автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка системы управления IP-трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей

На правах рукописи

УДК 681.3

ДАНИЛЮК Юрий Сергеевич

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 1Р-ТРАФИКОМ СЕРВИСОВ КОРПОРАТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул, 2005 г.

\

Работа выполнена на кафедре информационных и управляющих систем Бийского технологического института (филиала) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Попов Фёдор Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Афанасьев Константин Евгеньевич

кандидат технических наук,

доцент Шатохин Александр Семёнович

Ведущая организация: Томский государственный университет

Защита состоится 7 октября 2005 года в 10 час. на заседании регионального диссертационного совета КМ 212.004.01 в Алтайском государственном техническом университете по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета.

Автореферат разослан 6 сентября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета к.э.н., доцент

А. Г. Блем

¿krtr^L з Л-7679/Z.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Наблюдаемое активное развитие информационных технологий и проникновение их во все сферы человеческой жизни сопровождается происходящим примерно каждые пять лет удвоением объемов обрабатываемой информации и требуемых для её обработки ресурсов. Всё это ведет к постоянному развитию и усложнению корпоративных вычислительных сетей, являющихся основой современных информационных систем. От того, как решаются вопросы проектирования и управления, зависит себестоимость и эффективность эксплуатации вычислительных сетей.

Состояние вопроса. Вопросы проектирования корпоративных вычислительных сетей достаточно подробно как с технической, так и с точки зрения безопасности, надежности рассмотрены в работах: Вишневского В.М., Советова Б.Я , Яковлева С.A., L. Kleinrock'a, A. Orda и др. Исследования данных ученых, а также практиков по созданию различных вариантов корпоративных вычислительных сетей, заложили прочную основу проектирования и обеспечения надежного функционирования сетей.

В последние годы развиваются работы по управлению IP-трафиком в зависимости от текущего состояния. Эти исследования позволяют настраивать параметры по текущему состоянию и обеспечивают более эффективное использование ресурсов сети.

Автор, при выполнении данного диссертационного исследования в этой области, опирался на труды следующих ученых: Васенина В.Л., Вишневского В.М., Липаева В.В., Советова Б.Я., Яковлева С.А., L. Kleinrock'a, R. Guerin'a, A. Orda, а также коллективов Института проблем информатики РАН, Московского государственного университета. Томского государственного университета, Кемеровского государственного университета и Бийского технологического института.

Проведенный анализ показывает, что в исследованиях недостаточно рассматриваются вопросы повышения эффективности работы корпоративных вычислительных сетей за счет динамического изменения параметров механизмов качества обслуживания QoS в зависимости от текущих условий в сети. Подобное управление позволяет добиться повышения производительности сервисов в моменты пиковой загрузки, характеризуемые превышением скорости генерации сервисом данных над пропускными способностями элементов сети. Особенно часто данная ситуация создается сервисами, такими как: файловый, почтовый, HTTP и тому подобными,

РОС НАЦИО.' . . . БИБЛИОТП ■

* о» too; vffA. J

ШМ

характеризуемыми большим количеством пользователей и большими объемами передаваемой информации при выполнении пользовательских запросов.

Кроме того, к настоящему времени недостаточно исследованы вопросы создания интегрированных систем управления, охватывающих процессы на нескольких уровнях модели ISO/OSI.

Целью настоящей работы является разработка специального математического и программного обеспечения, позволяющего увеличить скорость передачи данных пользователям сервисов корпоративных вычислительных сетей в моменты пиковой загрузки за счет сокращения объемов буферизуемого трафика.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Проведен системный анализ технических аспектов функционирования корпоративных вычислительных сетей и средств управления с целью выработки подходов к анализу и управлению 1Р-трафиком сервисов в пиковых режимах.

2. Разработана методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов, имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3. Разработаны способы определения параметров элементов имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей.

4. Разработано программное обеспечение для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и создания на их основе систем управления 1Р-трафиком.

5. С целью апробации разработанного математического и программного обеспечения в корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института была реализована сиаема управления 1Р-трафиком файлового сервиса.

Объектом исследования является корпоративная вычислительная сеть, созданная на основе технологий Fthernet, работающая по протоколу TCP/IP, представляемая как совокупность следующих элементов: компьютеров, линий связи, коммуникационного оборудования, прикладного и сиаемного программного обеспечения.

Предметом исследования диссертационной работы является разработка сиаемы управления IP-трафиком сервисов корпоражвных вычислительных

сетей, позволяющая повысить скорость передачи данных пользователям в моменты пиковой загрузки.

Научная новизна результатов, полученных в настоящей работе, состоит в следующем:

1. На основе анализа функционирования корпоративной вычислительной сети впервые показано повышение скорости передачи данных пользователям сервисов в моменты пиковой загрузки, достигаемое установкой динамических ограничений на 1Р-трафик сервиса. Повышение скорости происходит за счет более рационального использования каналов и сокращения объемов буферной памяти, занимаемой управляемым трафиком сервисов.

2. Разработана методика имитционного моделирования для анализа функционирования корпоративных вычислительных сетей на всех уровнях модели ОЯ! и поиска эффективных управляющих воздействий при разработке систем управления. Разработаны программные средства для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и определения параметров элементов моделей.

3. На примере корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института показано создание системы управления 1Р-трафиком файлового сервиса в соответствии с разработанными методиками. Внедрение системы подтвердило эффективность разработанного в исследовании математического и программного обеспечения применительно к решению задач управления 1Р-трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей.

Практическая значимость результатов исследования заключается в разработанной методике и её математическом и программном обеспечении, позволяющих анализировать работу корпоративных вычислительных сетей и создавать системы управления 1Р-трафиком сервисов. Применение таких систем позволяет повысить скорость передачи данных пользователям сервисов за счет более рационального использования ресурсов сетей.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что динамические ограничения передаваемого в корпоративной вычислительной сети 1Р-трафика сервисов, позволяют дополнительно повысить скорость передачи данных пользователям в моменты пиковой загрузки, по сравнению с традиционными подходами к использованию механизмов обеспечения качества обслуживания ОоЯ.

2. Методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов.

имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3. Элементы имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей и методики определения их параметров.

4. Результаты апробации в сети Бийского технологического института разработанных методик, математического и программного обеспечения по управлению IP-трафиком сервисов корпорашвных вычислительных сетей.

Апробация работы и публикации. Основные результаты рабош докладывались и обсуждались на конференциях: 3-я Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные технологии в экономике, науке и образовании» (Бийск, 2002); 4-я Всероссийская научно-прамическая конференция «Информационные технологии в экономике, науке и образовании» (Бийск, 2004); Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации» (Новосибирск, 2002); V Краевая конференция по математике «МАК-2002» (Барнаул, 2002); VI Краевая конференция по математике «МАК-2003» (Барнаул, 2003); VII Краевая конференция по ма!ематике «МАК-2004» (Барнаул, 2004); VIII Краевая конференция по математике «МАК-2005» (Барнаул, 2005).

