Исходя из проведенног анализа, в качестве показател эффективности задачи увели чения времени непрерывного функционирования СПД, вы брана целевая функция, опре деляемая выражением F = max \L (A t Нф ))

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рисунок 3 - Зависимость интенсивности служебных потоков & от числа, проходящих через маршрутизатор Mw

Отказали 30 из 60 маршрутов Отказали 40 из 60 маршрутов Отказали 50 из 60 маршрутов Отказали 60 из 60 маршрутов

(3)

где

длительность ин

Рисунок 4. Зависимость объема служебной информации Усо5рр от частоты V распространения пакетов сообщения об отказе элементов сети

тервала времени непрерывноп функционирования СПД КИВС

^нфе - интервал времени не прерывного функционировани

СПД КИВС, At

нф,

=tH -tK

нфе >1

Из анализа полученных результатов, очевидно, что при разработке метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС для использования в качестве базового наиболее перспективен метод, реализованный в протоколе OSPF.

По второму разделу сделаны следующие выводы:

- для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС возможно использование метода маршрутизации, обеспечивающего адаптацию к изменениям структуры СПД и минимизацию влияния изменения состояния сетевых устройств на интенсивность служебной информации, путем учета статистических данных о возникновении отказов элементов СПД (рисунок 4), что позволяет существенно снизить загруженность маршрутизаторов служебной информацией;

- в качестве целевой функции наиболее рационально использовать функцию максимизации длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

В третьем разделе разработана математическая модель многопроцессорного маршрутизатора с использованием основных моделей теории массового обслуживания. Для получения более полного представления о процессах, протекающих в маршрутизаторе, построена структурная схема маршрутизатора (рисунок 5), которая схематично показывает основные составляющие элементы маршрутизатора и взаимосвязь между ними.

Для расчета основных характеристик маршрутизатора построен граф состояний (рисунок 6) и решена система дифференциальных уравнений Колмогорова.

На основе структурной схемы разработан способ расчета интервалов максимальной загрузки процессоров маршрутизатора. Проведенные исследования показали, что наиболее рационально регулировать поток служебной информации, который генерирует сам маршрутизатор, путем разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации на базе метода маршрутизации, применяемого в протоколе OSPF. Отличие разрабатываемого метода от метода, применяемого в протоколе OSPF, состоит в регулировании частот посылок пакетов сообщения HELLO, обновляющих сообщений о состоянии каналов связи на основе накапливаемых статистических данных о возникновении отказов элементов сети.

г; t у 1. БУФЕР 00-0 МАРШРУТИЗАТОР

Входной 1 т п Выходной

поток 1 ПРОЦЕССОРЫ поток

пакетов i —■» пакетов

г РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ —► X

V" С2)

I'; Г. © Поток отвергнутых

г f. 1

*• пакетов

1-.

Рисунок 5 - Структурная схема маршрутизатора

/

Рисунок б - Граф состояний маршрутизатора Ю

Разработана математическая модель метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации.

Каждый маршрутизатор создает статистическую таблицу данных, в которую заносятся моменты возникновения отказов в течение суток. На основании накопленных статистических данных о возникновении отказов, вычисляется средний интервал времени между возникновением отказов.

X ч^отк ¡_| — 1отк I )

г = --(4)

1ОТК ср Ь

Лпр

где кпр - количество отказов, происшедших на данный момент времени, кпре(1;потк).

Если вычисленный средний интервал времени между возникновением отказов превышает период, установленный протоколом ОБРР для распространения обновляющего сообщения о состоянии каналов связи, равный 30 мин, то в момент наступления отказа распространяется не сообщение об отказе, а обновляющее сообщение о состоянии каналов связи:

- распространяется если ^ -Н^ +Т0С;

- распространяется 4о> если *отк, +101кср "Чтк,

Необходимо отметить, что, если средний интервал времени между возникновением отказов истек, а отказа не произошло, сообщение о состоянии каналов связи все равно распространяется, а также вносятся изменения в базу данных,

т.е. если I >Т0С то

ОТКср

*откм+*откср> если *откм + * <10тк.;

£ __ I ' * "У .-. ОТХср

"""lu. если tOTKi_, +t_ >t

распр j^. РЛТ1и f f (6)

ОТКср

Для решения задачи определения рациональной частоты распространения

сообщения HELLO интервал времени между отказами(*отКМ;*от>^ J разбит на несколько интервалов пассивного состояния маршрутизотора - интервалы, в которых маршрутизатор не имеет возможности определить, работают ли его «соседи» (маршрутизатор не распространяет сообщения HELLO) (рис.7).

Рассчитано значение средней частоты возникновения отказа на интервале нахождения маршрутизатора в пассивном состоянии, внутри интервала

(^01К,-.| Дотк; )

Рср05РР [(0 < з-т < 10)е 0ОТК|_, ;10ТК1 )]= 24 •3600

■ й • Т

--к.

у ^ откср

24 •3600

к= 1__

0,1- -'«,„,)

10

т - элементарный интервал времени, равный 1 с; 5 - число элементарных интер валов времени.

I Для предлагае

мого метод, значение сред ней частоть возникновени отказа, рассчи танное по фор муле (7) на ин тервале нахож дения маршру тизатора в пас сивном состоя

Рисунок 7. График расчета частоты возникновения отказа на нии внутри ин элементарных интервалах времени, внутри интервала (10тк. ]; 1отк. ) тервал

можно принять в качестве максимально допустимого значения средней частоть возникновения отказа на интервале нахождения маршрутизатора в пассивно состоянии, внутри интервала (соткм ;£отк,). Предполагается, что в результат применения разработанного метода повышения непрерывности функциониро вания СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информа ции в условиях скачкообразного изменения интенсивности интегральных пото ков и многократных отказов и сбоев сетевых устройств целевая функция уве личится приблизительно в 1,2 - 1,5 раза по сравнению с методом, используе мым в протоколе ОЭРБ.

Четвертый раздел. Для подтверждения теоретических результатов приме нения разработанного метода повышения непрерывности функционировани СПД КИВС за счет маршрутизации служебной информации для увеличени длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВ было проведено имитационное моделирование. Объектом моделирования яв лялся процесс маршрутизации служебной информации.

При проведении имитационного моделирования введены ограничения допущения. На рисунке 8 изображен моделируемый ЦК звездообразной струк туры.

Рисунок 8 - Схема СПД КИВС звездообразной структуры

Обозначены основные этапы моделирования (рисунок 9), разработаны схемы для описания алгоритмов маршрутизации служебной информации разработанного метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС и метода, применяемого в протоколе ОБРИ.

Произведена обработка статистических данных, полученных в результате наблюдения процесса функционирования сервера Технического узла электросвязи филиала «ЮТК» г. Ставрополь.

Интервалы наблюдения определяются по предварительным наблюдениям в течение 5 суток, а значения количества отказов усредняются на каждый час в течение одних суток наблюдения. Для вычисления средних значений необходимо определить размеры рассматриваемой выборки. Для этого была проведена предварительная статистическая выборка средних значений суммарной интенсивности потока пользовательской информации, проходящей через сервер «Технический узел электросвязи филиала ЮТК» г. Ставрополь и предварительная статистическая выборка средних значений суммарной интенсивности потока отказов элементов сети.

Проведено имитационное моделирование повышенной интенсивности и расчет усредненных значений интенсивности входного потока пакетов данных ЦК СПД.

