автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Высокопроизводительные программно-аппаратные средства конфигурирования маршрутизаторов на основе количественной оценки качества работы

На правах рукописи

УДК 681.3

Альтман Евгений Анатольевич

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА КОНФИГУРИРОВАНИЯ МАРШРУТИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА РАБОТЫ

Специальность 05. 12. 13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск

- 2004

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и сисгемы управления» Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор Шахов В.Г.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Пальчун Ю.А. кандидат технических наук, доцент Пляскин М.Ю.

Ведущее предприятие - Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики, г. Новосибирск

Защита состоится М2004 года в часов на заседании

диссертационного совета Д212.178.04 при Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, Омск, пр. Мира, 11.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим отправлять в адрес специализированного совета.

Автореферат разослан /¿¿>с>г<?/е£__2004г

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., доцент ^--г—гп- Ю.Н. Кликушин

¿00?-ji 46833

ans"ога

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Одними из наиболее перспективных и быстроразвивающихся направлений развития информационных технологий являются системы и устройства телекоммуникаций и, прежде всего, компьютерные сети. Их перспективность определяется всеобщей информатизацией общества, внедрением компьютеров в науку, производство, бизнес, обучение и другие отрасли человеческой деятельности, а также необходимостью интеграции информационных систем. Развитие компьютерных сетей происходит как в плане роста количества подключенных к ним узлов, так и увеличением объемов передаваемого трафика.

Основы сетевых технологий изложены в работах В. Г. Олифер, Н. А. Олифер и М. В. Кульгина. Оригинальные научные разработки в исследуемой области приводятся в работах Л. И. Абросимова, В. М. Вишневского и других. Наибольший вклад в развитие рассматриваемой области науки внесли зарубежные ученые. Прежде всего, стоит отметить университетские центры Massachusetts Institute of Technology (MIT) и Berkeley University of California, а также научные центры крупных фирм производителей Cisco Systems, Nortel Networks, Juniper Networks, Foundry Networks, 3COM, Microsoft и других.

Одной из актуальных задач проектирования и администрирования компьютерных сетей является настройка маршрутизаторов, осуществляющих передачу информации в пакетном режиме. При этом большой проблемой является задача анализа и разработки методов конфигурирования маршрутизаторов с помощью количественной оценки их работы. Под конфигурацией маршрутизатора понимается состав и настройка как программного, так и аппаратного обеспечения устройства. Актуальность проблемы определяется высокой сложностью настройки современных сетевых устройств и необходимостью эффективного использования оборудования и линий связи.

Современные исследования в рассматриваемой области носят качественный характер и сводятся к отдельным рекомендациям. В работающих в настоящее время компьютерных сетях часто используются настройки многих параметров маршрутизаторов по умолчанию, что не всегда является наилучшим решением. В работе сделан акцент на количественную оценку эффективности маршрутизаторов, который позволяет свести процесс оптимальной настройки сетевого оборудования к инженерной задаче.

рос. национальная

i ВИЬЛИСТЕКА

n C.Peri?pfivpr

Цель работы.

Целью работы является выбор количественных критериев для определения эффективности работы маршрутизаторов, позволяющих формальным образом сравнивать между собой и выбирать оптимальные варианты их конфигурации, разработка методов оценивания выбранных критериев и принятия на их основе эффективных программно-аппаратных решений.

Задачи исследования.

1. Выбор и обоснование количественных критериев, позволяющих оценивать эффективность работы маршрутизатора.

2. Анализ существующих алгоритмов, используемых в маршрутизаторах в режимах обработки пакетов и построения таблиц маршрутизации, и выбор параметров оценки их эффективности.

3. Структуризация алгоритмов и получение общей оценки работы маршрутизаторов, исходя из оценки сложности отдельных алгоритмов,

4. Разработка методов аналитического оценивания выбранных параметров.

5. Экспериментальная проверка аналитически полученных выражений в лабораторных условиях.

6. Апробация критериев и методов их расчета на базе конкретных корпоративных компьютерных сетей.

7. Выработка практических рекомендаций по настройке маршрутизаторов.

Методы исследования.

Теоретические исследования проводились с использованием теории множеств, графов и оценки вычислительной сложности. Структуризация алгоритмов выполнялась методами многоуровневых моделей. Экспериментальная проверка проводилась методами физического моделирования на сетевом оборудовании фирмы Cisco.

Научная новизна.

1. Выбраны и обоснованы количественные критерии оценки эффективности работы маршрутизатора.

2. Разработан упрощенный метод оценки сложности алгоритмов сетевых устройств, учитывающий особенности этих алгоритмов.

3. Расширена многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизаторами с учетом выполняемых современными сетевыми устройствами операций.

4. Предложена трехуровневая модель протоколов маршрутизации, позволяющая упростить задачу их анализа и расчета параметров.

Практическая ценность.

1. Получены и экспериментально подтверждены аналитические зависимости для практической оценки параметров протоколов маршрутизации и алгоритмов обработки пакетов.

2. Выработаны практические рекомендации по выбору конфигурации маршрутизаторов.

3. Сформулированы предложения по оптимизации настроек сетевого оборудования корпоративной компьютерной сети ОРПО ДИВЦ Зап-Сиб ж.д. - филиала ОАО «РЖД», которые могут быть использованы для других сетей.

4. Результаты работы используются при проведении учебных занятий по дисциплинам, связанным с компьютерными сетями, в Омском государственном университете путей сообщений.

Реализация результатов работы.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР «Разработка и исследование автоматизированных методов идентификации, управления и обработки информации в технических системах» (№ государственной регистрации 01.9.60000794), проводимой в ОмГУПС.

По результатам исследований поданы предложения в ОРПО ДИВЦ Зап-Сиб. ж.д. - филиала ОАО «РЖД» по оптимизации настроек сетевого оборудования корпоративной компьютерной сети Омского отделения. Результаты работы используются в учебном процессе в ОмГУПС. Реализация результатов работ подтверждена соответствующими актами о внедрении.

Публикации и апробация работы.

Основные положения работы докладывались на б конференциях, по теме диссертации опубликовано 4 статьи, в том числе 1 статья без соавторов, оформлен один отчет по НИР, издано 1 методическое указание, всего 12 работ.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, пяти глав, списка использованных источников из 145 наименований. Основной текст изложен на 131 странице, содержит 3 таблицы и иллюстрируется 24 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Количественные критерии оценки эффективности работы маршрутизатора.

2. Многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизатором.

3. Трехуровневая модель протоколов маршрутизации.

4. Практические рекомендации по выбору конфигурации маршрутизаторов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы работы, излагаются цели и содержание работы, указывается научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе рассматривается постановка задачи анализа эффективности работы и выбора оптимальной конфигурации маршрутизаторов.

Анализируются применяемые в настоящее время критерии оценки эффективности конфигурации сетевых устройств, такие как, пропускная способность, задержка при передаче пакетов, надежность передачи, время сходимости протоколов и накладные расходы протоколов маршрутизации. Для количественной оценки эффективности предлагается использовать целевую функцию. Целевая функция в общем случае зависит от большого количества различных параметров работы маршрутизатора (время пересылки обновлений, протокола маршрутизации, способа коммутации пакетов и других), а также от назначения обслуживаемой сети.

Выделяются два режима работы маршрутизатора - построения таблиц маршрутизации и обработки пакетов. Эффективность работы маршрутизатора в каждом из режимов характеризируется своим множеством параметров, причем эти множества не пересекаются. С учетом этого целевую функцию можно представить в виде суммы двух слагаемых:

Р(Ог х £20) = кгРг(Ог) + к3Рв(Па), (1)

где Рг(Ог), РВ(П0) - количественные критерии, характеризующие работу маршрутизаторов в режимах построения таблиц маршрутизации и обработки пакетов соответственно;

кг, к8 - весовые коэффициенты, определяющие влияние режимов построения таблиц маршрутизации и обработки пакетов в общей цели оптимизации;

, О0 - множества параметров, от которых зависит работа маршрутизаторов.