Публикация. Основные результаты опубликованы в 11 научных pa6oiax, перечень которых приведен в конце автореферата.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования, характеризуется степень изученности рассматриваемых проблем, формулируется тема исследования, определяются цели и задачи, теоретические и методологические основы исследования, элементы научной новизны и практической значимости работы.

В первой главе «Задачи, методы и средства управления и анализа корпорашвных вычислительных сетей» проведен анализ фундаментальных и прикладных работ российских и зарубежных специалистов в области математического исследования корпоративных вычислительных сетей. Рассмотрены актуальные проблемы, связанные с управлением и моделированием компьютерных сетей. По результатам проведенною анализа

сформулирован подход к созданию имитационных моделей вычислительных сетей и обоснована целесообразность дальнейшей разработки этою подхода.

В настоящее время работы в области моделирования и проектирования вычислительных сетей ведутся коллективом Института проблем информатики (ИПИ РАН). Среди наиболее значимых исследований следует выделить:

- решение задач, относящихся к моделированию конкретных сетей с традиционными методами коммутации с применением аналитического и имитационного подходов к моделированию;

- разработка математической модели, методов и алгоритмов для расчета общесетевых вероятностно-временных характеристик процессов передачи для АТМ-сети;

-исследование сетей массового обслуживания, разработка алюритмов адаптивной маршрутизации, пригодных для сетей большой размерности.

Подавляющее большинство современных работ западных исследователей в области вычислительных сетей носит сугубо прикладной характер и направлено на решение практических задач, связанных с внедрением протокола 1Р версии 6. К сожалению, при этом многие авторы не затрагивают вопросов эффективной работы корпоративных вычислительных сетей, придерживаясь традиционной точки зрения об избыточной пропускной способности подобных сетей.

Большая часть исследований российских коллективов во многом опирается на результаты работы советских ученых В.А. Жожикашвили и В.М. Вишневского конца 80-х годов прошлого века, где с позиции теории сетей массового обслуживания описываются различные аспекты проектирования сетей ЭВМ.

Также следует отметить результаты исследований Центра телекоммуникаций и технологий Интернет МГУ В разрабатываемых здесь методиках анализа трафика компьютерных сетей и моделях се!евой акшвносги используегся статистический подход, основанный на применении моделей и методов теории анализа временных рядов. К сожалению, область применения разрабатываемых моделей ограничивается решением задач мониториша и опенки эффективности применения тех или иных методов сетевого управления.

Таким образом, в настоящее время наблюдается дефицит универсальных методов и средств моделирования вычислительных сетей, позволяющих детально исследовать процессы, протекающие в вычислительных сетях, и пригодных для решения задач анализа и управления корпоративными вычислительными сетями.

Сформулированы требования к матемажческому аппарату для решения задач анализа трафика и управления корпоративными вычислительными сетями, с позиций которых были рассмотрены следующие подходы:

- накопление и обработка статистики по работе реальной системы;

- использование основанных на правилах систем;

- применение графовых потоковых алгоритмов;

- анализ вычислительных сетей с применением теории систем и сетей массово! о обслуживания;

- применение сетей Петри;

- имитационное моделирование вычислительных сетей.

Исходя из требований к математическому аппарату и возможностей рассмотренных подходов, сделано заключение о целесообразности разработки метода имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей.

Во второй главе «Имитационное моделирование и анализ корпоративных вычислительных сетей» сформулирован подход к созданию имитационных моделей вычислительных сетей, заключающийся в синтезе модели сети из набора элементов, детально воспроизводящих в рамках среды моделирования работу тех или иных элеменюв моделируемой сети. Элементы для построения моделей подразделяются на несколько базовых классов, в зависимости от характера воспроизводимых ими процессов. Взаимодействие элементов, относящихся к разным классам, в рамках модели осуществляется по четко определенным правилам, существенно упрощающим связывание элементов при синтезе модели. Благодаря тому, что многие элементы современных корпоративных вычислительных сетей являются типовыми, данный подход позволяет добиться высокой степени I ибкости и оперативности моделирования за счет возможности повторного использования элементов модели, легкой их замены или создания новых элементов на базе уже существующих.

В содержании главы отражены основные резулыаш разработки подхода к созданию имитационных моделей вычислительных сетей:

- меюдика анализа графика корпорашвных вычислительных ее1ей;

-результаты системного анализа вычисли 1ельных сетей, проведенною с

целью выделения классов элементов для создания моделей;

- описания элементов модели и разработанной среды моделирования;

-методики создания элементов, адекватно воспроизводящих в рамках

модели рабо!у моделируемых элементов вычислительных сетей.

С целью выделения классов элементов, используемых для синтеза имитационных моделей, был проведен системный анализ технических аспектов функционирования корпоративных вычислительных сетей, направленный на выявление типовых подсистем и интегративных связей, участвующих в процессах обработки и передачи информации. Основными результатами проведенного системного анализа явились описания классов элементов и правил их взаимодействия, позволяющих в рамках модели воспроизводить работу типовых подсистем корпоративных вычислительных сетей В процессе проведенного системного анализа были выделены и описаны следующие классы элементов моделей:

1. Класс элементов «имитатор сетевого программного обеспечения» в рамках модели имитирующих работу программного обеспечения (ПО) на некоторых компьютерах. Элементы данного класса являются инициаторами имитируемых процессов передачи данных в модели, и в зависимости от конфигурации моделируемой сети и типа моделируемого программного обеспечения, связываются с одной или несколькими парами элементов класса «ЭВМ» и «стек протоколов», отражающих в модели работу компьютеров и сетевых операционных систем.

2. Класс элементов «ЭВМ» имитирующих работу компьклеров и операционных систем Задачей элементов данною класса является внесение задержек в работу связанных с ними обслуживаемых элементов, таких как «имитатор сетевого ПО», «стек протоколов» и «сетевой интерфейс».

3. Класс элементов «стек протоколов», моделирующих работу основных механизмов передачи данных стека протоколов TCP/IP и механизмов качества обслуживания (QoS) в операционных системах компьютеров и телекоммуникационном оборудовании. В модели элементы данного класса взаимодействуют с элементами классов «имитатор сетевого ПО», «ЭВМ» и «сетевой интерфейс».

4. Класс элементов «сетевой интерфейс» имитирующих в модели работу сетевых интерфейсов ЭВМ и протоколов физического уровня модели ISO/OSI. При синтезе модели, элементы данного класса связываются с элементами классов «среда передачи данных» и «стек протоколов».

5. Класс элементов «среда передачи данных» моделирующих физическую среду передачи данных, связываемых с элементами классов «сетевой интерфейс» или «коммутатор пакетов Ethernet».