В ходе моделирования первоначально был имитирован поток пользовательской информации, при котором коэффициент простоя маршрутизатора типа ХБЯ - 1850 составил Ко= 0,05 - 0,08. Интенсивность потока пользовательской информации была увеличена путем 5 - 10-ти кратного повторения посылок пакетов информации пользователями, подключенными к маршрутизатору ЦК СПД КИВС «Технический узел электросвязи филиала ЮТК» г. Ставрополь.

Проводилось моделирование изменений интенсивности входного потока пакетов и расчет усредненных значений интенсивности входного потока пакетов данных и потока отказов ЦК СПД в ходе натурного эксперимента.

Рисунок 9 - Схема модели процесса имитационного моделирования

Для проверки работоспособности разработанного метода повышения не прерывности функционирования СПД КИВС за счет маршрутизации служеб ной информации необходимо смоделировать нагрузки, которые возникают СПД КИВС в ходе экстремальных ситуаций.

Для этого проводилось моделирование изменений интенсивности входно го потока пакетов и расчет усредненных значений интенсивности входного по тока пакетов данных и потока отказов ЦК СПД с использованием статистиче ских данных об изменениии интенсивности потока пользовательских данны

-г—— с применением сегмента СПД КИВС «Технический узел электросвяз

ПИр

'Мл

филиала ЮТК» г. Ставрополь относительно интенсивности потока пользов тельских данных при повседневной деятельности.

Произведен расчет и оценка результатов применения метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации и метода маршрутизации служебной информации, реализованного в протоколе ОБРР.

Результаты, полученные в ходе имитационного моделирования и расчета целевой функции для метода маршрутизации служебной информации, реализованного в протоколе ОБРИ и разработанного метода, представленные в таблице 1 показали, что применение предложенного метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС по сравнению с методом маршрутизации служебной информации, реализованного в протоколе ОБРР позволяют уменьшить целевую функциию на 7 часов при скачкообразном изменении интенсивности потока пользовательской информации (в 1,1 - 1,35 раза) от интенсивности потока пользовательской информации при функционировании СПД в ходе нормального режима работы, пределах от 10 до 15%.

В ходе исследований выявлен и обоснован характер и последствия возникновения перегрузок маршрутизатора, а именно, обоснован периодический характер возникновения перегрузок буфера маршрутизатора, зависящий от частоты распространения служебных сообщений, и, как следствие, потеря на небольшом интервале времени значительного количества поступающих пакетов,

Таблица 1.-Результаты теоретических расчетов и имитационного моделирования

Теоретические расчеты

Условия расчетов Результаты расчетов

Кол-во суток наблюде ния ^р (/сообщ' ^кадр)> байт Среди ее значен ие Мбит/ с Кол-во отказ ов, отк/с Ут Скачкоо бразное изменен л иелпи^ Мбит/с Кол-во и хар-р перегрузок Кол-во потерян ных пакетов Кол-во интервалов непрерывн ого функциони рования СПД КИВС , ч та^Ц&нф ,ч Выигр ыш, %

05РР 2 2048 110 46 ±40 1 (периодиче екая, повторяют ая каждыеЮ с в течение одного часа) 2107 2 43 6 43 -

Разр. метод - - 1 48 48 14,6

Имитационное моделирование

ОБРР Условия моделирования Результаты моделирования

2 2048 «115 4748 ±30-55 1 периодическа я, повторяющая каждыеЮ с в течение одного часа) 2256 2 41 4 41 -

Разр. метод - - 1 48 48 15,3

что для СПД КИВС имеет критическое значение. Проведенные исследовани показали, что разработанный метод решает проблемы непрерывности функцио нирования, проявляющиеся в распределенных компьютерных системах объек тов специального назначения.

В выводах приведены основные результаты по проделанной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. Сформулирована постановка задачи разработки метода повышени непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршру тизации служебной информации как необходимое требование для увеличени длительности интервала времени непрерывного функционирования СП КИВС.

2. Проведено теоретическое обобщение и практическое решение акту альной научной задачи: повышения непрерывности функционирования СП КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для уве личения длительности интервала времени непрерывного функционировани СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, т.е. в условиях скачкообраз ного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и мно гократных отказов и сбоев ЦК сети передачи данных корпоративной информа ционно-вычйслительной сети.

3. Получены аналитические выражения для расчета средней задержк пакета данных в СПД для различных методов маршрутизации, отличающиеся о известных учетом приоритетности пакетов данных, которая несет информацию содержании пакета (видео-, аудиоинформация, транзакции, файлы и т.д.), что п зволяет рационально распределить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД целом.

4. Проведена оценка влияния отдельных параметров маршрутизаци на процесс возникновения перегрузок в СПД КИВС.

5. Усовершенствована математическая модель маршрутизатора на б зе основных моделей теории массового обслуживания, которая необходима дл определения параметров функционирования ЦК, проектируемых и эксплуати руемых СПД, что отличается от известных описанием процесса функциониро вания многопроцессорного маршрутизатора учетом категорий приоритетност циркулирующих в СПД данных и свойств интегральных потоков, что позволяе определять какими потоками вызваны отказы маршрутизатора.

6. Получены аналитические выражения для расчета интервалов мак симапьной загрузки процессоров маршрутизатора, которые позволяют исследо вать процесс передачи пакетов данных через СПД КИВС, а также прогнозиро вать возможные сбои и отказы маршрутизаторов.

7. Получены аналитические выражения для расчета рациональной час тоты распространения служебной информации на основании статистически данных о возникновении отказов сетевых устройств, которые позволяют увели

8. Разработана математическая модель предложенного метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС. Для расчета частоты распространения сообщений HELLO при известном среднем интервале времени между возникновением отказов использовались стандартные системы массового обслуживания: М/*/* и G„opM/*/*, с помощью которых обоснована возможность определения рационального периода распространения сообщений HELLO.

9. Разработана имитационная модель сегмента СПД КИВС, которая функционирует в условиях экстремальных ситуаций, то есть в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных отказов и сбоев ЦК СПД КИВС.

10. Эффективность разработанного метода повышения непрерывности СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации в сравнении с методом маршрутизации, который реализован в протоколе OSPF, характеризуется увеличением длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС на 15%. и уменьшением объема служебной информации на 18%.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гахов Р.П., Косенко И.В. Разработка метода повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных //Периодический научно-технический и информационно-аналитический журнал «Инфоком-муникационные технологии», т.5, №3,2007г.-с. 81-83.

2. Гахов В.Р., Гахов Р.П., Косенко И.В. Разработка математической модели маршрутизатора.//Пернодический научно-технический и информационно-аналитический журнал «Инфокоммуникационные технологии», т.5,№3,2007г. - с.52-55

3. Гахов Р.П., Косенко И.В. Математическое моделирование процесса оптимизации плана распределения информации.//Материалы второй международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития», т.З.- Нальчик, 2007.-С.150-151.

4. Голубятников И.В., Гахов Р.П., Косенко И.В. Математическое обеспечение функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет маршрутизации служебной информа-ции.//Сборник научных трудов юбилейной X Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики».- МГУПИ, 2007.-C.21-26.

5. Косенко И.В. Анализ методов маршрутизации служебной информа-ции.//Сборник тезисов докладов III международной научно-технической конференции» Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)».-Кисловодск, 2008.-е. 56-60.

6. Косенко И.В. Алгоритм маршрутизации служебной информации метода, применяемого в протоколе OSPF.//Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)».-Кисловодск, 2008.-с.60-64.