Учитывая, что величины Рг(Ог) и Р8(08) зависят от различных параметров, с практической точки зрения удобнее и целесообразнее оценивать эффективность работы маршрутизатора и сравнивать между собой различные конфигурации для каждого режима отдельно.

Для оценки эффективности работы маршрутизатора в режиме построения таблиц маршрутизации Fr (фактически - протоколов

маршрутизации) также предлагается использовать целевую функцию. Этот режим характеризуется такими параметрами как время сходимости протоколов маршрутизации, накладные расходы протоколов маршрутизации и оптимальность выбранных маршрутов. Поэтому Рг примет вид:

Fr = krcFrc(Qr) + krnFrn(fir) + kroFro(Qr), (2)

В формуле (2) индексы относятся к оценкам времени сходимости протоколов маршрутизации (г с), накладных расходов (гп) и оптимальности выбора маршрутов (го) при построении таблиц маршрутизации.

Выбор коэффициентов krx зависит от задач, решаемых компьютерной сетью. В общем случае для их выбора необходимо проводить анализ требований к сетевым ресурсам используемых в сети приложений, на основании которого можно сформулировать общие требования, касающиеся максимального времени сходимости, накладных расходов и оптимальности выбранных маршрутов, по которым эти коэффициенты могут быть получены с помощью нормировки.

Эффективность работы маршрутизатора в режиме обработки пакетов Р8 характеризуется временем обработки пакетов (задержкой пакета),

пропускной способностью и другими параметрами. Анализ этих параметров показал, что они имеют одну основу. В качестве количественного критерия оценки эффективности в этом случае предлагается использование параметра чистое время обработки пакетов маршрутизатором Трр (time packet

processing).

Отличие введенного параметра от времени задержки пакетов состоит в том, что он представляет собой чистое время обработки пакетов, а не время, в течение которого пакет находился в маршрутизаторе. Например, время, в течение которого пакет ожидает освобождения линии связи (находится в очереди), будет учитываться только во втором случае.

В работе показано, что введенный параметр является адекватным количественным критерием эффективности работы маршрутизатора в режиме обработке пакетов, характеризующим параметры, применявшиеся ранее для оценки этого режима.

Например, связь между чистым временем обработки пакета и пропускной способностью маршрутизатора выражается следующей формулой:

где Р - пропускная способность маршрутизатора;

Ы) - длина пакета, зависящая от профиля трафика;

Обе величины, и пропускная способность, и время обработки пакета, характеризуют скорость обработки пакетов маршрутизатором; при этом пропускная способность также зависит и от распределения длин пакетов передаваемого трафика. Распределение длин пакетов передаваемого трафика не зависит от настроек маршрутизатора и, следовательно, не может их ч

характеризовать. Таким образом, время обработки пакетов характеризует эффективность их обработки в «чистом виде», без учета распределения длин трафика.

Аналогичным образом можно показать, что по сравнению с параметром задержки пакетов время обработки пакетов показывает «чистую» скорость обработки пакетов, без учета их простоя в очередях сетевого устройства.

Эффективность работы маршрутизатора в режиме обработки пакетов оценивается следующим образом:

= V (4)

Таким образом, сформулированы критерии и Ри, которые использованы для количественного сравнения эффективности различных конфигураций маршрутизаторов.

Для получения метода оценки выбранных критериев в работе оценивается эффективность отдельных алгоритмов, выполняемых маршрутизатором, а также систематизируется порядок их выполнения для получения общей оценки эффективности.

Во второй главе рассмотрены отдельные алгоритмы работы сетевых устройств, оценка сложности которых необходима для нахождения предложенных критериев эффективности маршрутизатора, и сформулирован общий подход к оценке сетевых алгоритмов.

В результате анализа были выявлены две особенности алгоритмов, применяемых в маршрутизаторах, позволяющих упростить оценку их »

эффективности по сравнению с общим подходом к оценке сложности.

Первой особенностью выполнения сетевых алгоритмов является последовательность выполнения операций, как это показано на рис. 1. ,

Время обработки пакетов определяется наиболее медленным (загруженным) элементом маршрутизатора. Для оценки времени работы отдельных элементов использованы результаты теории сложности алгоритмов.

Прием | ;

Фильтрация . Центральный

' процессор

Процессор интерфейса

Маршрутизация

I

Коммутация Фильтрация СОБ

Процессор интерфейса

Рисунок 1 - Последовательная обработка пакетов

Второй особенностью рассматриваемых алгоритмов заключается в том, что они не содержат итерационных процедур. Это позволяет упрощенно оценивать сложность отдельных алгоритмов на основе их формального описания.

Формальное описание сетевых алгоритмов в работе рассматривается в терминах дискретной математики. Например, алгоритм Беллмана-Форда, применяемый в протоколах маршрутизации, может быть записан в виде следующей формулы:

О если е е С

г„. =

I )

\vgVC'

т!п(л. ) если э(з. е И

уеУС ' 4 '

0 в остальных случаях О если е е С

V I (чо = тхп(1У10)) если З(х410 0 в остальных случаях

е I

(5)

УееЕ

где К - множество лучших маршрутов (таблица маршрутизации); V - множество маршрутизаторов (узлов) сети;

УС - множество соседних к рассматриваемому маршрутизатору узлов сети;

Е - множество подсетей сети; I - множество входных сообщений.

По формальному описания алгоритма получается оценка его времени выполнения (сложности):

= к * V * е (б)

где к - коэффициент, зависящий от производительности маршрутизатора.

Одной из основных операций, выполняемых маршрутизатором, является поиск маршрута в таблице маршрутизации. На основании анализа формального описания различных алгоритмов, применяемых для

выполнения этой операции, построены качественные зависимости времени поиска маршрута (Т) от количества записей в таблице маршрутизации ОМ),

Рисунок 2 - Последовательная обработка пакетов

Из рисунка 2 видно, что хэш-таблицы лучше применять при небольшом числе маршрутов в таблице маршрутизации, бинарное дерево при среднем числе маршрутов, а 256-ветвистое дерево при большом. Границы, в рамках которых целесообразно применение той или иной структуры данных, зависят от реализации этих структур и производительности маршрутизатора.

Таким образом, для сетевых алгоритмов можно проводить упрощенную оценку времени их выполнения по формальному описанию алгоритмов.

В третьей главе рассматривается и систематизируется процесс обработки данных маршрутизатором с помощью различных алгоритмов.

Для анализа работы маршрутизатора используются распространенный в области информационных технологий метод многоуровневых моделей, позволяющий разбить задачу на более мелкие подзадачи - уровни.

Работа компьютерных сетей в целом описывается 7-уровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI - Open System Interconnection), далее для краткости называемой 7-уровневой моделью. Для проектирования топологии и схемы адресации широко применяется 3-уровневая модель сетей фирмы Cisco.

Для решения поставленной задачи предлагаются две новые многоуровневые модели, описывающие работу маршрутизатора в различных режимах.

Для анализа работы маршрутизаторов в режиме построения таблиц маршрутизации разработана трехуровневая модель протоколов маршрутизации, приведенная на рис. 3. Она позволяет анализировать

различные аспекты работы маршрутизатора в указанном режиме, в том числе, по оценкам сложности отдельных алгоритмов оценить критерий эффективности маршрутизатора Рг.

Рисунок 3 - Трехуровневая модель протоколов маршрутизации

Работу протоколов маршрутизации предлагается разбить на три уровня:

- Контроль состояния линий связи;

- ' Распространение маршрутной информации;

- Нахождение оптимальных маршрутов.

Изменения в топологии, связанные с отключением или включением линий связи могут отслеживаться на двух уровнях.

На физическом уровне в некоторых случаях определить состояние линии связи можно по наличию несущей. Данный метод позволяет быстро обнаружить изменение топологии. Однако он применим не всегда.

В некоторых случаях технология передачи данных не предполагает наличие несущей или другого подобного средства проконтролировать состояние линии. Например, при соединении модемов по четырехпроводной

выделенной линии связь считается всегда установленной, и, если произошел обрыв, то он не будет обнаружен до передачи по ней каких-либо данных.