6. Класс элементов «коммутатор пакетов Ethernet» в рамках модели имитирующих работу коммутаторов Ethernet. Элементы данного класса

связываются с некоторым числом элементов класса «среда передачи данных» и в процессе моделирования имитируют процессы, связанные с коммутацией пакетов.

Особое внимание при проведении системного анализа уделялось формализации правил взаимодействия между классами элементов моделей, позволяющие моделировать все существенные взаимодействия в реальных вычислительных сетях. Формализация этих правил также обеспечивает простоту синтеза моделей корпоражвных вычислительных се!ей, когда не требуется описывать связи между элементами модели, а только указать их наличие.

Имитация процессов, сопровождающих взаимодействия между элементами моделируемой сети, в рамках среды моделирования осуществляется с помощью механизма сообщений, которыми обмениваются элементы модели. Каждое сообщение отражает некоторое событие, связанное с протеканием моделируемых процессов. Обработка сообщений элементами модели может приводить к порождению новых сообщений, изменению времени доставки запланированных сообщений, уничтожению запланированных сообщений или изменению свойств элементов. Течение времени в модели определяется теми или иными событиями, находящими отражение в сообщениях. Рис. 1 иллюстрирует процесс доставки некоторой информации в модели вычислительной сети, состоящей из двух компьютеров с выполняющимся на них сетевым программным обеспечением.

Среда моделирования, классы элементов модели и формальные правила их взаимодействия реализованы средствами объектно-ориентированного языка программирования Си++, где каждому классу элементов соответствует свой класс объектов. В функции среды моделирования входят: компоновка модели в соотве1с1вии с ее описанием; сохранение и загрузка состояний модели; управление модельным временем; передача сообщений между элементами модели; управление состоянием элементов; вывод информации о текущем состоянии элементов и расчет значений требуемых показателей, характеризующих моделируемые процессы.

Очевидно, что адекватность создаваемой в соответс1вии с вышеописанным подходом модели буде1 целиком зависев 01 адскватоаи элементов, входящих в её сосгав. Поэтому особое внимание при разработке данной меюдики было уделено методикам создания элементов моделей, адеквашо имитирующих работу реальных злеменюв вычислительных сегей

и

Создание элементов, принадлежащих к классам «ЭВМ», «стек протоколов», «сетевой интерфейс» и «среда передачи данных», как правило, не вызывает затруднений, так как связано, в основном, с проведением хорошо описанных в литературе измерений рабочих параметров моделируемых элеменюв, или выбором требуемых значений из технической документации. Элементы класса «ЭВМ» в рамках модели обрабатывают запросы на обслуживание от других элеменюв и моделируют определенные задержки

Рис. 1. Иллюстрация процесса моделирования

События (сообщения) в! - инициирующее событие, вг - доставить блок данных, вч - запрос обслуживания, 54 - окончание обслуживания, я, - передать пакет, вб, 57 - начало кадра, в*, в.) - конец кадра, чю ,5ц- начало кадра, ви , вц - конец кадра, ви - получен пакет, й,, - запрос обслуживания, в|6 - окончание обслуживания, чп - получен блок данных

времени, сопровождающие работу реальных ЭВМ. Таким образом, создание элемента «ЭВМ», моделирующего работу некоторого реального компьютера будет заключаться в выборе алгоритма планирования задач и определении таких параметров, как задержки времени на выполнение операций. Соответствующие методики создания моделей хорошо освещены в современной научной литературе.

Работа элементов модели, относящихся к классам «стек протоколов», «сетевой интерфейс» практически полностью определяется некоторым набором операций, выполняемых элементами класса «ЭВМ», характер и число коюрых- постоянны. С другой стороны, работа стеков протоколов, сетевых интерфейсов и парамефы сред передачи данных жестко регламентированы соответствующими стандартами. Таким образом, значения всех необходимых

для создания этих элементов параметров, находятся путем измерений и несложных вычислений по результатам моделирования на основе соответствующей модели элемента «ЭВМ».

Существенные затруднения, как правило, вызывает создание элементов, относящихся к классу «коммутатор пакетов Ethernet», определяющих в значительной мере такие характеристики сети, как производительность, перегрузочная способность и отказоустойчивость. Модель коммутатора должна адекватно воспроизводить задержки коммутации, потери пакетов, управление интерфейсами, приоритеты трафика и другие эффекты, связанные с передачей информации, присущие моделируемому коммутатору.

Процесс создания модели коммутатора состоит из четырех этапов:

1. Построение тестовой локальной вычислительной сети (ЛВС). В общем виде тестовая ЛВС состоит из нескольких компьютеров, оснащенных сетевыми интерфейсами, непосредственно подключенными к портам исследуемого коммутатора.

2. Разработка алгоритма работы модели. Предусматривается два вида алгоритмов: алгоритмов, основанных на реализации некоторого набора аналитических выражений и алгоритмов, эмулирующих процессы, протекающие в моделируемых устройствах.

3. Определение значений параметров алгоритма модели После адаптации существующего или синтеза нового алгоритма, в тестовой ЛВС выполняется серия экспериментов, направленных на определение его параметров путем статистической обработки результатов передачи через исследуемый коммутатор потоков пакетов с заданными свойствами Генерацию исходящих и регистрацию входящих потоков пакетов выполняет разработанное тестовое программное обеспечение.

4. Проверка адекватности и уточнение полученной модели Для этой цели в тестовой ЛВС подготавливаются и проводятся измерения, в рамках которых через коммутатор передаются и регистрируются некоторые последовательности пакетов. Затем проводится численный эксперимент, для чего в среде моделирования создается модель тестовой ЛВС, в которой повторяются измерения, проведенные при работе с моделируемым устройством. По результатам экспериментов судят о степени адекватности модели и о необходимости внесения поправок в модель.

Создание элементов класса «имитатор сетевого ПО», также выполняется в несколько этапов. На первом этапе проводятся наблюдения за работой моделируемого ПО в вычислительной сети, с целью выяснения

закономерностей и характера трафика и нагрузки на ЭВМ, возникающих при работе ПО. Загем полученные закономерности реализуются в алгоритме элемента, и адекватность реализации проверяется с помощью проводимого в среде моделирования численного эксперимента. При создании модели вычислительной сети, элементы данного класса модифицируются с целью реализации тех или иных статистических зависимостей, описывающих моделируемые внешние воздействия. Такие как, например, работа пользователей с сетевым ПО.

Для апробации разработанных методик моделирования была создана модель центрального сегмента вычислительной сети Бийского технологического института. В ходе работ адекватность создаваемой имитационной модели и её элементов подтверждалась путем проведения численных экспериментов с подтверждением результатов натурным моделированием. Предметом анализа, проводимого с использованием созданной модели, явилось изучение трафика, связанного с работой файлового сервиса сети. В процессе анализа были получены следующие основные результаты:

1. Максимальное увеличение скорости передачи данных пользователям файлового сервиса можно достигнуть путем увеличения производительности канала, связывающего файловый сервер с коммутатором со 100 Мбит/с до 200 Мбит/с.