7. Косенко И.В. Задача оптимизации пропускных способно стей.//Сборник заочного научно-практического семинара «Актуальные пробле мы информатизации современного общества».- Ставрополь, ООО «Мир дан ных».-2007г.-с. 103-105.

8. Гахов Р.П., Косенко И.В. Увеличение длительности интервала вре мени непрерывного функционирования сети передачи данных.//Сборник трудо международной научно-практической конференции «Телеком - 2007».- Ростов на-Дону: СКФ МТУСИ, 2007г.-с.194-197.

9. Гахов Р.П., Косенко И.В. Повышение непрерывности функционир вания сети передачи данных за счет рациональной маршрутизации служебно информации.//Сборник трудов международной научно-практической конф ренции «Телеком - 2007».-Ростов-на-Дону:СКФ МТУСИ, 2007г.-с.189-194.

10. Косенко И.В. Задача повышения непрерывности функционировани сети передачи данных.//Сборник трудов международной научно-практическо конференции «Телеком - 2007»,- Ростов-на-Дону:СКФ МТУСИ, 2007г.-с.18 189.

11. Гахов Р.П., Косенко И.В. Решение задачи повышения непрерывн сти функционирования СПД.//Методы и технические средства повышения э фективности средств связи: Сб. научн. ст. Ставропольский филиал ГОУ ВП ПГАТИ. - Ставрополь, 2007г.- с.69-71

12. Гахов Р.П., Косенко И.В. Анализ процессов заполнения буферо памяти на интервалах максимальной загрузки процессоров маршрутизатор //Методы и технические средства повышения эффективности средств связи: С научн. ст. Ставропольский филиал ГОУ ВПО ПГАТИ- Ставрополь, 2007г с.60-64.

13. Гахов Р.П., Косенко И.В. Метод повышения непрерывности фун ционирования СПД за счет рациональной маршрутизации служебной информ ции //Методы и технические средства повышения эффективности средств связ Сб. научн.ст. Ставропольский филиал ГОУ ВПО ПГАТИ,- Ставрополь, 2007г с.57-60.

14. Гахов Р.П. Косенко И.В. Разработка математической модели ма шрутизатора на основе графа состояний процесса маршрутизации.//Методы технические средства повышения эффективности средств связи: Сб. научн. с Ставропольский филиал ГОУ ВПО ПГАТИ. - Ставрополь, 2007., с.51-57.

15. Криворучко Г.Ю., Косенко И.В., Воротнкова Т.С., Гахов В.Р Радионов A.B. Свидетельство о государственной регистрации программ дл ЭВМ №2009611811. Сетевой маршрутизатор.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении

«Университетские телекоммуникации»

197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14

Тел. (812) 233 4669 объем 1,0 пл.

Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА И РОЛИ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННО

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.

1.1. Определение места и роли сетей передачи данных в процессе функционирования корпоративной информационно-вычислительной сети.

1.2 Анализ методов маршрутизации.

1.3 Анализ методов организации сбора служебной информации о структурном и функциональном состоянии сетей передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

1.4. Общая постановка задачи исследования.

Выводы по разделу.

2. ОБОСНОВАНИЕ ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ НЕПРЕРЫВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ.

2.1 Методы обеспечения непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно - вычислительной сети. .39 2.2 Разработка способа оценки средней задержки пакета данных в сетях передачи данных для различных методов маршрутизации.

2.3 Оценка параметров, влияющих на процесс возникновения перегрузок в сетях передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

2.4 Увеличение длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационновычислительной сети.

Выводы по разделу.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

ЗА СЧЕТ РАЦИОНАЛЬНОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ.

3.1 Разработка математической модели маршрутизатора.

3.2 Разработка способа расчета интервалов максимальной загрузки процессоров маршрутизатора.

3.3 Разработка математической модели разрабатываемого метода повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации.

Выводы по разделу.

4. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВ АНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ЗА СЧЕТ РАЦИОНАЛЬНОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ.

4.1 Разработка имитационной модели сегмента сети передачи данных.

4.1.1 Описание имитационной модели сегмента сети передачи данных.

4.1.2 Алгоритмы маршрутизации служебной информации разработанного метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети и метода, применяемого в протоколе OSPF.

4.2 Обработка статистических данных, полученных в результате наблюдения функционирования центров коммутации сети передачи данных корпоративной информационной-вычислительной сети.

4.3 Моделирование изменений интенсивности входного потока пакетов центров коммутации сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

4.3.1 Оценка результатов применения различных методов повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет маршрутизации служебной информации.

Выводы по разделу.

ВЫВОДЫ.

Стремительное развитие инфокоммуникационных систем в последние годы повысили интерес к проблеме эффективного использования сетевых ресурсов информационно-телекоммуникационных сетей и оперативного доступа к ним.

В настоящее время среди организаций, предлагающих сетевые услуги, существует жесткая конкуренция. В этих условиях клиенты становятся особенно требовательным и ожидают высочайшего качества обслуживания, в том числе и непрерывность обслуживания в течение всего оплаченного времени. Нарушение обслуживания не является допустимым, так как это может вызвать существенные потери прибыли в течение времени простоя. Подобные потери прибыли могут привести к негативной рекламе и потери клиентуры.

Очевидно, что в таких условиях возрастает роль служебной информации, необходимой для обеспечения непрерывности функционирования сетей передачи данных (СПД) при многократных изменениях в топологии корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС), ведущих к скачкообразным изменениям интенсивности интегральных потоков данных, состоящих из служебной и пользовательской информации. Заметим, что одной из причин нестабильной работы маршрутизаторов центров коммутации (ЦК) в условиях экстремальных ситуаций является увеличение объемов служебной информации до 80% пропускной способности (ПС) сетевых устройств, т.е. на передачу пользовательской информации остается всего 20% ПС сетевых устройств, что снижает непрерывность функционирования СПД КИВС и оперативность обмена данными. Под непрерывностью функционирования СПД следует понимать способность СПД реагировать на все существенные изменения в топологии сети и обеспечивать непрерывное выполнение ее основных функций. Время непрерывного функционирования СПД КИВС - время, в течение которого характеристики СПД КИВС постоянны и удовлетворяют требованиям пользователя. Таким образом, очевидно, что определяющим фактором, влияющим на длительность интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, является метод повышения непрерывного функционирования СПД КИВС.

Актуальность темы. Как показал опыт создания, эксплуатации и обслуживания СПД КИВС, возникает ряд трудностей, связанных с обработкой, распределением и передачей (маршрутизацией) интегральных потоков данных.

Вследствие многократных изменений в топологии КИВС (полные или частичные отказы узлов и каналов связи, восстановление их работоспособности) и неправильного распределения потоков данных в СПД возможно возникновение перегрузок, а именно, скачкообразного увеличения интенсивности интегрального потока на одном маршрутизаторе и необоснованное уменьшение его на другом. Результатом возникновения перегрузок такого рода является перегрузка процессора (процессоров) маршрутизатора с дальнейшим переполнением его буфера, что приводит, в лучшем случае, к увеличению времени доставки, информации или же, в худшем случае; потере некоторой части информации' и необходимости ее повторной передачи, что ведет к новому увеличению интенсивности интегральных потоков.

При многократных перегрузках возможен сбой или отказ СПД, и возникновение необходимости частичной или полной переустановки и отладки программно-аппаратного комплекса. Следствием описанных процессов является нарушение основного принципа КИВС — непрерывности ее функционирования.