Возможны другие случаи, когда контроль состояния линии связи на физическом уровне не работает. Часто логическая линия связи, которую контролирует маршрутизатор, состоит из нескольких физических.. Например, в том случае, если используется модемное соединение, маршрутизатор может контролировать только линию между ним и его модемом.

Для контроля линии связи в том случае, если это не удается сделать на физическом уровне, используются специальные служебные сообщения, которые посылаются через определенные интервалы времени. В том случае, если эти сообщения не приходят в течение определенного интервала времени, то делается вывод, что либо линия связи, либо соседнее сетевое устройство вышли из строя. С точки зрения протоколов маршрутизации нет разницы между выходом сетевого устройства и линией связи, которой это устройство соединено.

В случае обнаружения тем или иным методом изменений в топологии, маршрутизатор, обнаруживший изменение, начинает рассылать информацию о нем остальным устройствам сети.

Существует два подхода к распространению топологической информации.

При первом подходе, применяемом в протоколах вектора расстояний, информация передается только соседним маршрутизаторам. Соседние маршрутизаторы передают полученную информацию своим соседям и таким образом она доходит до всех устройств сети.

Информация до соседних маршрутизаторов может передаваться как широковещательно (RIP, IGRP, и другие внутренние протоколы), так и с помощью установки соседских отношений, поверх сетевого протокола (BGP).

Второй подход характерен для протоколов состояния линии. В этом случае маршрутизатор отправляет сообщения всем остальным маршрутизаторам. Реализуется это отправкой сообщений по зарезервированному мультикастинковому адресу.

После получения информации об изменении топологии маршрутизатор должен перестроить свои таблицы маршрутизации. В современных сетях для этого используется алгоритмы Беллмана-Форда и Дийкстры. Протоколы маршрутизации, построенные на основе алгоритма Беллмана-Форда, используют первый подход к распространению маршрутной информации. С алгоритмом Дийсктры обычно применяется второй подход.

Для анализа работы маршрутизатора в режиме обработки пакетов предложена многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизаторами,

приведенная на рис. 4. Она предназначена, прежде всего, для определения коэффициента эффективности Рг, но может быть использована и для других

задач. Модель была получена расширением описанной в литературе двухуровневой модели (с уровнями маршругизации и коммутации) с учетом выполняемых современными маршрутизаторами операций.

Входящие пакеты

Кэш сетевого

Уровень маршрутизации

Уровень фильтрации

уровня I

"Г""'

Таблица I маршрутизации

аз

Фильтр пакетов

Уровень коммутации

Уровень управления трафиком

' Кэш канального | уровня

Протокол разрешения адреса

Классификация пакетов

лгог

Протоколы маршрутизации

Списки доступа

Удаление пакетов

Выходная очередь

±1±

Передающая среда

Менеджер очередей

Исходящие пакеты

Рисунок 4 - Многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизаторами

Упрощенно данная схема может быть представлена в виде следующей многоуровневой модели:

— Уровень маршрутизации;

— Уровень фильтрации пакетов;

— Уровень коммутации пакетов;

— Уровень управления трафиком.

В общем случае, если информации о сети назначения не содержится в кэше сетевого уровня, полученный маршрутизатором пакет попадает на уровень маршрутизации (блок 2 на рис. 4). На данном уровне определяются сеть назначения обрабатываемого пакета, интерфейс, через который его следует передать, и адрес сетевого уровня следующего маршрутизатора. Данная информация определяется по таблице маршрутизации исходя, из сети назначения пакета. Таблица маршрутизации образуется в результате работы протоколов маршрутизации. В том случае, если нужные данные в таблице маршрутизации отсутствуют, то пакет удаляется.

Далее пакет передается на соответствующий интерфейс и попадает на уровень фильтрации пакетов (блок 4 на рис. 4). Обычно фильтрация пакетов связана с обеспечением информационной безопасности. На этом уровне уничтожается пакеты, прохождение которых через маршрутизатор запрещено. Пакеты, подлежащие уничтожению, определяются исходя из списков доступа (access list). Списки доступа позволяют создавать различные устройства, в зависимости от типа устройства.

В случае, если пакет прошел уровень фильтрации, он попадает на уровень коммутации (блок 7 на рис. 4). На данном уровне по адресу сетевого уровня определяется адрес канального уровня. Для этого используется протокол разрешения адреса (агр). В случае, если определить нужный адрес не удается, пакет уничтожается.

После определения адреса канального уровня пакет поступает на уровень управления трафиком. На этом уровне определяется порядок передачи пакетов по линии связи. В случае, если линия на нагружена, пакеты передаются в том порядке, в котором они поступают на интерфейс. Если скорость поступления пакетов больше, чем пропускная способность линии связи, то пакеты помещаются в различные очереди, в зависимости от приоритета и других характеристик. Менеджер очередей по заданному алгоритму распределяет пропускную способность интерфейса между очередями. Благодаря этому возможно более справедливое распределение ресурсов и обеспечение различных параметров качества обслуживания.

Рассмотренные уровни описывают основной путь обработки пакетов. На рисунке 4 блоки, соответствующие указанным уровням, расположены по вертикали по центру. Кроме них, на рисунке есть дополнительные элементы.

Слева расположены блоки, ускоряющие продвижение пакетам по уровням. Ускорение достигается за счет кэширования на различных уровнях.

В правой части рисунка расположены дополнительные блоки, обслуживающие основные. Их работа, за исключением блока удаления пакетов, описана в соответствующих подразделах.

В блок удаления пакет попадает в случае, если для него нет подходящей записи в таблице маршрутизации, установлено запрещение на пересылку таких пакетов или маршрутизатор не может его передать из-за загруженности линии связи. В зависимости от настроек сетевого устройства пакет может быть либо просто уничтожен, либо при его уничтожении создается служебное сообщение. Служебное сообщение обычно отправляется по адресу узла, указанному в пакете в качестве отправителя, и сообщает, что пакет уничтожен.

Для некоторых случаев настройки, например, маршрутизации по правилам (технология, позволяющая создать произвольные правила для пересылки пакетов в том случае, если эти правила нельзя задать в рамках протоколов маршрутизации), необходимо модифицировать модель, добавив блок анализа правил маршрутизации. Аналогичные блоки можно добавить и для других технологий.

С номощыо предложенных моделей маршрутизатора можно проводить анализ его работы в обоих режимах, что позволяет решать различные задачи, возникающие в компьютерных сетях и проводить количественную оценку его работы.

В четвертой главе на основе рассмотренных в предыдущих главах многоуровневых моделей работы маршрутизатора и метода оценки эффективности отдельных сетевых алгоритмов формулируются аналитические зависимости для практической оценки отдельных составляющих, предложенных в первой главе критериев эффективности работы маршрутизаторов.

Для получения аналитической зависимости для оценки критерия эффективности работы маршрутизатора в режиме построения таблиц маршрутизации Рг рассмотрим составляющие формулы (2).

Первое слагаемое этой формулы - время сходимости Ргс. Для удобства изложения введем еще" одно обозначение этого параметра - tc. В соответствии с предложенной на рис. 3 моделью протоколов маршрутизации время сходимости состоит из трех составляющих:

tls - время, которое потребуется на определение изменения топологии (time link state);

tde - время на передачу информации об изменении всем маршрутизаторам (time data exchange);

ttc - время построения таблиц маршрутизации (time table calculation).

Предлагается оценивать время сходимости протоколов по следующей формуле:

tc = tls + tde + ttc_ (7)

Время определения изменения топологии (tls) зависит от уровня (физического или канального) 7-уровневой модели, на котором определяется изменение. В случае физического уровня это время пренебрежимо мало.

В случае канального уровня для оценки среднего значения рассматриваемого параметра предлагается следующая формула:

tía = К ~ 0,5) * ndl, (8)

где tu (time update) - период рассылки информации о состоянии линии;

ndl (number update to dead line) - количество периодов рассылки, после которых признается выход из строя линии связи.