2. Увеличение производительности канала приведет к ухудшению работы центрального сегмента сети, за счет увеличения объема буферизуемого коммутаюром трафика файлового сервиса, обусловленною наличием в сети прочего трафика и разницей в производительности каналов, связывающих файловый сервер и клиентские ЭВМ с коммутатором центрального сегмента сети.

3. Динамическое управление ограничениями 1Р-трафика файлового сервиса позволи! дополнительно увеличив скороиь передачи данных клиентам, а 1акже уменьшив объем буферизуемого фафика.

Мониторинг сети, проводившийся до и после увеличения производительности канала, подтвердил результаты, полученные в процессе анализа.

Третья глава - «Создание систем управления трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей на основе имтационных моделей» посвящена вопросам создания систем управления вычислительными сетями. В данной главе рассмотрены основные принципы создания систем управления

вычислительными сетями, сформулирован и разработан подход к созданию систем автоматического управления на базе разрабатываемых имитационных моделей. Третий раздел главы посвящен реализации системы автоматического управления 1Р-трафиком файлового сервиса вычислительной сети Бийскою технологического института.

В соответствии с разрабатываемым подходом процесс создания системы автоматического управления делится на несколько этапов. На первом этапе требуется создание модели объекта управления - вычислительной сети.

На втором этапе выбираются доступные для вычисления в процессе имитационного моделирования показатели, характеризующие объект управления. Затем формулируются ограничения на значения выбранных показателей, определяющие требуемое качество управления.

Следующей задачей на данном этапе является определение используемых системой управления источников информации о состоянии вычислительной сети и управляющих воздействий, которые будут доступны для реализации в системе. После этого в модель вычислительной сети добавляются компоненты, воспроизводящие работу базовой ЭВМ системы управления и программных модулей, осуществляющих сбор информации об объектах вычислительной сети и реализацию управляющих воздействий.

Последней задачей на данном этапе является подготовка сценариев развития событий в вычислительной сети, которые будут определять функционирование элементов модели, воспроизводящих работу объектов сети, инициирующих процессы передачи данных - имитаторов сетевого программного обеспечения. Также сценарии могут рсализовывать возможные изменения в структуре объекта управления, для которых должно быть обеспечено управление.

Собираемая информация об объекте управления полается на входы ядра системы управления. Выходы ядра связаны с механизмами, реализующими управляющие воздействия. Таким образом, основной задачей на третьем этапе является нахождение таких зависимостей между входами и выходами ядра, которые в рамках системы позволят эффективно достичь цели управления. Для проверки эффективности управляющих воздействий используется полученная на предыдущем этапе модель системы управления.

На четвертом этапе создается ядро системы управления. Для этого полученные на предыдущем этапе зависимости между входами и выходами представляются в виде, пригодном для использования программным модулем, реализующим функции ядра системы управления Для проверки полученное

ядро системы соединяется с моделью вычислительной сети и выполняется несколько циклов моделирования. При необходимости производится возврат на один из предыдущих этапов и внесение требуемых поправок.

Данная методика была использована для создания системы автоматического управления трафиком файлового сервиса в сети Бийского технологического института. Структурная схема разработанной системы управления трафиком приведена на рис. 2. При построении системы управления была использована ранее созданная для решения задачи анализа имитационная модель.

Рис. 2. Структура системы управления трафиком файлового сервиса 2-ц ■ информация о размерах очередей, 7. f - информация о трафике через порты коммутатора, Н - параметры управляющих воздействий

Источники информации и управляющие воздействия, позволяющие достигать цель управления, были определены в процессе анализа работы вычислительной сети.

Информация, характеризующая объект управления, представляется в виде векторов:

2„={<7,}> (/ = 1,2,...,и);

где: Ч, - суммарный объем ожидающих в очереди пакетов в направлении /-го порта коммутатора;

И, - интенсивность исходящего постороннего трафика через /-й порт коммутатора;

И, - интенсивность входящего трафика через /-й порт коммутатора; п - число портов коммутатора с подключенными клиентами или группами клиентов.

Управляющими воздействиями изменяются значения параметров планировщика пакетов, определяемых вектором Н :

Я = {Л,}, (/ = 1,2,...,«), (2)

где Л - ограничение интенсивности исходящего трафика в направлении г-го порта коммутатора.

Управляющие воздействия осуществляются с помощью планировщика пакетов подсистемы netfilter ядра операционной системы Linux файлового сервера. Ядро системы управления реализует определенные с помощью имитационной модели зависимости управляющих воздействий от состояния вычислительной сети, представляемые в виде статистической модели:

' H^Hj+MiZj-Z);

M{Zl-Z) = {rl}, 0 = 1,2.....п)-,

1 <з>

где: j - номер периода управления, определяемый системой управления; Н! - вектор средних значений Л дляу'-го периода управления;

Zj - вектор средних значений Z = {q,,/л,,/л,} для у'-го периода управления;

Z - скользящее среднее вектора Z , вычисляемое при управлении; 2к - компоненты вектора разности Z/ — Z ^

т,! к - коэффициенты, связывающие изменение Я и Z в у'-й период управления.

Соответствующий период управления j определяется ядром системы по минимуму разности между хранимыми в таблице значениями и

вычисляемым в процессе управления Z .

Результатом внедрения системы управления стало увеличение скорости передачи информации клиентам за счёт уменьшения объема буферизуемого коммутатором трафика при пиковых загрузках файлового сервиса. На рис. 3 представлены зависимости, характеризующие работу файлового сервиса в центральном сегменте сети Бийского технологического института, подтверждающие эффективность применения подходов, разработанных в настоящем исследовании.

Избыток трафика

Исходящий трафик файлового сервиса Мб/с

Рис. 3. Зависимости интенсивностей избыточного трафика от исходящего трафика файлового сервиса

-— неуправляемый трафик файлового сервиса

- управляемый трафик файлового сервиса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Г В ходе проведенных исследований были получены следующие основные

результаты:

I) Проведен системный анализ технических аспектов функционирования корпоражвных вычислительных сетей. Рассмотрены подходы к управлению трафиком в корпоративных вычислшельных се!ях. Предложено использовав динамические ограничения передаваемою в сеть фафика сервисов с целью увеличения скорости передачи данных в пиковых режимах.

2) Разработана методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов, имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3) Разработаны способы определения параметров элементов имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей.

4) Разработано программное обеспечение для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и создания на их основе систем управления 1Р-трафиком.

5) С целью апробации разработанного математического и программного обеспечения в корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института была реализована система управления IP-трафиком файлового сервиса. В результате внедрения разработанной системы было получено увеличение средней скорости передачи данных пользователям при пиковой загрузке сервиса в 1,4 раза.