Непрерывность функционирования СПД КИВС достигается:

- проведением специальных организационных мероприятий по вопросам обеспечения непрерывности функционирования СПД КИВС;

- строгой регламентацией процесса обработки информации с применением ЭВМ и действий персонала системы, в том числе в экстремальных ситуациях;

- четким знанием и строгим соблюдением всеми должностными лицами, требований руководящих документов по обеспечению непрерывности функционирования СПД КИВС;

- применением различных способов резервирования аппаратных ресурсов;

- эффективным контролем за соблюдением требований по обеспечению непрерывности функционирования СПД КИВС должностными лицами;

- проведением постоянного анализа эффективности и применяемых методов и средств обеспечения непрерывности функционирования СПД КИВС;

- разработкой и реализацией методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, в частности, за счет рациональной маршрутизации служебной маршрутизации.

Наиболее предпочтительным является решение задачи разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, так как потоки служебной информации легко формализуемы. Также решение данной задачи позволяет существенно облегчить работу сетевых администраторов.

Как показывает опыт эксплуатации современных СПД, данная проблема на сегодняшний день решена лишь частично. Маршрутизация служебной информации рассматривается только в, виде ограничений накладываемых при решении задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС. Трудно переоценить значимость решения задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для СПД, работающих с потоками реального времени и потоками транзакций. Подчеркнем, что повышение непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизацию служебной информации следует рассматривать как комплексную задачу, которая включает в себя следующие основные задачи:

- определение работоспособности соседних ЦК;

- обнаружение отказов каналов связи;

- оповещение ЦК об обнаруженных отказах;

- формирование таблиц маршрутизации и своевременная ее корректировка в соответствии с изменениями в топологии СПД;

- периодическое обновление содержимого таблиц маршрутизации;

- определение наиболее рациональных маршрутов распространения потоков служебной информации;

- распределение ПС маршрутизатора между потоками различной приоритетности;

- минимизация потоков служебной информации, необходимых и достаточных для решения вышеназванных задач при помощи определения рациональных периодов рассылки служебной информации с целью повышения оперативности обмена и увеличения интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Большой вклад в решение вышеназванных задач сделали много ученых. Среди них Бэкман Д., Галлагер Р.Д., Дейкстра Э., Зайченко Ю.П., Клейнрок Л. Кульгин М.Б., Майника Э., Максименков A.B., Саати Т.Л. др.

В настоящее время методы решения задачи маршрутизации служебной информации реализованы в различных протоколах. Эти протоколы содержат существенные отличия друг от друга, однако при этом имеют и ряд схожих операций и алгоритмов.

Рассмотрим основные разновидности методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет маршрутизации служебной информации, реализованных в различных протоколах.

Методы длины вектора (векторно-дистанционные) — простейший и наиболее распространенный тип методов, используемых в протоколах маршрутизации. Эти методы просты и, на первый взгляд, надежны. К сожалению, они работают наилучшим образом в небольших (количество промежуточных маршрутизаторов на одном маршруте не более 16) СПД при (желательно полном) отсутствии скачкообразных изменений интенсивности интегральных потоков. Крупные СПД не могут обойтись без периодического обмена сообщениями для описания сети, однако большинство из них избыточны. По этой причине сложные СПД испытывают трудности при выходе линий связи из строя, что сильно снижает непрерывность функционирования СПД. Эвристически данная проблема решаема, но ни одно из таких решений не является детерминистским.

Вторую категорию методов протоколов маршрутизации служебной информации составляют протоколы состояния канала: OSPF, IS-IS и NLSP, недостатком которых является их сложность в реализации и необходимость значительного объема памяти маршрутизаторов для хранения объявлений о состоянии каналов. К достоинствам можно отнести обеспечение высокой непрерывности функционирования СПД, высокую отказоустойчивость, возможность применения в больших СПД, высокую степень автоматизации процесса администрирования СПД. Самым распространенным, методом данной категории является метод маршрутизации, реализованный в протоколе OSPF.

Из приведенного многообразия подходов к решению задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, видно, что эта задача является актуальной и сегодня для создания больших СПД КИВС, предназначенных для эксплуатации в условиях экстремальных ситуаций, т.е. в условиях многократных отказов и сбоев, скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков данных.

Таким образом, актуальной научной задачей исследований является разработка метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Возможность совершенствования методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации определяется тем, что в настоящее время в существующих и перспективных СПД КИВС только начинают внедряться маршрутизаторы и, кроме того, протоколы, которые применяются в них, допускают внесение изменений в свое программное обеспечение В соответствии с пожеланиями пользователя. Необходимо также сказать, что в связи с небольшими размерами первоначальных КИВС, в СПД используются методы повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, на базе методов вектора расстояния. Поэтому, учитывая тенденцию к объединению малых (локальных) СПД в более крупные сети (глобализацию), для разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет маршрутизации служебной информации рационально использовать методы состояния каналов связи [57].

Цель и задачи исследований. Увеличение длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС в условиях скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков и многократных отказов и сбоев сетевых устройств за счет рациональной маршрутизации служебной информации.

Научная задача исследований. Разработка метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие частные научные задачи:

1. провести оценку средней задержки пакета данных в СПД КИВС для различных методов маршрутизации;

2. провести оценку параметров, влияющих на процесс возникновения перегрузок в СПД КИВС;

3. разработать метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации с целью увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС;

4. провести исследования имитационной модели сегмента КИВС с оценкой длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС при использовании вышеназванных предложений.

Объект исследований. Процесс функционирования СПД КИВС.

Предмет исследований. Маршрутизация служебной информации СПД КИВС.

Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. В 1, 2 и 3 главах проводились теоретические исследования, базирующиеся на методах теории вероятности, теории массового обслуживания, теории информации и исследования операций. В

4 разделе проводились экспериментальные исследования с использованием методов математической статистики.

Научная новизна полученных результатов.

1. Получил дальнейшее развитие метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, применение которого возможно в маршрутизаторах ЦК СПД КИВС, который отличается от известного метода протокола ОБРР учетом статистических данных о возникновении отказов и позволяет минимизировать объем служебной информации, циркулирующей в СПД, тем самым, увеличивая длительность интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС [18,19,22].

2. Впервые получены аналитические выражения для расчета рациональной частоты распространения служебной информации путем определения среднего интервала между возникновением отказов сетевых устройств при эксплуатации СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, [19].

3. Усовершенствованы аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных, которые отличаются от известных учетом приоритетности пакетов данных, которая несет информацию о содержании пакета (видео-, аудиоинформация, транзакции, файлы и т. д.), что позволяет рационально распределить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД в целом. Полученные аналитические выражения позволяют учитывать особенности определения средней задержки для различных вариантов распределения пропускной способности маршрутизатора [97].

4. Получила дальнейшее развитие математическая модель маршрутизатора на базе основных моделей теории массового обслуживания необходимая для определения параметров функционирования ЦЕСмП, которая отличается от известных учетом приоритетности циркулирующих в СПД данных, что позволяет повысить точность определения расчетных характеристик проектируемых и эксплуатируемых СПД [20,21].