Время передачи маршрутной информации (tde) часто является наиболее значимой составляющей. При его определении нужно учитывать влияние технологий, препятствующих появлению зацикливания маршрутов.

Рассмотрены случаи однократного и многократного изменения топологии для протоколов типа вектора расстояний (в том числе с учетом применения технологии триггерного обновления) и состояния линий связи (под многократным изменением понимается включение и выключение одной из линий связи).

При оценке среднего времени распространения маршрутной информации для протоколов типа вектора расстояний при однократном изменении топологии учтено, что информация передается в среднем в течение половины периода рассылки информации о состоянии линии, а расстояние, на которое информация передается, в среднем равна половине диаметра сети (диаметра графа, описывающего топологию сети):

d * t

tde = (9)

где d - диаметр сети.

При многократном изменении топологии учитывается время удержания маршрутов. В этом случае формула (9) примет вид:

tde = + thr, (10)

где thr (time hold router) - время удержания маршрута.

При использовании технологии триггерного обновления и протоколов типа состояния линий связи время передачи маршрутной информации определяется быстродействием. При этом для протоколов вектора

расстояний с триггерным обновлением при многократном изменении топологии необходимо учитывать время удержания маршрута.

Формулы (8)-(10) были получены на основе формального описания алгоритмов маршрутизации. Экспериментальная проверка предложенных формул проводилась на маршрутизаторах фирмы Cisco. Изменение топологии моделировалось административным отключением линий связи с отслеживанием времени получения информации об изменении топологии по системному времени маршрутизатора. Были рассмотрены различные топологии сети с d = 3, 4 и 5 при tu = 30 с, thr = 180 с и ndl = 6 (значения по умолчанию для протокола RIP). Результаты опытов подтвердили практическую пригодность предложенных формул.

Для определения времени построения таблиц маршрутизации (tt0) использованы оценки сложности применяемых алгоритмов. Для протоколов, построенных на алгоритме Беллмана-Форда (вектора расстояний):

ttc = к * v * ef (И)

где к - коэффициент, зависящий от производительности маршрутизатора и конкретной реализации алгоритма;

v - количество сетей, маршрут до которых нужно определить;

е - количество сетей, непосредственно присоединенных к маршрутизатору.

Для протоколов, построенных на алгоритме Дийкстры (состояния линий связи):

ttc = k * v2_ (12)

Второе слагаемое формулы (2), величину Frn, характеризующую накладные расходы протоколов маршрутизации, целесообразно оценивать для двух режимов работы протоколов маршрутизации - режим нормального функционирования и перестройки таблиц маршрутизации при изменении топологии. Для нахождения общей оценки предложено использовать целевую функцию (расшифровываются только индексы):

Frn — ^rnn^rnn ^rnr^rnr > (13)

В формуле (13) индексы rnn и rnr обозначает накладные расходы при нормальном функционировании протоколов маршрутизации и при перестройке таблиц маршрутизации соответственно.

Учитывая, что при перестройке таблиц маршрутизации пользовательский трафик не передается и накладные расходы в этом режиме не имеют существенного значения, рекомендуется принять krnn = 1, а

Для режима нормального функционирования сети в случае протоколов вектора расстояний для оценки объема трафика в единицу времени получена следующая эмпирическая формула:

= = Ри Js (14)

где (traffic service routing normal distance vector) - объем служебного

трафика для протоколов вектора расстояний; ри - размер пакета обновлений;

vr (router) - количество сетей, записанных в таблице маршрутизации

маршрутизатора;

tu - период рассылки информации о топологии сети.

Для протоколов состояния линий связи эта формула примет следующий вид:

Frnn = Tsnl = (15)

где тзп1 (traffic service routing normal link state)-объем служебного

трафика для протоколов состояния линий связи; ph - размер пакета приветствия.

Для режима перестройки таблиц маршрутизации при изменении топологии сети целесообразно оценить общий объем трафика при единичном изменении.

В режиме построения таблиц маршрутизации объем служебного трафика для протоколов вектора расстояний определяется только количеством записей в таблице маршрутизации:

Fmr = Teud = puVr, (16)

где T3Ud (traffic service routing update distance vector) - объем служебного трафика для протоколов вектора расстояний в режиме построения таблиц. Для протоколов состояния линий связи формула принимает вид:

Frnr = = Pul. (17)

где (traffic service routing update link state) - объем служебного трафика

для протоколов состояния линий связи в режиме построения таблиц;

рц1 - размер пакета обновлений протокола состояния линий связи.

Формулы (14)-(17) получены и экспериментально проверены с помощью физического моделирования. Опыты проводились методом анализа отладочных сообщений протоколов маршрутизации в обоих режимах работы. Количество получаемых сообщений во всех случаях точно соответствовало значениям, рассчитанным по предложенным формулам.

Для оценки третьей составляющей критерия эффективности работы маршрутизаторов в режиме построения таблиц маршрутизации, величины Fro, предложен следующий способ. Для протокола RIP, не учитывающего стоимость линии связи, принимается Fro = 1, для остальных Fto = 0.

Исходя из предложенной модели обработки пакетов маршрутизатором (рис. 4), время обработки пакета в общем случае можно разбить на следующие составляющие:

tpp sr (time packet processing search route) ~ время поиска маршрута в

таблице маршрутизации;

tpp rS (time packet processing relay in) - время пересылки пакета по

внутренней магистрали маршрутизатора;

tpp £ (time packet processing filtering) - время фильтрации пакета.

Общее время обработки в частном случае, когда все операции выполняются одним процессором (например, в случае программного маршрутизатора), можно получить, просуммировав все составляющие:

Чр = Чр ar + Чр ri + tpp £ • (18)

В большинстве современных маршрутизаторов все операции по обработке пакетов разнесены по разным вычислительным элементам. Например, обработка очередей обычно выполняется на интерфейсе процессоров. Приняв гипотезу о том, что все пакеты однородны, можно утверждать, что время обработки пакета равно времени его обработки на самом медленном элементе.

Учитывая вышесказанное, формула для расчета времени обработки пакета примет вид:

tpp = max tpp i о' (19)

где tpp ij3 - время, которое тратить i-ый вычислительный блок маршрутизатора на выполнение j-ой операции.

В работе рассмотрено, определение tpp для различных операций,

предлагаются и приводятся данные экспериментальной проверки формул для их оценки, даются рекомендации по расчету времени обработки пакета исходя из характеристик, предоставляемых производителями оборудования

В пятой главе рассматриваются вопросы практической оценки эффективности работы маршрутизатора и применение этой оценки для анализа работы устройств и сети в целом.

Практическое применение полученных в работе результатов рассмотрено на иримере корпоративной компьютерной ссти Омского

отделения Западно-Сибирской железной дорога, функциональная схема которой приведена на рис. 5.

Cisco Cisco

72хх Збхх

Рис. 5 - Корпоративной компьютерная сеть Омского отделения ЗападноСибирской железной дороги

На основе методов и алгоритмов, полученных в предыдущих главах, были сформулированы рекомендации по выбору и настройке сетевого оборудования для предполагаемой модернизации компьютерной сети. Расчет необходимой производительности позволил более точно подобрать модели маршрутизаторов, что позволило уменьшить стоимость модернизации сети. В частности, расчет показал возможность использования в некоторых узлах маршрутизаторов младших серий (Cisco 17хх) вместо более дорогих устройств. Расчетный экономический эффект от применения результатов работы составляет 30000-50000$.

По результатам работы выработаны следующие рекомендации по анализу работы маршрутизаторов.

1. Анализ работы маршрутизаторов в компьютерных сетях удобнее проводить отдельно для двух режимов их работы: построение таблиц маршрутизации и использование этих таблиц для передачи трафика.

2. Для определения оптимальной конфигурации сети и отдельных устройств необходимо проводить количественную оценку их работы. При этом оценивать отдельные параметры можно с точностью «до порядка», или, другими словами с точностью до одной десятичной цифры. Такой оценки достаточно для сравнения между собой различных конфигураций, в то же время, для многих параметров достижение большей точности затруднительно.