Публикации по теме диссертации

1.Данилюк Ю.С., Попов Ф.А. Моделирование локальных вычислительных сетей // Пятая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та. 2002. - С. 31-33 (лично автора-0,1 п.л.).

2. Данилюк Ю.С., Попов Ф.А. Система моделирования локальных вычислительных сетей // Информационные технологии в экономике, науке и образовании: Материалы 3-ей Всероссийской научно-практической конференции 11-12 апреля 2002 года. Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск. Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2002. - С. 45-48 (лично автора - 0,15 п.л.).

3. Данилюк Ю.С., Попов Ф.А., Максимов А. В. Моделирование локальных вычислительных сетей // Известия АГУ: Спецвыпуск, 2002. - С 5659 (лично автора - 0,1 п.л.).

4. Данилюк Ю.С. Имитационное моделирование коммутаторов Ethernet // Наука, техника, инновации: Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Тез. докл. в 5-ти частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. Часть 1. - С. 162-163.

5. Данилюк Ю. С. Построение имитационных моделей коммутаторов Ethernet // Материалы Шестой краевой конференции по математике "МАК-2003". - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. - С. 35.

6. Данилюк Ю.С., Попов Ф.А. Определение парамефов имжационных моделей коммутаторов Ethernet // Труды X Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2003». СПб, 2003. (лично автора - 0,1 п.л.)

7. Данилюк Ю. С. Создание имитационных моделей сетевого программного обеспечения // Материалы Седьмой региональной конференции по математике «МАК-2004». - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2004. - С. 41-42.

8. Данилюк Ю. С., Попов Ф. А. Подход к созданию имитационных моделей компьютерных сетей // Известия АГУ N1(31), 2004. - С. 44-50 (лично автора - 0,25 п.л.).

9. Данилюк Ю.С. Подход к созданию систем автоматического управления вычислительными сетями // Труды XI Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2004». СПб, 2004. - С. 86.

10. Данилюк Ю.С. Использование имитационных моделей для определения эффективных управляющих воздействий при создании систем автоматического управления вычислительными сетями // Информационные технологии в экономике, науке и образовании: Материалы 4-ой Всероссийской научно-практической конференции 22-23 апреля 2004 года. Алт. гос. техн. ун-т. БТИ. - Бийск. Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2004. - С. 22-25.

11. Данилюк Ю.С. Система управления центральным сегментом локальной вычислительной сети Бийского технологического института // Материалы Восьмой региональной конференции по математике «МАК-2005». -Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005. - С. 40-41.

Подписано в печать 02 09 2005 г Формат 60x84 1/16 Бумага для множительных аппаратов Печать офсетная Объём 1,25 п л Тираж 100 экз Издательство Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова 656038, г Барнаул, пр-т Ленина, 46

Отпечатано на ИВЦ БТИ ГОУ ВПО АлтГТУ им И И Ползунова 659305, г Бийск, ул Трофимова, 29

№15 7 0 9

РНБ Русский фонд

2006-4 12734

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА КОРПОРАТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ.

1.1 Корпоративная вычислительная сеть на базе Ethernet как объект исследования.

1.1.1 Классификация сервисов современных корпоративных вычислительных сетей.

1.1.2 Технологии коммуникационного оборудования корпоративных вычислительных сетей.

1.2 Основные задачи управления вычислительными сетями.

1.3 Работы российских и западных специалистов в области математического исследования вычислительных сетей.

• 1.4 Требования к математическому аппарату для анализа трафика сервисов корпоративных вычислительных сетей.

1.5 Обзор подходов к анализу вычислительных сетей.

1.5.1 Накопление и обработка статистики по работе реальной системы.

1.5.2 Основанные на правилах системы.

1.5.3 Графовые потоковые алгоритмы.

1.5.4 Системы и сети массового обслуживания.

1.5.5 Сети Петри.

1.5.6 Имитационное моделирование.

1.6 Существующие системы анализа.

ГЛАВА 2. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ КОРПОРАТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ.

2.1 Анализ трафика корпоративных вычислительных сетей с использованием имитационных моделей.

2.2 Подход к созданию имитационных моделей вычислительных сетей.

2.3 Классы элементов имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей.

2.3.1 Класс элементов «имитатор сетевого программного обеспечения».

2.3.2 Класс элементов «ЭВМ».

2.3.3 Класс элементов «стек протоколов».

2.3.4 Класс элементов «сетевой интерфейс».

2.3.5 Класс элементов «среда передачи данных».

2.3.6 Класс элементов «коммутатор пакетов Ethernet».

2.4 Среда имитационного моделирования вычислительных сетей.

2.5 Определение параметров элементов имитационных моделей вычислительных сетей.

2.5.1 Определение параметров моделей сервисов корпоративных вычислительных сетей.

2.5.2 Механизмы обслуживания очередей пакетов в элементах модели, имитирующих работу стеков протоколов и коммутаторов Ethernet.

2.5.3 Определение параметров моделей коммутаторов Ethernet.

2.6 Планирование статистического эксперимента.

2.7 Анализ трафика файлового сервиса вычислительной сети Бийского технологического института.

ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТРАФИКОМ СЕРВИСОВ КОРПОРАТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ.,.

3.1 Принципы построения систем управления вычислительными сетями.

3.2 Методика применения имитационных моделей при построении систем управления корпоративными вычислительными сетями.

3.2.1 Определение структуры системы управления.

3.2.2 Подготовка к сбору информации управления.

3.2.3 Сбор статистической информации управления.

3.2.4 Реализация и проверка системы управления.

3.3 Создание системы автоматического управления 1Р-трафиком файлового сервиса вычислительной сети Бийского технологического института.

3.3.1 Структура системы.

3.3.2 Определение параметров эффективных управляющих воздействий.

3.3.3 Алгоритм ядра системы управления.

3.3.4 Программная реализация системы управления.

3.4 Результаты внедрения разработанной системы автоматического управления IP-трафиком файлового сервиса.

Наблюдаемое активное развитие информационных технологий и проникновение их во все сферы человеческой жизни сопровождается происходящим примерно каждые пять лет удвоением объемов обрабатываемой информации и требуемых для её обработки ресурсов. Всё это ведет к постоянному развитию и усложнению корпоративных вычислительных сетей, являющихся основой современных информационных систем. От того, как решаются вопросы проектирования и управления, зависит себестоимость и эффективность эксплуатации вычислительных сетей.

Состояние вопроса. Вопросы проектирования корпоративных вычислительных сетей достаточно подробно как с технической, так и с точки зрения безопасности, надежности рассмотрены в работах: Вишневского В.М. [10], Советова Б.Я. [60], Яковлева С.А. [59], L. Kleinrock'a [84], A. Orda [88] и. др. Исследования данных ученых, а также практиков по созданию различных вариантов корпоративных вычислительных сетей, заложили прочную основу проектирования и обеспечения надежного функционирования сетей.