Обоснованность и достоверность полученных научных выводов и результатов. Полученные выводы и результаты диссертационной работы базируются на теории систем и управления, теории информации, теории систем массового обслуживания, построения телекоммуникационных сетей и сетей связи, а также не противоречат общеизвестным положением этих теорий и сущности реальных процессов, исследуемых в ходе работы. Последнее утверждение обосновано использованием в работе методов и протоколов маршрутизации, которые прошли сертификацию международными организациями ITU-T, ISO, IEEE, IETF и уже многие годы достаточно эффективно используются во многих СПД, например Defense Data Network (DDN), Internet. Достоверность новых научных результатов, выводов и предложений подтверждается обоснованным выбором, в соответствии с типовыми структурами СПД и опытом эксплуатации КИВС, основных допущений и ограничений, принятых при имитационном моделировании, совпадением результатов полученных в ходе имитационного моделирования с результатами теоретических исследований.

Научная ценность полученных соискателем результатов заключается в том, что являются дальнейшим развитием основ теории и практики построения, функционирования и использования СПД КИВС, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях.

Практическое значение полученных результатов.

1. Использован метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, что позволило минимизировать объем служебной информации, циркулирующей в СПД, путем учета статистических данных о возникновении отказов при определении рациональных периодов распространения служебных сообщений, и увеличить длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, при этом основные характеристики СПД не ухудшаются (акт внедрения.

2. Разработанная математическая модель маршрутизатора использована для рационального выбора состава и структуры ЦК СПД КИВС, а также для оценки расчетных значений характеристик качества обслуживания определенных моделей и типов маршрутизаторов на этапе синтеза новых КИВС.

3. Полученные аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных использованы для учета особенности функционирования маршрутизаторов в составе ЦК СПД КИВС и более точного прогноза поведение элементов СПД в экстремальных условиях (в условиях многократных каскадных отказов элементов СПД и скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков).

Практическая ценность заключается в том, что результаты проведенных исследований имеют широкий спектр применения и могут быть использованы не только при создании и совершенствовании КИВС, но и в любых информационно-вычислительных сетях, которые эксплуатируются в экстремальных условиях.

Личный вклад соискателя. Автор самостоятельно выполнил основные теоретические исследования. В научных работах, которые опубликованы в соавторстве, автору принадлежат следующие научные результаты: •

- определение путей повышения оперативности обмена данными [16,17,51];

- проведен сравнительный анализ характеристик существующих методов маршрутизации, определяющих непосредственно процесс маршрутизации [50];

- обоснование подхода к исследованию протоколов маршрутизации [49,50];

- исследование протоколов OSPF и RIP [50];

- описана математическая модель многопроцессорного мрашрутизатора [18,19, 20,21,22];

- проведен расчет рациональной частоты распространения служебных сообщений [18,19,22];

- сформулирована общая научная задача работы [52];

- описана структура предлагаемого метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС [49,28];

- определение и обоснование выбора метода обработки статистических данных о возникновении отказов сетевых устройств [97].

Апробация результатов диссертационных исследований. Основные положения диссертационной работы были изложены и обсуждены: на 2-й международной конференции «Моделирование устойчивого Регионального развития» (г. Нальчик 14-18мая 2007г.); III международной научно-практической конференция «Информационные системы, технологии и модели управления производством» (г. Ставрополь); Международной научно-практической конференции «Телеком -2007» (г. Ростов-на-Дону 4-5-октября 2007г.); III международной научно-технической конференции «Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)» (г. Кисловодск 1-5 мая 2008г.)

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, среди которых 2 статьи в научно-техническом и информационно-аналитическом журнале, который включен в перечень изданий, утвержденных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части, содержащей четыре раздела, выводов, списка литературы. Полный объем работы 185 страниц, из них 25 таблиц и иллюстрации; библиографический список включает 132 наименований. В приложении приведены 20 таблиц

выводы

Диссертация посвящена теоретическим и экспериментальным вопросам совершенствования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети и тесно связана с работами, направленными на усовершенствование теории анализа, синтеза, создания сетей передачи данных и методов повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет маршрутизации служебной информации.

В работе приведено теоретическое обобщение и практическое решение актуальной научной задачи: разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного' функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети в условиях экстремальных ситуаций, т.е. в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных отказов и сбоев ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

На основе анализа литературных источников показано, что интервал времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети зависит от применяемого в данной сети метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации. При этом доказано, что существующие в настоящее время методы маршрутизации не могут гарантировать устойчивую работу маршрутизаторов в условиях экстремальных ситуаций, т.е. в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных каскадных отказов ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети. Поэтому задача увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети является актуальной и требует своего решения.

В диссертационной работе решена задача разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети:

1. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к СПД, и факторы, влияющие на функционирование СПД. Определено, что СПД играют важную роль в процессе функционирования КИВС и занимают существенное место в организации и планировании использования системы, обеспечивая непрерывность управления в ходе применения по назначению. Приведен пример современной КИВС и рассмотрены ее основные характеристики с точки зрения маршрутизации интегральных потоков для обеспечения непрерывности функционирования СПД. Основные характеристики сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети: пропускная способность сетевых устройств и сети в целом, задержка передачи пакета данных, время сходимости и др., зависят от метода маршрутизации, применяемого в данной СПД. Анализ характеристик методов маршрутизации интегральных потоков показал, что интервал времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети зависит от того, насколько эффективно реализована в этих методах маршрутизация служебной информации. Наиболее перспективными методами маршрутизации с точки зрения распространения служебной информации являются методы состояний связи. Определено, что на сегодняшний день задача повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизация служебной информации в СПД КИВС до конца не решена. Применяемые методы маршрутизации служебной информации не могут обеспечивать требуемую непрерывность функционирования в больших (более 16 промежуточных узлов на маршруте) СПД, что связанно как со спецификой программно-математического аппарата, так и с увеличением объемов служебной информации в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных каскадных отказов ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети (до 70-80% ПС сетевых устройств). Обоснована необходимость проведения исследований с целью разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации, позволяющего минимизировать объемы служебной информации путем управления частотой распространения служебных сообщений, для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

2. Впервые получены аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных в СПД, которые отличаются от известных учетом приоритетности пакетов данных, которая несет информацию о содержании пакета (видео-, аудиоинформация, транзакции, файлы и т. д.), что позволяет рационально распределить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД в целом. В ходе разработки аналитических выражений для расчета средней задержки пакета данных в СПД определено, что возникновению перегрузок (блокировок) маршрутизаторов с последующей потерей части пакетов данных предшествует переполнение буфера и резкое увеличение задержек пакетов; увеличение задержки пакетов зависит от коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категории приоритетности; буфер маршрутизатора заполняется, прежде всего, низкоприоритетными пакетами; служебные потоки являются наиболее низко приоритетными. Поэтому заполнение буфера, прежде всего, зависит от интенсивности служебных потоков, ПС процессора маршрутизатора и коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категории приоритетности; загруженность маршрутизатора зависит от числа, проходящих через него маршрутов и интенсивности потоков, циркулирующих по ним.

3, Проведена оценка влияния отдельных параметров на процесс возникновения перегрузок в сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети. Определено, что основными параметрами, влияющими на изменение длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети, являются: интенсивность потоков данных, передаваемых по маршрутам; длина маршрутов передачи данных, определяемая числом каналов ПД и числом маршрутизаторов, входящих в маршрут; время обработки пакета данных процессорами маршрутизатора; объем буферной памяти маршрутизатора; объем пакета данных, передаваемого по маршруту; частота распространения пакетов служебной информации; длина пакета служебной информации. За счет регулирования частоты распространения пакетов служебной информации можно уменьшить объем служебной информации, передаваемый по СПД, тем самым, увеличивая длительность интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

4. Сформулирована постановка задачи разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации как необходимое требования для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД

КИВС, т.е. задача разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для минимизации объема служебной информации, распространяемой в сети передачи данных, с целью увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, может быть сформулирована как задача расчета рациональной частоты распространения служебных сообщений.