3. Анализ работы протоколов маршрутизации, в частности оценку времени их сходимости и определение накладных расходов, удобно разбить на составные части в соответствии с предложенной трехуровневой модели протоколов маршрутизации.

4. Наибольшее влияние на общую оценку эффективности крупных сетей (с диаметром более 3) в режиме построения таблиц маршрутизации оказывает уровень распространения маршрутной информации. Для небольших сетей с использованием \¥АЫ-технологий также следует учитывать время определения изменения топологии.

5. Оценку эффективности работы маршрутизатора в режиме обработки пакетов целесообразно проводить по обобщенной модели обработки пакетов маршрутизаторов, предложенной в разделе.

6. Наибольшее влияние на скорость обработки пакетов маршрутизатором оказывает время поиска маршрута в таблице маршрутизации. Следующим по степени влияния параметром является время фильтрации пакетов (если осуществляется фильтрация).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформулированы критерии количественной оценки эффективности работы маршрутизаторов, позволяющие сравнивать между собой и выбирать конфигурации устройств.

2. Расширена обобщенная модель работы сетевого устройства, более полно и структурировано, по сравнению с применявшимися моделями, описывающая процесс обработки пакета.

3. Предложена новая трехуровневая модель протоколов маршрутизации, значительно упрощающая анализ различных параметров работы протоколов маршрутизации, в частности, оценку количественных критериев их эффективности.

4. Получены аналитические зависимости для практической оценки параметров работы маршрутизаторов в различных режимах по предложенным критериям, позволяющие количественно оценивать эффективность его работы.

5. Проведена экспериментальная проверка полученных зависимостей, подтвердившая щ пригодность для практической оценки параметров работы маршрутизаторов.

6. Основные положения работы апробированы на конкретных компьютерных сетях, в том числе на корпоративной сети ОРПО ДИВД ЗапСиб. ж.д. - филиала ОАО «РЖД».

7. Результаты исследований используются при проведении учебных занятий по дисциплинам «Информационные сети» и «Проектирование корпоративных сетей» в ОмГУПСе.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Альтман Е.А., Смирнов C.B., Ким Ен Нам Повышение качества обслуживания компьютерных сетей методами управления трафика (тезисы) //XXX межвузовская научная конференция студентов и аспирантов - Самара: СамГУПС, 2003. С. 91-92.

2. Альтман Е.А., Смирнов C.B., Александров A.B., Красулин A.B., Головин Д.В. Обеспечение требуемых параметров передачи технологического трафика информационной сети железной дороги (тезисы) //Под знаком «Сигма»: тезисы докладов всероссийской научной молодежной конференции - Омск: Изд-во ОмГУ, 2003. С.57-58.

3. Альтман Е.А., Смирнов C.B. Обеспечение требуемых параметров передачи технологического трафика информационной сети железной дороги (тезисы) //СТТ-2003: тезисы докладов международной научно-технической конференции - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. С. 35-36.

4. Альтман Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в IP-сетях //Омский научный вестник, №18, март 2002г. С. 145-149.

5. Альтман Е.А., Александров A.B. Специализированная лаборатория компьютерных технологий //Омский научный вестник, №18, март 2002г., С. 167-171.

6. Альтман Е.А. Трехуровневая модель протоколов маршрутизации (тезисы) //Экономика и промышленная политика России: П1 международная научно-практическая конференция, СПб, 2004г., С. 567-568.

7. Альтман Е.А., Шахов В.Г, Обобщенная модель протоколов маршрутизации компьютерных сетей //Омский научный вестник, №1, 2004, С. 100-102.

8. Альтман Е.А., Шахов В.Г., Спиридонов В.А. Оценка времени сходимости протоколов маршрутизации //Омский научный вестник, №1, 2004, С. 104-104.

9. Альтман Е.А., Малютин А.Г, Смирнов C.B. и др. Автоматизированное проектирование систем идентификации, управления и обработки информации. Отчет о НИР (промежут.) //Омский гос. ун-т путей сообщения; № ГР 01.9.60000794; Омск, 2003. 70 с!

10. Альтман Е.А., Малютин А.Г., Симаков A.A. Протоколы TCP/IP //Метод, указания. ОмГУПС, 2004г. 41с.

11. Альтман Е.А. Оценка эффективности протоколов маршрутизации (тезисы) //научно-техническая конференция «XII Туполевские чтения», Казань, 2004

12. Альтман Е.А. Оценка эффективности обработки пакетов маршрутизатором (тезисы) //Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых, Красноярск, май 2004г., С. 238-240.

Типография ОмГУПСа. 644046, г. Омск, нр. Маркса, 35. Тираж 100 экз. Заказ 866.

РНБ Русский фонд

2007-4

/ о

У ^ я

/

■■ я ¡1 V '

13 Ш 2004

1. Критерии эффективности маршрутизаторов.

1.1. Работа маршрутизаторов и критерии ее оценки.

1.2. Количественный критерий эффективности работы маршрутизаторов.

1.3. Оценка времени выполнения алгоритмов сетевых устройств.

1.4. Выводы по главе.

2. Алгоритмы работы сетевых устройств.

2.1. Применение теории множеств для описания сетевых алгоритмов.

2.2. Представление данных в вычислительных устройствах.

2.2.1 Списки и деревья.

2.2.2 Структуры данных для быстрой обработки пакетов.

2.3. Применение теории графов для анализа алгоритмов маршрутизации.

2.3.1 Термины и обозначения.

2.3.2 Взвешенные графы и потоки в сетях.

2.4. Выводы по главе.

3. Сетевые протоколы и их реализация в маршрутизаторах.

3.1. Основы межсетевого взаимодействия.

3.2. Общие принципы проектирования компьютерных сетей.

3.3. Обобщенная модель обработки пакетов в сетевом устройстве.

3.4. Обобщенная модель протоколов маршрутизации.

3.5. Алгоритмы нахождения маршрута.

3.6. Фильтрация и управление трафиком.

3.7. Обеспечение качества обслуживания.

3.8. Алгоритмы повышения производительности маршрутизаторов.

3.9. Выводы по главе.

4. Количественная оценка параметров маршрутизаторов.

4.1. Экспериментальная проверка результатов.

4.2. Количественная оценка работы маршрутизаторов по построению таблиц маршрутизации.

4.2.1 Оценка времени сходимости.

4.2.2 Оценка объема служебного трафика.

4.2.3 Рекомендации по количественной оценке работы маршрутизаторов по построению таблиц маршрутизации.

4.3. Количественная оценка работы маршрутизаторов при передаче пакетов.

4.3.1 Определение времени поиска маршрута в таблице маршрутизации.

4.3.2 Определение времени пересылки пакета по внутренней магистрали.

4.3.3 Определение времени фильтрации пакетов.

4.3.4 Расчет количественной оценке работы маршрутизаторов при передаче пакетов.

4.4. Выводы по главе.

5. Практическая оценка эффективности работы маршрутизаторов.

5.1. Корпоративная компьютерная сеть.

5.2. Оценка работы протоколов маршрутизации.

5.3. Оценка работы маршрутизаторов при передаче пакетов.

5.4. Рекомендации по модернизации сети.

5.5. Общие рекомендации по проектированию компьютерных сетей и настройке маршрутизаторов.

5.6. Выводы по главе.

Одними из наиболее перспективных и быстроразвивающихся направлений развития информационных технологий являются системы и устройства телекоммуникаций и, прежде всего, компьютерные сети. Их перспективность определяется всеобщей информатизацией общества, внедрением компьютеров в науку, производство, бизнес, обучение и другие отрасли человеческой деятельности, а также необходимостью интеграции информационных систем. Развитие компьютерных сетей происходит как в плане роста количества подключенных к ним узлов, так и увеличением объемов передаваемого трафика.

