Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Сергеев Владимир Григорьевич

Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей
<
Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сергеев Владимир Григорьевич. Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.13.18 : Санкт-Петербург, 2003 346 c. РГБ ОД, 71:05-5/72

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ 9

1. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЕЙ 21

1.1. Распределенные системы как объект автоматизации управления (на примере АО «Северо-Западного Пароходства») 21

1.2. Современная концепция информационной системы управления 32

1.3. Структуризация сетей в распределенных системах управления 47

1.4. Межсетевые устройства сопряжения сетей и сегментов 56

1.4.1. Архитектура интерсети в терминах ЭМВОС/МОС 56

1.4.2. Структуры КС при быстрой коммутации пакетов 60

1.5. Методы моделирования информационных сетей и их элементов 67

1.6. Концепция математического обеспечения моделирования корпоративных сетей 71

1.6.1. Анализ задач моделирования при структурном проектировании информационных сетей 71

1.6.2. Концепция математического обеспечения структурно-функционального анализа моделей корпоративных сетей 76

Выводы по главе 82

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ-СЕРВЕР 83

2.1. Архитектура клиент-сервер 84

2.1.1. RDA-модель 89

2.1.2. DBS-модель 90

2.1.3. AS-модель 92

2.2. Анализ разомкнутых экспоненциальных СеМО 94

2.2.1. Экспоненциальная однородная система массового обслуживания 95

2.2.2. Сети массового обслуживания 97

2.2.3. Свойства разомкнутых экспоненциальных СеМО 101

2.2.4. Расчет системных характеристик экспоненциальных СеМО 104

2.3. Расчет производительности вычислительной системы «клиент-сервер» 112

2.3.1. Концептуальная модель локальной сети с архитектурой «клиент-сервер» 112

2.3.2. Схема расчета производительности локальной сети с архитектурой «клиент-сервер» 117

2.3.3. Методика расчета оценки производительности архитектуры «клиент-сервер» 123

2.4. Средства автоматизированного тестирования 128

Выводы по главе 136

3. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК КОММУТАТОРОВ 137

3.1. Допущения при построении концептуальных моделей коммутаторов 137

3.2. Концептуальная модель коммутатора с ОРП 139

3.2.1. Модель технических средств коммутации 140

3.2.2. Алгоритм работы КМ 142

3.2.3. Алгоритм коммутации через ОПП 146

3.2.4. Формализация задачи и схема расчета характеристик коммутатора с разделяемой памятью 150

3.2.4.1. Задание параметров коммутатора 150

3.2.4.2. Схема расчета замкнутой СеМО 151

3.3. Концептуальная модель двоичной коммутационной системы матричного типа 156

3.3.1. Модель технических средств коммутации 156

3.3.2. Алгоритм коммутации 159

3.3.3. Алгоритм построения связей между коммутационными элементами двоичной матрицы 162

3.3.4. Формализация задачи и концепция статистического моделирования КС-Б 171

3.3.4.1. Задание параметров коммутатора 171

3.3.4.2. Концепция ускорения статистического моделирования КС-Б 171

3.4. Математическая постановка задачи оценивания характеристик МУ 174

Выводы по главе 177

4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК КОММУТАТОРА С ОБЩЕЙ РАЗДЕЛЯЕМОЙ ПАМЯТЬЮ 179

4.1. Составляющие времени задержки пакетов в коммутаторе 179

4.2. Модель расчета характеристик коммутатора с ОРП 186

4.3. Расчет производительности коммутатора с общей разделяемой памятью 189

4.3.1. Расчет среднего времени задержки коммутации и ожидания доступа в ОПП 189

4.3.2. Алгоритм расчета производительности коммутатора с разделяемой памятью 194

4.4. Расчет емкости буферного пула коммутатора с разделяемой памятью 196

4.5. Формирование матрицы распределения очередей исходящих каналов по секциям оперативной памяти 203

4.6. Построение процедуры параметрической настройки коммутатора 206

4.6.1. Обобщенный алгоритм настройки 206

4.6.2. расчет начального приближения 208

4.6.3. Расчет производительности и среднего времени задержки пакета в коммутаторе 209

4.7. Методика расчета коммутатора 210

4.8. Экспериментальная проверка методики построения коммутатора 212

4.8.1. Результаты аналитического моделирования коммутатора 212

4.8.2. Анализ чувствительности процедуры настройки к изменению параметров 218

4.8.3. Имитационная модель коммутатора с разделяемой общей памятью 219

Выводы по главе 231

5. СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ДВОИЧНЫХ МАТРИЧНЫХ КОММУТАТОРОВ 233

5.1. Декомпозиция матрицы коммутации на подмножества маршрутов коммутации 233

5.2. Назначение рангов коммутационным элементам. Выбор порога существенности связей 237

5.3. Алгоритм двухступенчатой декомпозиции матрицы коммутации 242

5.4. Алгоритмы, обеспечивающие декомпозицию матрицы коммутации 245

5.4.1. Алгоритм формирования интенсивности потоков протокольных блоков, поступающих на входы коммутационных элементов 245

5.4.2. Алгоритм вычисления среднего времени задержки пакетов в коммутационном элементе 248

5.5. Имитационная модель виртуального канала 250

5.5.1. Концептуальная модель маршрута коммутации 250

      1. Алгоритм формирования интенсивностей транзитных потоков 255

6.5. Имитационная модель процесса функционирования коммутационной системы на основе двоичной матрицы типа «Баньян» 257

5.6.1. Структурные элементы имитационной модели коммутатора 257

5.6.2. Особенности функционирования протокола коммутации 261

5.6.3. Модель коммутатора с БЗУ на выходах КЭ 271

5.6.4. Особенности модели "чистый баньян" 279

5.6.5. Сведение моделей коммутационных матриц к модели ВК 282

5.6.6. Анализ и сравнение результатов моделирования 282

Выводы по главе 285

6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПОРНОЙСЕТИ 287

6.1. Аналитико-статистический метод оценивания структурной надежности сети 288

6.2. Статистическое оценивание функциональной надежности сети.