5. Усовершенствована математическая модель маршрутизатора на базе основных моделей теории массового обслуживания, которая необходима для определения параметров функционирования ЦК, проектируемых и эксплуатируемых в СПД, что отличается от известных описанием процесса функционирования многопроцессорного маршрутизатора, а также учитывает категории приоритетность циркулирующих в СПД данных, и свойства интегральных потоков, что позволяет определять какими именно потоками вызваны отказы маршрутизатора.

6. Получены аналитические выражения для расчета интервалов максимальной загрузки процессоров маршрутизатора, который позволяет детальнее исследовать процесс передачи пакетов данных через СПД КИВС, а также прогнозировать возможные сбои и отказы маршрутизаторов.

7. Впервые получены аналитические выражения для расчета рациональной частоты распространения служебной информации, на основании статистических данных о возникновении отказов сетевых устройств, которые позволяют уменьшить объемы служебной информации, циркулирующей в СПД, на 18% по сравнению с аналитические выражениями для расчета рациональной частоты распространения служебной информации, применяемыми в протоколе ОБРР, что позволяет увеличить длительность интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети на 10 - 15 %.

8. Разработана математическая модель предложенного метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации. Разработаны аналитические выражения для определения среднего интервала времени между возникновением отказов элементов СПД на основе накапливаемых статистических данных о возникновении отказов элементов СПД. Разработаны аналитические выражения, регламентирующие частоту распространения обновляющих сообщений о состоянии каналов связи и сообщений о возникновении отказов элементов сети. Для расчета частоты распространения сообщений HELLO при известном среднем интервале времени между возникновением отказов использовались стандартные системы массового обслуживания: М/*/* и GHOpM/:!V*, с помощью которых обоснована возможность определения рационального периода распространения сообщений HELLO.

9. Разработана имитационная модель сегмента СПД КИВС, в которой-используются маршрутизаторы типа X-Pedition Security Router 1850 (XSR— 1850). На базе накопленных статистических данных об изменении интенсивности потоков пользовательской информации и интенсивности отказов элементов сети в ходе натурного моделирования был имитирован процесс функционирования сегмента СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, то есть в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации (в 1,1 - 1,35 раза от интенсивности потока пользовательской информации при функционировании СПД в ходе повседневной деятельности) и многократных отказов и сбоев ЦК СПД КИВС (47 - 48 отказов элементов СПД в сутки).

10. С помощью имитационного моделирования процесса функционирования сегмента СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, было доказано преимущество разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации по сравнению с методом маршрутизации, реализованным в протоколе OSPF. Эффективность разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации в сравнении с методом маршрутизации, который реализован в протоколе 08РР, характеризуется увеличением длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС на 15%. Необходимо отметить, что в ходе имитационного моделирования при применении метода маршрутизации, реализованного в протоколе ОБРР, при условиях описанных в разделе 4 максимальный интервал времени непрерывного функционирования СПД КИВС составил 41 час, в течение одного часа наблюдались периодические отказы маршрутизатора и было потеряно 2256 пакетов данных, в тоже время при использовании разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации при тех же условиях интервал времени непрерывного функционирования СПД КИВС составил 48 час и потерь пакетов данных не было.

И. В ходе проведенных в диссертационной работе исследований выявлен и обоснован характер и последствия возникновения перегрузок маршрутизаторов как основного элемента ЦК при использовании СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, а именно обоснован периодический характер возникновения перегрузок буфера маршрутизатора, зависящий от частоты распространения служебной информации, и, как следствие потеря на небольшом интервале времени значительного количества приходящих пакетов, что для СПД КИВС имеет критическое значение.

12. Достоверность новых научных результатов подтверждена обоснованным выбором, в соответствии с типовыми структурами СПД и опытом эксплуатации КИВС, основных допущений и ограничений, принятых при имитационном моделировании, совпадением результатов полученных в ходе имитационного моделирования с результатами имитационного моделирования.

1. Аленичев А.Б., Лиханов Н.Б. Динамическая маршрутизация в системе с заявками, имеющими степенной закон распределения времени обслуживания// Проблемы передачи информации.- 2005г.-т.5.-№3.-С.213-226.

2. Амато, Вито. Основы организации сетей С18СО,том.2.:Пер. с англ.-М.: Издательский дом «Вильяме», 2002 — 464с.

3. Березко М.П., Вишневский В.М., Левнер Е.В., Федотов Е.В. Математические модели исследования алгоритмов маршрутизации в сетях передачи данных// Информационные процессы- 2001. т.1., №2. - С. 103125.

4. Блек Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. М.: Мир, 1990.-506 с.

5. Блек Ю., Internet'.протоколы безопасности. Питер, 2001, 288 с.

6. Бондаренко А.Д. Стандарты и средства систем управления компьютерными сетями. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МГИЭМ. Тезисы докладов. М.: МГИЭМ, 2005, С.146-148.

7. Боровков A.A. Вероятностные процессы в теории массового обслуживания.- М.: ГИФМЛД971.- 368с.

8. Быков Д.В. Разработка внутреннего протокола маршрутизации/ Д.В.Быков, B.C. Лукьянов// Информационные технологии моделирования и управления.- 2007.- Вып.1. С.100-105.

9. Бэкман Д. Системы обмена сообщениями на новом витке развития // Сети и системы связи. 1999. - №2. - С. 50 - 60.

10. Ю.Васин H.H. Сети и системы передачи информации на базе коммутаторов и маршрутизаторов CISCO: Учебное пособие/ Самара: ПГАТИ, 2008. 230 с.

11. П.Введенская Н.Д., Ю.М. Сухов Динамическая маршрутизация в системе с отключающимися серверами//Проблемы передачи информации.-т.5.,№1,- 2005г., стр.74-86

12. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учебное пособие М.: Высшая шк., 2001.-575 с.

13. З.Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей, М.: Техносфера. 2003. 512 с.

14. Вильям Столингс, Структурная организация и архитектура компьютерных систем.Изд.5, Вильяме 2002,896с.

15. Галлагер Р., Бертсекас Д. Сети передачи данных. М.: Мир, 1989. — 544 с.

16. Гахов В.Р.,Гахов Р.П., Косенко И.В. Разработка математической модели маршрутизатора// Инфокоммуникационные технологии, т.5, №3, г. Самара. Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики, 2007. с.52-55.

17. Гахов Р.П., Косенко И.В. Разработка метода повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных //Инфокоммуникационные технологии, т.5, №3, г. Самара. Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики, 2007, с. 81-83.

18. Гахов Р.П., Косенко И.В. Решение задачи повышения непрерывности функционирования сети передачи данных// Методы и технические средства повышения эффективности средств связи: Сб. научн. ст. Ставропольский филиал ГОУ ВПО ПГАТИ. Ставрополь, 2007,с. 6971.

19. Гахов Р.П, Косенко И.В. Увеличение длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных. Сборник трудов международной научно-практической конференции «Телеком -2007».- Ростов-на-Дону: СКФ МТУ СИ, 2007г.- С. 194-197.

20. Гинзбург С. А., Толчан А .Я. Приближенное вычисление функции распределения времени доставки в сетях связи с коммутацией сообщений // Модели информационных сетей и коммутационных систем. М.: Наука, 1982.-С. 44-60.

21. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. -М.: Наука, 1987. 336 с.

22. Гойхман Э.Ш., Лосев Ю.И. Передача информации в АСУ. М.: Связь, 1976.-280 с.

23. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технологии и протоколы MPLS СПб: БХВ Санкт - Петербург, 2005, 304с.

24. Григорьев Р.Ф., Назаров А.Н. Анализ основных направлений цифрови-зации взаимоувязанной сети связи России: проекты и предложения // Информационные технологии и вычислительные системы. 1996. -№1. - С. 77-94.

25. Гуревич И.М. Определение среднего времени и дисперсии времени передачи информации в сетях связи // Модели информационных сетей и коммутационных систем. -М.: Наука, 1982. — С. 100 107.

26. Дегтярев В.В., Коромысличенко В.Н., Шмытинский В.В. Сеть синхронной цифровой иерархии в Санкт-Петербурге // Электросвязь. -1991.-№5-С. 12-14.

27. Демин К.В. Математическое и программное обеспечение моделей ЛВС составных топологий /Диссертация на соискание степени кандидата технических наук, М.: 1999.- 153 с.

28. Дмитриев В.Н., Сорокин A.A., Пищин О.Н Построение систем связи с динамической непериодической топологией.//Инфокоммуникационные технологии, т.6, №1, г. Самара, Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики, 2008.

29. Зб.Дымарский Я.С., Крутикова Н.П., Яновский Г.Г. Управление сетями связи: принципы, протоколы, прикладные задачи. М.: ИТЦ «Мобильные коммуникации», 2003. — 384 с.

30. Девис Д., Барбер Д. Вычислительные сети и сетевые протоколы. М.: Мир, 1992.-562 с.

31. Елкин Д.В., Перепелкин А.И. Аспекты моделирования процессов маршрутизации в вычислительных сетях// Межвуз. сб. научн.трудов» Математическое и программное обеспечение вычислительных систем». Рязань, 2002, с. 71-73.

32. Ершов В.А., Кузнецов H.A. Мультисервисные телекоммуникационные сети. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 432 с.

33. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988. — 189 с.

34. Жуков И.О. Актуальность процесса диагностики корпоративных сетей. Новые информационные технологии: Тезисы докладов XI Международной студенческой школы-семинара в 2-х томах, Изд-во: М. МГИ-ЭМ- 2003.- том 2, с.470.

35. Замятин Н.В. Цифровые сети интегрального обслуживания. Томск. 2003.

36. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов. М.: Радио и связь, 1991.-279 с.

37. Иносэ X. Интегральные цифровые сети связи: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Неймана. М.: Радио и связь, 1982. - 320 с.

38. Иыуду К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем. -М.: Высшая шк., 1989.-216 с.

39. Касьянов В.Н., Евстигнеев В.А. Графы в программировании: Обработка, визуализация и применение.- Спб.: БХВ Петербург, 2003.- 1104с.

40. Клейнрок Л. Коммутационные сети: Пер. с англ. / Под ред. A.A. Перво-званского. М.: Наука, 1970. - 285 с.

41. Клещев Н.Т. и др. Телекоммуникации. Мир и Россия. Состояние и тенденции развития. М.: Радио и связь, 1999. - 480 с.

42. Ковба Н.Л., Макаров A.A., Симонова Г.И. Закономерности изменения загрузки магистральных каналов компьютерных сетей // Автоматика и телемеханика. 2000. - №12. - С. 104 - 114.

43. Косенко И.В. Анализ методов маршрутизации служебной информации Сборник тезисов докладов Шмеждународной научно-технической конференции» Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)».- Кисловодск, 2008

44. Косенко И.В. Задача оптимизации пропускных способностей. Сборник заочного научно-практического семинара «Актуальные проблемы информатизации современного общества».- Ставрополь, ООО «Мир данных». - 2007г.- С.103-104.

45. Косенко И.В. Задача повышения непрерывности функционирования сети передачи данных. Сборник трудов международной научно-практической конференции «Телеком - 2007».- Ростов-на-Дону: СКФ МТУ СИ, 2007г.- С. 186-189.

46. Кочегаров В.А., Фролов Г.А. Проектирование систем распределения информации. Марковские и немарковские модели. — М.: Радио и связь, 1991.-214с.

47. 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.

48. Красовский A.A. Науковедение и состояние теории процессов управления // Автоматика и телемеханика. 2000. - №4. - С. 3 - 19.

49. Криворучко Г.Ю., Косенко И.В., Воротникова Т.С., Гахов В.Р., Радио-нов A.B. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2009611811. Сетевой маршрутизатор.

50. Кульгин М.Б. Коммутация и маршрутизация IP/IPX трафика. М.: Компьютер-пресс, 1998. — 324 с.

51. Кульгин М. Б. Технологии корпоративных сетей. С.-Пб.: Питер, 2000. - 704 с.

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

53. Линец Г. И. Управление объемом буферной памяти и пропускной способностью каналов в мультисервисных сетях//Инфокоммуникационные технологии, т.6, №2, г. Самара. Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики, 2008.

54. Лиханов Н.Б., Разумда Р., Накоряков М.Н. Вероятность переполнения буфера в системе с большим числом независимых источников// Проблемы передачи информации т.5.,- №3.- 2005г.- С.227-235

55. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах: Пер. с англ. / Под ред. Е. К. Масловского. -М.: Мир, 1981.-321 с.

56. Максименков A.B. Выбор выделенных каналов связи и оптимизация потока в сети с пакетной коммутацией // Кибернетика. 1983. - №6. -С. 72 - 76.

57. Максименков A.B. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ. М.: Радио и связь, 1991. — 319 с.

58. Малофеев Д.В., Хвалев Е.А.К вопросу разработки математических моделей вычислительных сетей составных топологий на основе обработки приоритетов//Экономика и производство.- №11,- 2007г.

59. Матвеев В.Ф., Ушаков В.Г. Системы массового обслуживания. М.: Изд-во МГУ, 1984г.- С.240.

60. Мартин Дж. Вычислительные сети и распределенная обработка данных. — М.: Финансы и статистика. 1985. — Вып. 1. — 256 с.

61. Мартин М. Введение в сетевые технологии. Изд-во Лори, 2002,659с.

62. Мартынов Ю.М., Крюков А.М, Рафон В.П. Математическое обеспечение сетей передачи данных. М.: Радио и связь, 1986. - 288 с.

63. Митрофанов Ю.И., Юдаева Н.В. Модели и анализ сетей массового обслуживания с управлением маршрутизацией // Автоматика и телемеханика. 2000. - №6. - С. 104-113.

64. Михеенко B.C. Вторичные сети военной связи. Ставрополь: СВВИУС, 1995.-464 с.

65. Михеенко B.C. Вторичные сети связи. Телефонные сети связи: МО РФ, 2000, 512с; ил.

66. Многоуровневые информационно-управляющие системы реального времени на базе ВК «Самсон». Наукоемкие технологии. Бизнес-справочник МКПП.-М.:МКПП, сентябрь 2001,с.66-68

67. Надежность и живучесть систем связи / Под ред. Я. М. Дудника. М.: Радио и связь, 1984. - 216 с.

68. Назаров А.Н. Расчет структурно-сетевых параметров сетей ATM. — М.: Горячая линия — Телеком, 2002. 256 с.

69. Назаров А.Т. М: Технические решения создания сетей, Горячая линия -Телеком, 2000, 376с.