Основы сетевых технологий изложены в работах В. Г. Олифер, Н. А. Олифер [78, 79], М. В. Кульгина [64, 65]. Оригинальные научные разработки в исследуемой области приводятся в работах JI. И. Абросимова [1-12], В. М. Вишневского [44] и других. Наибольший вклад в развитие рассматриваемой области науки внесли зарубежные ученые. Прежде всего, стоит отметить университетские центры, такие как Massachusetts Institute of Technology (MIT) [139] и Berkeley University of California [107], а также научные центры крупных фирм производителей, таких как Cisco Systems [108, 108], Nortel Networks [141], Juniper Networks [143], Foundry Networks [130], 3COM [145], Microsoft [138, 140] и других.

Одной из актуальных задач проектирования и администрирования компьютерных сетей является настройка маршрутизаторов, осуществляющих передачу информации в пакетном режиме. При этом большой проблемой является задача анализа и разработки методов конфигурирования маршрутизаторов с помощью количественной оценки их работы. Под конфигурацией маршрутизатора понимается состав и настройка как программного, так и аппаратного обеспечения устройства. Актуальность проблемы определяется высокой сложностью настройки современных сетевых устройств и необходимостью эффективного использования оборудования и линий связи.

Современные исследования в рассматриваемой области носят качественный характер и сводятся к отдельным рекомендациям. В работающих в настоящее время компьютерных сетях часто используются настройки многих параметров маршрутизаторов по умолчанию, что не всегда является наилучшим решением. В работе сделан акцент на количественную оценку эффективности маршрутизаторов, который позволяет свести процесс оптимальной настройки сетевого оборудования к инженерной задаче.

Целью работы является выбор количественных критериев для определения эффективности работы маршрутизаторов, позволяющих формальным образом сравнивать между собой и выбирать оптимальные варианты их конфигурации, разработка методов оценивания выбранных критериев и принятия на их основе эффективных программно-аппаратных решений.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выбор и обоснование количественных критериев, позволяющих оценивать эффективность работы маршрутизатора.

2. Анализ существующих алгоритмов, используемых в маршрутизаторах в режимах обработки пакетов и построения таблиц маршрутизации, и выбор параметров оценки их эффективности.

3. Структуризация алгоритмов и получение общей оценки работы маршрутизаторов, исходя из оценки сложности отдельных алгоритмов.

4. Разработка методов аналитического оценивания выбранных параметров.

5. Экспериментальная проверка аналитически полученных выражений в лабораторных условиях.

6. Апробация критериев и методов их расчета на базе конкретных корпоративных компьютерных сетей.

7. Выработка практических рекомендаций по настройке маршрутизаторов.

Теоретические исследования проводились с использованием теории множеств, графов и оценки вычислительной сложности. Структуризация алгоритмов выполнялась методами многоуровневых моделей. Экспериментальная проверка проводилась методами физического моделирования на сетевом оборудовании фирмы Cisco.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выбраны и обоснованы количественные критерии оценки эффективности работы маршрутизатора.

2. Разработан упрощенный метод оценки сложности алгоритмов сетевых устройств, учитывающий особенности этих алгоритмов.

3. Расширена многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизаторами с учетом выполняемых современными сетевыми устройствами операций.

4. Предложена трехуровневая модель протоколов маршрутизации, позволяющая упростить задачу их анализа и расчета параметров.

Практическую ценность представляют следующие результаты работы:

1. Получены и экспериментально подтверждены аналитические зависимости для практической оценки параметров протоколов маршрутизации и алгоритмов обработки пакетов.

2. Выработаны практические рекомендации по выбору конфигурации маршрутизаторов.

3. Сформулированы предложения по оптимизации настроек сетевого оборудования корпоративной компьютерной сети ОРПО ДИВЦ Зап-Сиб ж.д. -филиала ОАО «РЖД», которые могут быть использованы для других сетей.

4. Результаты работы используются при проведении учебных занятий по дисциплинам, связанным с компьютерными сетями, в Омском государственном университете путей сообщений.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР «Разработка и исследование автоматизированных методов идентификации, управления и обработки информации в технических системах» (№ государственной регистрации 01.9.60000794), проводимой в ОмГУПС.

По результатам исследований поданы предложения в ОРПО ДИВЦ ЗапСиб. ж.д. - филиала ОАО «РЖД» по оптимизации настроек сетевого оборудования корпоративной компьютерной сети Омского отделения. Результаты работы используются в учебном процессе в ОмГУПС. Реализация результатов работ подтверждена соответствующими актами о внедрении.

Основные положения работы докладывались на 6 конференциях, по теме диссертации опубликовано 4 статьи, в том числе 1 статья без соавторов, оформлен один отчет по НИР, издано 1 методическое указание, всего 12 работ.

Работа состоит из введения, пяти глав, списка использованных источников из 145 наименований. Основной текст изложен на 131 странице, содержит 3 таблицы и иллюстрируется 24 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Количественные критерии оценки эффективности работы маршрутизатора.

2. Многоуровневая модель обработки пакетов маршрутизатором.

3. Трехуровневая модель протоколов маршрутизации.

4. Практические рекомендации по выбору конфигурации маршрутизаторов.

5.6. Выводы по главе

1. На основании предложенных ранее критериев проанализирована корпоративная сеть ОРПО ДИВЦ Зап-Сиб ж.д. - филиала ОАО «РЖД». Анализ позволил сформулировать ряд рекомендаций, позволяющих улучшить работу сети.

2. Предложены общие рекомендации по анализу компьютерных сетей позволяющие оптимизировать выбор и настройку маршрутизаторов.

3. Экономическая эффективность при использовании предложенных рекомендаций за счет экономии средств на закупку сетевого оборудования в рамках ОРПО ДИВЦ Зап-Сиб ж.д. - филиала ОАО «РЖД» составляет примерно 30000-50000$.

Заключение

1. Сформулированы критерии количественной оценки эффективности работы маршрутизаторов, позволяющие сравнивать между собой и выбирать конфигурации устройств.

2. Расширена обобщенная модель работы сетевого устройства, более полно и структурировано, по сравнению с применявшимися моделями, описывающая процесс обработки пакета.

3. Предложена новая трехуровневая модель протоколов маршрутизации, значительно упрощающая анализ различных параметров работы протоколов маршрутизации, в частности, оценку количественных критериев их эффективности.

4. Получены аналитические зависимости для практической оценки параметров работы маршрутизаторов в различных режимах по предложенным критериям, позволяющие количественно оценивать эффективность его работы.

5. Проведена экспериментальная проверка полученных зависимостей, подтвердившая их пригодность для практической оценки параметров работы маршрутизаторов.

6. Основные положения работы апробированы на конкретных компьютерных сетях, в том числе на корпоративной сети ОРПО ДИВЦ ЗапСиб. ж.д. - филиала ОАО «РЖД».

7. Результаты исследований используются при проведении учебных занятий по дисциплинам «Информационные сети» и «Проектирование корпоративных сетей» в ОмГУПСе.

1. Абросимов Л.И. Анализ и проектирование вычислительных сетей // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://network-j^umal.mpei.ac.rii/cgi-birL/main.pl?l=ru&n=l&pa=4&ar=l). №1, 2001

2. Абросимов Л.И. Концепция теории производительности вычислительных сетей // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru& n=l&pa=3&ar=l). №1, 2001.

3. Абросимов Л.И. Методика исследования трафика корпоративной вычислительной сети // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru& n=3&pa=14&ar=l). №3, 2003.

4. Абросимов Л.И. Проблемы оценки производительности вычислительных сетей // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://network-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru& n=3&pa=7&ar= 1). №3, 2003.

5. Абросимов Л.И. Расчет структуры вычислительной сети древовидной конфигурации // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru&n=2&pa=2&ar=l). №2, 2002.

6. Абросимов Л.И. Расчет структуры вычислительной сети древовидной конфигурации // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru&n=2&pa=2&ar=2). №2, 2002.

7. Абросимов Л.И. Реализация модели для оценки производительности WAN // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru&n=3&pa=8&ar=l). №3, 2003.

8. Абросимов Л.И., Левочка Р.С. Исследование производительности сетевого тракта Ethernet // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei. ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru& n=2&pa=4&ar= 1). №2, 2002.