В последние годы развиваются работы по управлению IP-трафиком в зависимости от текущего состояния. Эти исследования позволяют настраивать параметры по текущему состоянию и обеспечивают более эффективное использование ресурсов сети.

Автор, при выполнении данного диссертационного исследования в этой области, опирался на труды следующих ученых: Васенина В.А., Вишневского В.М., Липаева В.В., Советова Б.Я., Яковлева С.А., L. Kleinrock'a, R. Guerin'a, A. Orda, а также коллективов Института проблем информатики РАН, Московского государственного университета, Томского государственного университета, Кемеровского государственного университета и Бийского технологического института. >

Проведенный анализ показывает, что в исследованиях недостаточно рассматриваются вопросы повышения эффективности работы корпоративных вычислительных сетей за счет динамического изменения параметров механизмов качества обслуживания QoS в зависимости от текущих условий в сети. Подобное управление позволяет добиться повышения производительности сервисов в моменты пиковой загрузки, характеризуемые превышением скорости генерации сервисом данных над пропускными способностями элементов сети. Особенно часто данная ситуация создается сервисами, такими как: файловый, почтовый, HTTP и тому подобными, характеризуемыми большим количеством пользователей и большими объемами передаваемой информации при выполнении пользовательских запросов.

Кроме того, к настоящему времени недостаточно исследованы вопросы создания интегрированных систем управления, охватывающих процессы на нескольких уровнях модели ISO/OSI.

Целью настоящего исследования является разработка специального математического и программного обеспечения, позволяющего увеличить скорость передачи данных пользователям сервисов корпоративных вычислительных сетей в моменты пиковой загрузки за счет сокращения объемов буферизуемого трафика.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Проведен системный анализ технических аспектов функционирования корпоративных вычислительных сетей и средств управления с целью выработки подходов к анализу и управлению IP-трафиком сервисов в пиковых режимах.

2. Разработана методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов, имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3. Разработаны способы определения параметров элементов имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей.

4. Разработано программное обеспечение для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и создания на их основе систем управления 1Р-трафиком.

5. С целью апробации разработанного математического и программного обеспечения в корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института была реализована система управления IP-трафиком файлового сервиса.

Объектом исследования является корпоративная вычислительная сеть, созданная на основе технологий Ethernet, работающая по протоколу TCP/IP, представляемая как совокупность следующих элементов: компьютеров, линий связи, коммуникационного оборудования, прикладного и системного программного обеспечения.

Предметом исследования диссертационной работы является разработка системы управления IP-трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей, позволяющая повысить скорость передачи данных пользователям в моменты пиковой загрузки.

Методы исследования. Для достижения целей диссертационной работы применялись методы системного анализа, имитационного моделирования, теории управления, математической статистики, методы проектирования информационных систем и вычислительных сетей, современные информационные технологии.

Научная новизна результатов, полученных в настоящей работе, состоит в следующем:

1. На основе анализа функционирования корпоративной вычислительной сети впервые показано повышение скорости передачи данных пользователям сервисов в моменты пиковой загрузки, достигаемое установкой динамических ограничений на IP-трафик сервиса. Повышение скорости происходит за счет.более рационального использования - каналов и сокращения объемов буферной памяти, занимаемой управляемым трафиком сервисов.

2. Разработана методика имитационного моделирования для анализа функционирования корпоративных вычислительных сетей на всех уровнях модели ISO/OSI и поиска эффективных управляющих воздействий при разработке систем управления. Разработаны программные средства для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и определения параметров элементов моделей.

3. На примере корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института показано создание системы управления IP-трафиком файлового сервиса в соответствии с разработанными методиками. Внедрение системы подтвердило эффективность разработанного в исследовании математического и программного обеспечения применительно к решению задач управления 1Р-трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей.

На защиту выносятся:

1. Положение о том, что динамические ограничения передаваемого в корпоративной вычислительной сети IP-трафика сервисов, позволяют дополнительно повысить скорость передачи данных пользователям в моменты пиковой загрузки, по сравнению с традиционными подходами к использованию механизмов обеспечения качества обслуживания QoS.

2. Методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов, имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3. Элементы имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей и методики определения их параметров.

4. Результаты апробации в сети Бийского технологического института разработанных методик, математического и программного обеспечения по управлению IP-трафиком сервисов корпоративных вычислительных сетей.

Практическая значимость результатов исследования заключается в разработанной методике и её математическом и программном обеспечении, позволяющих анализировать работу корпоративных вычислительных сетей и создавать системы управления IP-трафиком сервисов. Применение таких систем позволяет повысить скорость передачи данных пользователям сервисов за счет более рационального использования ресурсов сетей.

В первой главе проведен анализ предметной области исследования — корпоративной вычислительной сети на основе технологий Ethernet, формулируются основные факторы, определяющие эффективность алгоритмов систем управления трафиком. Сформулированы требования к математическому аппарату для решения задач анализа трафика и управления корпоративными вычислительными сетями, с позиций которых были рассмотрены подходы и существующие системы анализа трафика вычислительных сетей.

Во второй главе излагаются основные результаты проведенного системного анализа технических аспектов функционирования корпоративных вычислительных сетей:

- методика анализа трафика сервисов корпоративных вычислительных сетей с использованием имитационных моделей;

- методика построения имитационных моделей вычислительных сетей из набора элементов;

- описания классов элементов имитационных моделей и среды моделирования.

Приводятся методики создания адекватных элементов моделей и рассматриваются вопросы, связанные с планированием статистических экспериментов. На примере файлового сервиса вычислительной сети Бийского технологического института показано использование разработанных методик для анализа трафика сервисов корпоративных вычислительных сетей.

В третьей главе рассматриваются общие принципы построения систем управления вычислительными сетями, и излагается разработанная методика применения имитационных моделей при создании систем управления. Рассматриваются вопросы определения структуры создаваемых систем управления и определения эффективных управляющих воздействий. Также описана система автоматического управления трафиком файлового сервиса вычислительной сети Бийского технологического института, разработанная с целью апробации изложенной в главе методики.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: 3-я Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные технологии в экономике, науке и образовании» (Бийск, 2002); 4-я Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные технологии в экономике, науке и образовании» (Бийск, 2004); Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации» (Новосибирск, 2002); V Краевая конференция по математике «МАК-2002» (Барнаул, 2002); VI Краевая конференция по математике «МАК-2003» (Барнаул, 2003); VII Краевая конференция по математике «МАК-2004» (Барнаул, 2004); VIII Краевая конференция по математике «МАК-2005» (Барнаул, 2005).