70. Нанс Б. Компьютерные сети. М.: Бином, 1995. - 394 с.78,Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. С.-Пб.: Питер, 2001. - 672 с.

71. Олифер В.Г., Олифер Н. А. Новые технологии и оборудование IP-сетей. С.-Пб.: БХВ, 2000. - 512 с.80.0ре О. Теория графов.- 2-е изд.- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980, 336с.

72. Основы передачи дискретных сообщений / Под ред. В.М. Пушкина. -М.: Радио и связь, 1992. 288 с.

73. Петренко П.А., Лавинский Г.В. Модели информационных характеристик потоков данных // Электронное моделирование. — 1981. — №1. С. 18-19.

74. Прангишвили И.В. Микропроцессорные и локальные сети микро-ЭВМ в распределенных системах управления. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 272 с.

75. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко A.A. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / Под ред. А.П. Пятибратова. М.: Финансы и статистика, 2001. - 512 с.

76. Разживин И.А. Техника коммутации в сетях BISDN (обзор) // Средства связи. 1991.-Вып. З.-С. 36-47.

77. Распределение регулярных потоков сообщений в информационных системах / Под ред. В.А. Устинова. Алма-Ата: Наука, 1980. - 144 с.

78. Русинов И.А. Моделирование управляемых многоканальных систем массового обслуживания// Программные продукты и системы, №2, г. Тверь, 2008, www.swsys.ru

79. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения: Пер. с англ. / Под ред. И. Н. Коваленко. М.: Сов. радио, 1971. -520 с.

80. Семенов Ю.А. Сети Интернет. Архитектура и протоколы. М.: Блик плюс, 1998.-424 с.

81. Сергиевский М. Сетевые технологии: что нас ждет // Компьютер Пресс. 2000. — №1. - С. 83-85.

82. Сетевые протоколы и управление в распределенных вычислительных системах / Под ред. В.Г. Лазарева. М.: Наука, 1986. - 220 с.

83. Сети и системы передачи информации на базе коммутаторов и маршрутизаторов CISCO: Учебное пособие/ Н.Н Васин; Самара: ПГ А ТИ. 2008. 230 с.

84. Скуратов А.К. Алгоритмы анализа и мониторинга телекоммуникационной сети с использованием статистических методов/ Вестник УГА-ТУ: Сб. научн. трудов Уфа: Изд. УГАТУ- 2005.- т.6- №1(12), с.212-226

85. Совершенствование механизмов управления транспортными ресурсами на основе разработки оптимальных процедур многоуровнего синтеза сетей с интеграцией служб// Отчет о НИР / СВИСРВ. Ставрополь, 2007.- 120с.

86. Спортак М., Паппас Ф и др. Компьютерные сети и сетевые технологи, Диасофт,2002,736с.

87. Столингс В., Компьютерные системы передачи данных / В. Столингс — М: Вильяме, 2002,- 593с.

88. Столлингс В. Современные компьютерные сети/В.Столлингс.-2-e изд. СПб.: Питер, 2003.- 783с.

89. Теория автоматического управления/Под ред. Ю.М. Соломенце-ва. М.: Высш. шк., 1999. - 265 с.

90. Толковый словарь сетевых терминов и аббревиатур. Официальное издание Cisco Systems, Вильяме, 2000, 368с.

91. Уваров Д.В. Динамический алгоритм маршрутизации в вычислительной сети /Д.В. Уваров, А.И. Перепелкин// Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии.-2003.-Вып. 12.-С.77-80.

92. Уваров Д.В.Определение условий использования линии связи при решении задачи маршрутизации в вычислительной сети// Известия Белорусской инженерной академии. 2004.- С.131-134

93. Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. -М.: Постмаркет, 2001. 480 с.

94. Федотов А.Е. Технология управления распределенными сетями // Сети и системы связи. — 1996. — №1. — С. 56 — 59.

95. Фейт С., TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация, Лори, 2000,424с

96. Филин Б.П. Методы анализа структурной надежности сетей связи. М.: Радио и связь, 1988. - 208 с.

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

98. Хаусли Т. Системы передачи и телеобработки данных: Пер. с англ. / Под ред. Ю.М. Мартынова. М.: Радио и связь, 1994. - 452 с.

99. Хогдал. Анализ и диагностика компьютерных сетей. Просто и доступно, Изд-во ЛОРИ, 2000, 464с.

100. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование, анализ. М.: Наука, 1992.-4.1.-336 с.

101. Шмалько A.B. Цифровые сети связи: основы планирования и построения. М.: Эко Трендз, 2001.

102. Шнепс М.А. Интеллектуальная сеть: Основные понятия и услуги // Системы и сети. 1997. - №1. - С. 78 - 82.

103. Штагер В.В. Электронные системы коммутации. М.: Радио и связь, 1983.-232 с.

104. Эффективность и надежность в технике. Справочник в Ют. / Под ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова М.: Машиностроение, 1988. - Т. 3. -319 с.

105. Якубайтис Э.А. Открытые информационные сети. М.: Радио и связь, 1991.-208 с.

106. Artalejo J.R. Gomez-Corral A. Generalized birth and death processes with application to queues with repeated attempts and negative arrivals// OR Spectrum. 1998. V.20.P.5-14

107. Artalejo J.R. Gomez-Corral A. Performance analysis of a single server queue with repeated attempts// Math.Comput. Model. 1999.V30.P.79-88

108. Brodnik A.,Carlsson S.Degemark M.,Pink S., «Small Forwarding Tables for Fast Routing Lookups», Proceedings of ACM SIGCOMM '97 (Cannes,France,Oct, 1997), pp.3-15

109. Bykova M., Ostermann S.,Tjaden B. Detecting network intrusions via a statistical analysis of network packet characteristics.//Southeastern Symposium on System Theory,2001. Proceedings of the 33rd, 2001, p. 309-314.

110. Cisco Systems Inc., «Catalyst 8500 Campus Switch Router Architecture» http://www.cisco.com/univered/td/doc/pcat/ca8500c.htm.

111. Cisco Systems Inc., «Next Generation Clear Channel Architecture for Catalyst 1900/2820 Ethernet Switches», http://www.cisco.com/warp/public/cc/pd/si/casi/cal900/tech/nwgen wp.htm

112. Cisco Systems, «Cisco 12000 Series Gigabit Switch Routers» http://www.cisco.com/univered/cc/td/doc/pcat/1200Q.htm.

113. Gross, Lynne Schafer. Telecommunications: An introduction to electronic media. 5 ed. Madison; Dubuque: Brown & Benchmark, 1995. - 4601. P

114. Heldman, Robert K. Informational telecommunications: Net-works, products & services. N. - Y.: Mc. Grow Hill, 1994. -386 p.

115. Kretsch Werner A., Little Artur D. Telecommunications in the year 2010 // Telcom report international. 1995. - №4. - P. 10 - 13.

116. N. Likhanov, Bounds on the buffer occupancy with self-similar input traffic, in Self-similar network traffic and performance evaluation, K. Park and W. Willinger eds., Wiley,2000,pp.193-214

117. Mattinson R. Data Warehousing: Strategies, Technologies and Technics. N. - Y.: Mc. Grow Hill, 1998. - 912 p.

118. Tanenbaum Andrew S. Computer Networks. Prentice Hall, 1996. - 428 p.

119. Request Routing Known Mechanisms http://www.ietf.org/internetdrafts/drafts-cain-cdnp-known-request-routi)