9. Абросимов Л.И., Лукьянчиков А.В. Анализ вероятностно-временных характеристик ЛВС // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru&n= 1 &ра=5&аг=1). №1, 2001.

10. Абросимов Л.И., Трущенко М.А. Исследование характеристик видеотрафика. // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://netvvork-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru&n=l&pa=6&ar=l). №1,2001.

11. Алголист. Нахождение максимального пропускного потока (http://algolist.manual.ru/maths/graphs/netflow.php).

12. Алголист. Алгоритм Дийкстры (http://algolist.manual.ru/maths/ graphs/shortpath/dijkstra.php).

13. Алголист. Алгоритм Форда-Беллмана (http://algolist.manual.ru/maths/ graphs/shortpath/ford.php).

14. Алголист. Нахождение на графе минимального остовного дерева (http://algolist.manual.ru/maths/graphs/span.php).

15. Альтман Е.А. Трехуровневая модель протоколов маршрутизации //Экономика и промышленная политика России: III международная научно-практическая конференция, Сп-б, 2004. С. 567-568.

16. Альтман Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в IP-сетях // Омский научный вестник, №18, март 2002. С. 145-149.

17. Альтман Е.А., Александров А.В. Специализированная лаборатория компьютерных технологий // Омский научный вестник, №18, март 2002. С. 167171.

18. Альтман Е.А., Смирнов С.В. Обеспечение требуемых параметров передачи технологического трафика информационной сети железной дороги //СТТ-2003: тезисы докладов международной научно-технической конференции Томск: Изд-во ТПУ, 2003. С. 35-36.

19. Альтман Е.А. Оценка эффективности протоколов маршрутизации (тезисы) // научно-техническая конференция «XII Туполевские чтения», Казань, 2004

20. Альтман Е.А., Малютин А.Г. Базовые сетевые технологии и протоколы // Метод, указания. ОмГУПС, 2004. 32с.

21. Альтман Е.А., Малютин А.Г. Проектирование корпоративной сети // Метод, указания. ОмГУПС, 2004. 32с.

22. Альтман Е.А., Малютин А.Г. Проектирование структурированной кабельной системы // Метод, указания. ОмГУПС, 2004. 44с.

23. Альтман Е.А., Малютин А.Г., Симаков А.А. Протоколы TCP/IP // Метод, указания. ОмГУПС, 2004. 41с.

24. Альтман Е.А., Малютин А.Г, Смирнов С.В. и др. Автоматизированное проектирование систем идентификации, управления и обработки информации. Отчет о НИР (промежут.) // Омский гос. ун-т путей сообщения; № ГР 01.9.60000794; Омск, 2003. 70 с.

25. Альтман Е.А., Смирнов С.В., Ким Ен Нам Повышение качества обслуживания компьютерных сетей методами управления трафика //XXX межвузовская научная конференция студентов и аспирантов Самара: СамГУПС, 2003. С. 91-92.

26. Альтман Е.А., Шахов В.Г. Обобщенная модель протоколов маршрутизации компьютерных сетей //Омский научный вестник, №1, 2004. С. 100-102.

27. Альтман Е.А., Шахов В.Г., Спиридонов В.А. Оценка времени сходимости протоколов маршрутизации //Омский научный вестник, №1, 2004. С. 102-104.

28. Амамия М., Танака Ю. Архитектура ЭВМ и искусственный интеллект. М.:Мир, 1993. 400с.

29. Амато В. Основы организации сетей Cisco, т. 1. СПб.:Вильямс, 2002.-512с.

30. Амато В. Основы организации сетей Cisco, т. 2. СПб.:Вильямс, 2002.-464с.

31. Андреев А.Н., Воеводин Вл.В. Методика измерения основных характеристик программно-аппаратной среды (http://www. dvo.ru/bbc/ benchmarks.html).

32. Андресон К., Минаси М. Локальные сети М.: Корона-принт, 1999.624с.

33. Бакланов И.Г. ISDN и FRAME RELAY: технология и практика измерений М.: Экотрендз, 2000. 188с.

34. Барановская Т. П. , Лойко В. И. , Семенов М. И. , Трубилин А. И. Архитектура компьютерных систем и сетей М.: Финансы и статистика, 2003. -256 с

35. Боллапрагада В., Мэрфи К., Уайт Р. Структура операционной системы Cisco IOS СПб.:Вильямс, 2002. 208с.

36. Браун С. Виртуальные частные сети СПб.: Лори, 2001. 508с.

37. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. М.: Финансы и статистика, 2004. 703с.

38. Брэдли Дансмор, Тоби Скандьер Справочник по телекоммуникационным технологиям М.: Cisco Press, 2004. 640с

39. Вегешна Ш. Качество обслуживания в сетях IP М.: Вильяме, 2003.368с.

40. Винер Д. Анализ современных методов маршрутизации (http://\v\v\v.jetinfo.ru/1998/2-3/l/articlel.2-3.1998.html)

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

42. Воеводин Вл. В. Параллельная обработка данных. (http://parallel.ru/vvv/lec 1 .html). ,

43. Галкин В. А. , Григорьев Ю. А. Телекоммуникации и сети М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 608с.

44. С. Глебов. Дискретная математика, (http://gloomy69.on.ufanet.ru/ RJN/rindex.html).

45. Грир Т. Сети интранет М.: Русская редакция, 2000. 360с.

46. Дансмор Б., Скандьер Т. Справочник по телекоммуникационным технологиям СПб.: Вильяме, 2003. 640с.

47. Денисов Е.А. Маршрутизация одиночных сообщений в корпоративной сети // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://net\vork-joumal.mpei.ac.rWcgi-bin/main.pl?l=m&n=3&pa=5&ar=l). №3,2003.

48. Денисов Е.А. Математическая модель маршрутизации пакетов в глобальной информационной сети // Вычислительные сети. Теория и практика (Электронный журнал http://network-journal.mpei.ac.ru/cgi-bin/main.pl?l=ru& n=3&pa=5&ar=2). №3, 2003.

49. Дикер-Пилдуш Г. Сети ATM корпорации Cisco Спб.: Вильяме, 2004. 880с.

50. Зекер К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей Спб.: БХВ, 2000,- 1008с.

51. Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения М.: ДМК Пресс, 2002. 336с.

52. Иванов Б.Н. Дискретная математика. Алгоритмы и программы: учеб. пособие. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 288с.

53. Иванов В. Компьютерные коммуникации. Учебный курс Спб.: Питер, 2002.-224с.

54. Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход Спб.: БХВ-Петербург, 2003. 448с.

55. Кларк К., Гамильтон К. Принципы коммутации в локальных сетях Cisco. СПб.: Вильяме, 2003. 976с.

56. Кузюрин Н.Н. Сложность комбинаторных алгоритмов (http://discopal.ispras.ru/lectures/cs-isp.pdf).

57. Куин Л., Рассел P. Fast Ethernet СПб.: БХВ, 1998. 448с.

58. Кульгин М.В. Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов. СПб: Питер, 2001. -320 с.

59. Кульгин М.В. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия СПб: Питер, 2000. 704с.

60. Леинванд А., Пински Б. Конфигурирование маршрутизаторов Cisco. СПб.:Вильямс, 2002. 368с.

61. Леммл Т., Одом LLL, Уоллес К. CCNP Маршрутизация. Учебное руководство М.: Лори, 2002. 496с.

62. Лецкий Э.К., Панкратов В.П., Яковлев В.В. и др. Информационные технологии на железнодорожном транспорте М.:УМК МПС России, 2000. -680с.

63. Лински Е.М. Сравнение производительности протоколов маршрутизации для ad hoc сетей (http://bicamp.aanet.ru/2003/papers/sectionIT/ LinskyEM.pdf)

64. Мак-Квери С., Мак-Грю К., Фой С. Передача голосовых данных по сетям Cisco Frame Relay, ATM и IP СПб.: Вильяме, 2002. 512с.

65. Мельников Д.А. Информационные процессы в компьютерных сетях. Протоколы, стандарты, интерфейсы, модели М.: Кудиц-образ, 1999. -256с.