Основные результаты исследования опубликованы в 11 научных работах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенных исследований были получены следующие основные результаты:

1. Проведен системный анализ технических аспектов функционирования корпоративных вычислительных сетей. Рассмотрены подходы к управлению трафиком в корпоративных вычислительных сетях. Предложено использовать динамические ограничения передаваемого в сеть трафика сервисов с целью увеличения скорости передачи данных в пиковых режимах.

2. Разработана методика имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей, основанная на создании моделей из набора элементов, имитирующих работу программного обеспечения, компьютеров, телекоммуникационного оборудования и каналов моделируемых сетей.

3. Разработаны способы определения параметров элементов имитационных моделей корпоративных вычислительных сетей.

4. Разработано программное обеспечение для имитационного моделирования корпоративных вычислительных сетей и создания на их основе систем управления 1Р-трафиком.

5. С целью апробации разработанного математического и программного обеспечения в корпоративной вычислительной сети Бийского технологического института была реализована система управления IP-трафиком файлового сервиса. В результате внедрения разработанной системы было получено увеличение средней скорости передачи данных пользователям при пиковой загрузке сервиса в 1,4 раза.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в ходе диссертационного исследования, подтверждается апробацией предложенных методик, математического и программного обеспечения в корпоративных вычислительных сетях Бийского технологического института и закрытого акционерного общества «Производственное объединение Спецавтоматика». Соответствующие акты внедрения результатов диссертационной работы приведены в приложениях Г и Д. Внедрение разработанных систем управления, наряду с увеличением скорости передачи данных пользователям в моменты пиковой загрузки сервисов, позволило уменьшить объемы буферизуемого трафика, что, как правило, положительно сказывается на работе всей сети.

1. Аоки М. Введение в методы оптимизации. М: Наука, 1977, 344с.

2. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М: Наука, 1965.

3. Богуславский Л.В., Ляхов А.И. Оценка производительности распределенных информационно-вычислительных систем архитектуры «КЛИЕНТ-СЕРВЕР» //Автоматика и телемеханика. 1995. - № 9. -С. 160-175.

4. Бокс Дж., Дженкинс F. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Вып. 1. -М.: Мир, 1974.

5. Борисов А.Н. и др. Обработка нечёткой информации в системах принятия решений.- М.: Радио и связь, 1989. -234 с.

6. Бутрименко А.В. Разработка и эксплуатация сетей ЭВМ. М.: Финансы и статистика. - 1981. - 256 с.

7. Васенин В;А., Щербатых К.М. Технология ATM для науки и образования // Телематика 98: Тезисы докладов всероссийской научно-методической конференции. С.Петербург, 1998. - С. 58.

8. Вентцель Е.С. Теория Вероятностей: Учеб. для вузов. 5-е изд. стер. -М.: Высш. шк., 1998. - 576 с. ил.

9. Ю.Вишневский В.М. Состояние и перспективы развития информационно-вычислительных сетей в России // Электросвязь. 1998. -№ 7. С. 20-23.

10. П.Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. Москва: Техносфера, 2003. — 512с.

11. Грайнер В. Система контроля трафика для пакетов IP// LAN/Журнал сетевых решений. №9 - 2003.

12. Данилюк Ю.С., Попов Ф.А. Моделирование локальных вычислительных сетей // Пятая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. — С. 31-33.

13. ДанилюкЮ.С., Попов Ф.А., Максимов А. В. Моделирование локальных вычислительных сетей // Известия АГУ: Спецвыпуск, 2002. С. 56-59.

14. ДанилюкЮ.С. Имитационное моделирование коммутаторов Ethernet // Наука, техника, инновации: Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Тез. докл. в 5-ти частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. Часть 1. С. 162-163.

15. Данилюк Ю. С. Построение имитационных моделей коммутаторов Ethernet // Материалы Шестой краевой конференции по математике "МАК-2003". Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. - С. 35.

16. Данилюк Ю.С., Попов Ф.А. Определение параметров имитационных моделей коммутаторов Ethernet // Труды X Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2003». СПб, 2003.

17. Данилюк Ю. С. Создание имитационных моделей сетевого программного обеспечения // Материалы Седьмой региональной конференции по математике «МАК-2004». Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2004. - С. 41-42.

18. Данилюк Ю. С., Попов Ф. А. Подход к созданию имитационных моделей компьютерных сетей // Известия АГУ N1(31), 2004. С. 44-50.

19. Данилюк Ю.С. Подход к созданию систем автоматического управления вычислительными сетями // Труды XI Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2004». СПб, 2004. С. 86.

20. Данилюк Ю.С. Система управления центральным сегментом локальной вычислительной сети Бийского технологического института // Материалы Восьмой региональной конференции по математике «МАК-2005». — Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005. С. 40-41.

21. Дансмор Б., Скандьер Т. Справочник по телекоммуникационным технологиям. -М.:Вильямс, 2004. 640 с. ил.

22. Директор С, Рорер Р. Введение в теорию систем. М: Мир, 1974,464с.

23. Дюбуа Д. Теория возможностей. М.:Радио и связь, 1990.-288 с ил.

24. ЗО.Замятин B.C.,. Попов Ф.А. Система сетевого управления: проблемы создания и пути их решения // Пятая краевая конференция по математике: Материалы конференции. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002, 106 с.

25. ЗЗ.Золотов С. Протоколы Интернет. СПб.: BHV, 1998.

26. Кейн В.М. Оптимизация систем управления по минимаксному критерию. М: Наука, 1985, 248с

27. Кини P.J1., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М: Радио и связь, 1981, 560с

28. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. — М.:Мир, 1979.-600 с.

29. Клейнрок JI. Коммуникационные сети: Пер. с англ. М.: Наука, 1975. -256 с.

30. Кнут Д. Искусство программирования, том 2. Получисленные алгоритмы, 3-е изд.: Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. -832 е.: ил.

31. Ковба H.JL, Макаров А.А., Симонова Г.И. Закономерности изменения загрузки магистральных каналов компьютерных сетей // Автоматика и телемеханика. №12,2000. С. 104-114.

32. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

33. Кульгин М.В. Коммутация и маршрутизация IP/IPX трафика. М.: КомпьютерПресс, 1998.

34. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. СПб: Изд-во «Питер», 2000. - 704 с.

35. Лагутин B.C., Степанов СИ. Телетрафик мультисервисных сетей связи. -М.: Радио и связь, 2000. 320с.

36. Ларионов А. М. и др. Вычислительные комплексы, системы и сети: Учебник для вузов. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 288 с: ил.

37. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. Серия "Информатизация России на пороге XXI века". М.: СИНТЕГ, 1999. 224 с.

38. Лоу А.М., КельтонД.В. Имитационное моделирование. Спб.: Питер, 2004.-848 с.

39. Макаров А.А., Тюрин Ю.Н. Статистический анализ данных на компьютере. М.: ИНФРА-М, 1998. - 528 с.