66. Наумани Ш., Вер X. Компьютерная сеть. Проектирование, создание, обслуживание М.: ДМК, 2000. 336с.

67. Никифоров B.C. Введение в сетевые технологии М.: Финансы и статистика, 2003. 224с.

68. Новиков 10. В., Кондратенко С. В. Локальные сети. Архитектура, алгоритмы, проектирование М.: Эком, 2000. 312с.

69. Норенков И. П., Трудоношин В. А. Телекоммуникационные технологии и сети М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 248с.

70. Оглтри Т. Модернизация и ремонт сетей М.: Вильяме 2000. 928с.

71. Олвейн В. Структура и реализация современной технологии MPLS СПб.: Вильяме, 2004. 480с.

72. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы СПб: Питер, 1999. 672с.

73. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Новые технологии и оборудование IP -сетей СПб: БХВ, 2000. 512 с.

74. Оре О. Теория графов М.: Наука, 1980. 336с.

75. Остерлох X. Маршрутизация в IP-сетях. Принципы, протоколы, настройка М.: ДиаСофтЮП, 2002. 512с.

76. Оценка программ (http://www.structur.h 1 .ru/ocenka.htm).

77. Пакет К. Создание сетей удаленного доступа Cisco СПб.: Вильяме, 2003.-672с.

78. Пакет К., Тир Д. Создание масштабируемых сетей Cisco СПб.: Вильяме, 2002. 792с.

79. Паркхерст У.Р. Справочник по командам и настройке протокола BGP-4 маршрутизаторов Cisco СПб.: Вильяме, 2002. 384с.

80. Попов И.И., Максимов Н. В. Компьютерные сети М.: Форум, 2003.336с.

81. Ретана А., Слайс Д., Уайт Р. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей СПб.: Вильяме, 2002. 368с.

82. С. А. Макеев Анализ протоколов маршрутизации в компьютерных сетях на основе имитационного моделирования (http://gpss.ru/immod'03/026.html).

83. Семенов Ю.А. Сети Интернет. Архитектура и протоколы М.: Блик плюс, 2001. -432с.

84. Спортак М., Паппас Ф. Компьютерные сети и сетевые технологии М.: ТИД ДС, 2002г. 736с.

85. Столингс В. Современные компьютерные сети СПб.: Питер, 2003.784с.

86. Томас Т.М. Структура и реализация сетей на основе протокола OSPF СПб.: Вильяме, 2004. 816с.

87. Уилсон Э. Мониторинг и анализ сетей Методы выявления неисправностей СПб.: Лори, 2002. 350с.

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

89. Уэнстром М. Организация защиты сетей Cisco. СПб.: Вильяме, 2003.-768с.

90. Феррари Д. Оценка производительности вычислительных систем М.:Мир, 1981.-576с.

91. Форд JI.P., Фалкерсон Д.Р. Потоки в сетях М.: Мир, 1966.

92. Хабракен Д. Маршрутизаторы Cisco. Практическое применение М.: ДМК Пресс, 2001.-320с.

93. Хелеби С. Принципы маршрутизации в Интернет М.: Вильяме. 2001.-448с.

94. Хелеби С., Мак-Ферсон Д. Принципы маршрутизации в Internet СПб.: Вильяме, 2002. 448с.

95. Хелсалл Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем М.: Радио и связь, 1995. 408с.

96. Чепмен Д.В., Фокс Э. Брандмауэры Cisco Secure PIX СПб.: Вильяме, 2003.-384с.

97. Шиндлер Д.Л. Основы компьютерных сетей СПб.: Вильяме, 2002.656с.

98. Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справочник М.: Кудиц-образ, 2000. 272с.

99. Allied Telesyn: программное обеспечение и документация (http://\v\v\v.alliedtelesyn.ru/allied/support/search.asp?country=264&lang=ru)

100. Andrew S. Tanenbaum. Computer Networks, Prentice Hall PTR, 2003.912 c.

101. Berkeley University of California (http://www.bu.edu).

102. Cisco Connection Documentation (http://cisco.com/univercd/home/ home.htm)

103. Cisco Systems (http://www.cisco.com).

104. Cisco Systems Руководство по поиску неисправностей в объединенных сетях Спб.: Вильяме, 2003. 1040с.

105. Cisco Systems и др. Руководство по поиску неисправностей в объединенных сетях. СПб.: Вильяме, 2002. — 1040с.

106. Cisco Systems Руководство по междоменной многоадресатной маршрутизации Спб.: Вильяме, 2004. 320с.

107. Cisco Systems. Руководство по технологиям объединенных сетей. 3-е издание. СПб.: Вильяме, 2002. 1040с.

108. Cisco Systems. Толковый словарь сетевых терминов и аббревиатур. СПб.: Вильяме, 2002. 368с.

109. Cisco Systems. Frame Relay (http://www.cisco.com/univercd/ cc/td/doc/cisint\vk/itodoc/frame.htm).

110. Cisco Systems. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP). (http://ww\v.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/enigф.htm).

111. Cisco Systems. Ethernet (http://www.cisco.com/univercd/ cc/td/doc/cisintwk/itodoc/ethernet.htm).

112. Cisco systems. Interior Gateway Routing Protocol (http://www.cisco.com/ univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/igф.htm).

113. Cisco systems. Internet Protocols (IP) (http://www.cisco.com/univercd /cc/td/doc/cisintwk/itodoc/ip.htm).

114. Cisco systems. Introduction to WAN Technologies (http://wvvw.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/introwan.htm)

115. Cisco systems. Open Shortest Path First (http://www.cisco.com/ univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/ospf.htm).

116. Cisco systems. Open Systems Interconnection (OSI) Routing Protocol (http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/osirout.htm).

117. Cisco systems. Resource Reservation Protocol (RSVP) (http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/rsvp.htm).

118. Cisco systems. Routing Basic (http://www.cisco.com/univercd/ cc/td/doc/cisintwk/itodoc/routing.htm).

119. Cisco systems. Routing Information Protocol (http://www.cisco.com/ univercd/cc/td/doc/cisintwk/itodoc/rip.htm).

120. Cisco systems. Tag switching (http://www.cisco.com/univercd/ cc/td/doc/cisintwk/itodoc/tagswtch.htm)

121. Cisco systems. Quality of service (http://www.cisco.com/univercd/ cc/td/doc/cisintwk/itodoc/qos.htm).

122. Diestel R. Graph Theory. NY:Springer-Verlag, 2000. 322c.

123. D-Link. Технологии (http://ww\v.dlink.ru/technology/index.shtml)

124. Foundry Networks. Technologies (http://www.foundrynet.comi/ technologies/index.html).

125. Held G. Data Communications Networking Devices: Operation, Utilization and Lan and Wan Internetworking Addison-Wesley, 2002. — 884 c.

126. International Organization for Standardization (http://www.iso.ch/iso/).133 .Institute of Electrical and Electronics Engineers (http://www.ieee.org/portal/index.jsp).

127. Open systems interconnection http://www.iso.ch/iso/en/ CatalogueListPage.CatalogueList?ICSl=35&ICS2=100&ICS3=.

128. Perlman R. Interconnections: Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols. Addison-Wesley, 2000. 560 c.

129. Products IOS High Level Overview (http://www.cisco.com/en/ US/products/sw/iosswrel/productsioshighleveloverview.html).

130. Routing algorithms. (http://www.control.auc.dk/~jens/teaching/ GraphTheoiy/routing/ lecture3 .htm).

131. Microsoft (http://www.microsofl.com).

132. Massachusetts Institute of Technology (http://www.mit.edu).

133. Microsoft Development Network (http://www.msdn.com).

134. Nortel Networks (http://www.nortel.com).142. NSG (http://www.nsg.ru/).

135. Juniper Networks. Solutions Abstract (http://www.juniper.net/solutions/ literature/)

136. Xipeng Xiao, Lionel M. Ni Internet QoS: a big picture. (http://www.cs.columbia.edu/~zwb/my/oral/qos/netmag/qos.pdf).145. 3Com. Решения (http://www.3com.ru/solutions/).