40. Макаров А.А., Симонова Г.И. Проблемы робастного оценивания статистических моделей суточных трафиков магистральных каналов компьютерных сетей // Статистические методы оценивания и проверки гипотез. Пермь: Пермский Университет, 1999. Вып. 13.-С. 171-182.

41. Макаров А.А, Симонова Г.И. Статистическая модель внутрисуточных колебаний скорости передачи данных пользователям компьютерных сетей // Статистические методы оценивания и проверки гипотез. — Пермь: Пермский университет, 2000. Вып. 14. С. 144-154.

42. Месарович М., ТакахараЯ. Общая теория систем. М: Мир, 1978.

43. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М: Наука, 1981,488 с.

44. Олифер В., Олифер Н. Искусство оптимизации трафика. LAN/Журнал сетевых решений, декабрь 2001.

45. Олифер М.А. Качество обслуживания. // LAN, 2001, N11(77).

46. Семенов Ю.А. Протоколы и ресурсы Internet. М.: Радио и связь, 1996. -320 е.: ил.

47. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.:Высш.шк.,1995. 320с.

48. Советов Б.Я., Яковлев C.JI. Моделирование систем. Практикум: Учебное пособие для ВУЗов по специальности «Автоматизированные системы обработки информ. и упр.» -М.:Высш.шк., 1999. -224с.:ил.

49. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение систем интегрального обслуживания J1.Машиностроение, 1990. - 332с.

50. Страуструп Б. Язык программирования С++. Специальное издание — М.:Бином, 2001.-1104с.

51. Уткин JI.B., Шубинский И.Б. Нетрадиционные методы оценки надежности информационных систем. СПб.: Любавич, 2000. - 173 с: ил.

52. Хоррмейер Б. На пути к единому стандарту// LAN/Журнал сетевых решений. №9 - 2003.

53. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. Пер. с англ. -М.: Мир, 1978.

54. Ahuja R. К., Magnanti Т. L., Orlin J. В. Network Flows: Theory, Algorithms, and Applications. Prentice-Hall, 1993.

55. Badouel E., Oliver J., Reconfigurable nets, a class of high level Petri nets supporting dynamic changes within workflow systems, Publication Internet Number 1163, IRISA, France, 1998.

56. Barnes D., Sakandar B. Cisco LAN Switching Fundamentals. Cisco Press -Indianapolis, 2004. pp. 408.

57. Bellavista P., Stefanelli C. Application-Level QoS Control for Video-on-Demand. IEEE Internet Computing, v.7,2003. P. 16-24.

58. Black D.P. Building Switched Networks: Multilayer Switching, QoS, IP Multicast, Network Policy, and Service Level Agreements. Reading, MA: Addison-Wesley, 1999. 320 pp.

59. Cisco Router Configuration & Troubleshooting, Mark Tripod, New Riders, pp.328,2000

60. Chen W-S., Lin C-H., Chen Y-C. Design and Implementation of an ObjectxL

61. Oriented Network Simulator // Proceedings of the 4 International Workshop on Modeling, Analysis, and Simulations of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS'96). 1996. P. 123-125.

62. Daiglc J.N. Queueing theory for telecommunications. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1992.

63. Drago A.B., Garcia A., Monteiro M.E. A methodology for performance management of networks // IEEE Conference on Local Computer Networks, Tampa, Florida, USA, November 2000.

64. Fratta L., Gerla M., Kleinrock L. The flow deviation method: An approach to store-and-forward communication network design // Networks. — 1973. — V. 3, N.2.-P. 97-133.

65. Freeman J.A., Skapura D.M. Neural Networks: Algorithms, Applications, and Programming Techniques. Reading, MA: Addison-Wesley, 1991.

66. Fujimoto R. Parallel Discrete Event Simulation // Communications of the ACM. vol. 33. Oct 1990, P. 30-53.

67. Genrich H. I., Lautenbach K., Thiagarajan P. S. Elements of general net theory // Lecture Notes in/ Computer Science — 1980. — Vol. 84; — P. 21—163.

68. Guerin R., Orda A. QoS-based Routing in networks with Inaccurate Information: Theory and Algorithms // Proc. INFOCOM'97.

69. Harrington D., Wijnen B. An Architecture for Describing Simple Network Management Protocol (SNMP) Management Frameworks. // IETF RFC 3411. — Dec 2002.

70. Heidemann J., Mills K., Kumar S. Expanding Confidence in Network Simulations. IEEE Network, vol. 15, no. 5. September 2001. P. 58-63.

71. Ignizio James P. Expert Systems. The Development and Implementation of Rule-Based Expert Systems The University of Houston McGraw-Hill, Inc. 1991.

72. Isola M., Atzori L. Speedup of Telecommunication Network Simulations with Self-Similar Input Traffic // QoS and Performance Modeling Symposium, Paris, France. June 2004.

73. Kleinrock L. On Flow Control in Computer Networks. Conference Record, Proceedings of the International Conference on Communications, Vol. II, Toronto, Ontario, pp. 27.2.1 to 27.2.5, June 1978.

74. Kleinrock L. Creating A Mathematical Theory of Computer Networks. INFORMS-Operations Research. Vol. 50, No.l, January-February 2002, pp. 125-131.

75. Knessl C, Tier C. Asymptotic expansions for large closed queuing networks with multiple job classes // IEEE Trans. Comput. 1992. - V. 41, N 4. -P. 480-488.

76. Liu В., Figueiredo D., Guo Y., Kurose J., Towsley D. A Study of Networks Simulation Efficiency: Fluid Simulation vs. Packet-level Simulation // Proceeding of the Conference on Computer Communications, IEEE Infocom, April 2001.

77. Oliver M.A., Phillips I., Parish D.J., Bharadia K.R. A scheme for predicting user-percieved networked application performance. ВТ Technology Journal, vol. 17. no. 3. July 1999. P. 135-145.

78. Orda A. Routing with End-to-End QoS Guarantees in Broadband Networks // IEEE/ACM Transactions on Networking. 1999. - V.7, N 3. - P.365-374.

79. Perlman R. Interconnections: Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols, 2nd Edition. Reading, MA: Addison-Wesley Professional, 2000. 560 pp.

80. Skapura D.M. Building Neural Networks. Reading, MA: Addison-Wesley Professional, 1996.304 pp.

81. Stallings W. SNMP, SNMPv2, SNMPv3, and RMON 1 and 2. 3rd Edition. Addison-Wesley. 2001.

82. Tanenbaum A.S. Modern Operating Systems. First Edition, Upper Saddle River: Prentice Hall International. 1992. pp. 728.

83. Tennenhouse D.L., Sincoskie W.D., Wetherall D.J., Minden G.J. A Survey of Active Network Research. IEEE Communications Magazine, vol. 35. 1997. P. 80-86.

84. Vegesna S. IP Quality of Service. Cisco Press. Indianapolis, 2001. pp. 367.