Моделирование процесса установления соединения на сети 292

6.2.1. Концепция моделирования установления соединения 293

6.2.2. Модель процесса установления соединения 297

6.2.3. Аналитико-статистический расчет оценки вероятности установления (неустановления) соединения на сети 299

6.3. Аналитико-статистический расчет временных характеристик транспортировки пакетов по сети 303

6.3.1. Декомпозиция сети на подмножестве путей обмена информации 303

6.3.2. Назначение рангов УК и КС сети и выбор порога существенности связей 305

6.3.3. Алгоритм двухступенчатой декомпозиции сети 307

6.3.4. Точность оценки исследуемых характеристик 308

6.3.5. Структура модели виртуального канала 311

6.3.6. Алгоритм формирования интенсивностей транзитных потоков 314

6.3.7. Рекомендации к построению моделирующего алгоритма 316

6.3.8. Методика и тестовый пример ускоренного машинного анализа временных характеристик сети 320

Выводы по главе 327

Заключение 329

Литература -333 

Введение к работе

Переход к динамическим рыночным отношениям предполагает особую заинтересованность в развитии форм информационных связей между предприятиями и внутри них [98, 102]. Основой современного информационного обеспечения крупных объединений, корпораций являются сетевые технологии [42,91,98].

Корпоративная сеть становится важнейшим информационным ресурсом предприятия; Без современной телекоммуникационной сети оперативный подход к целому ряду управленческих задач невозможен, сопряжен с неоправданным финансовым риском, зачастую с потерями [50, 58,104, 106].

Корпорация является сложной, многопрофильной структурой и вследствие этого имеет распределенную иерархическую систему управления. Кроме того, предприятия, отделения и административные офисы, входящие в корпорацию, как правило, расположены на значительных расстояниях друг от друга [3, 25,115].

Принцип сквозного управления требует объединения всех разрозненных программных и аппаратных ресурсов в единую систему, которая обеспечивала бы отображение бизнес - процесса так, как видит весь этот процесс административно - управленческий персонал. Администратор должен иметь возможность видеть все компоненты системы, участвующие в выполнении того или иного бизнес-процесса, как распределены и используются ресурсы на каждой стадии бизнес-процесса [77].

Собственные корпоративные системы большинства средних и крупных российских компаний являются надстройками готовых систем, спроектированных разработчиками других фирм (как правило, зарубежных) [1].

Подобных систем в одной фирме может быть несколько и, достаточно часто, они практически не связаны друг с другом. Однако существующие тенденции в области управления корпоративной информацией требуют единой информационной инфраструктуры [3,10,14].

Таким образом, объединение в единую интегрированную систему разрозненных информационных ресурсов распределенной системы управления актуализирует разработку эффективных методов и средств построения корпоративных сетей обмена информацией.

Достижение этой цели в значительной степени связано с развитием и использованием методов структурно-функционального анализа моделей информационных систем для научно обоснованного выбора технических решений на этапе системного проектирования [26]. Этот этап наиболее сложен и в то же время наиболее повторяем, поскольку именно через анализ вариантов осуществляется синтез системы [26,32,135].

Трудности создания сложных технических систем (СТС), к классу которых относятся информационные сети, заключаются в том, что практически отсутствует возможность использования физических моделей и натурного эксперимента при разработке таких систем.

Поэтому особое значение при проектировании приобретают математическое моделирование и вычислительный эксперимент на модели [13, 17, 27, 32,36, 70, 89,120,125,138,139].

По вопросам моделирования сетей опубликовано большое число работ, среди которых отметим работы В.А. Богатырева, А.В. Бутрименко, Л.Е. Ва-ракина, В.А. Ершова, ГЛ. Захарова, А.П. Кулешова, О.И. Кутузова, В.Г. Лазарева, И.А. Мизина, Ю.Г. Поляка, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева, Л. Клейн-рока, Д. Мартина, М. Фишера, М. Шварца.

Разработка теории математического обеспечения моделирования сложных систем осуществлялась с использований результатов исследований Г.П. Башарина, В.В. Быкова, Н.П. Бусленко, А.Г. Варжапетяна, Д.В. Гаскарова, СМ. Ермакова, В.В. Калашникова, И.Н. Коваленко, Д.Н.Колесникова, А.Ю. Кузнецова, Г.А. Михайлова, Б.И. Плакса, И.А. Рябинина, И.А. Ушакова, В.А. Филонова, А.Д. Цвиркуна, С.Ф. Яшкова, Я. Галамбоша, Е. Гумбела, Г. Дэй-вида, Дж. Клейнена.

Работы этих ученых и ряда других составляют теоретическую базу моделирования сетей. Это научное направление находится в состоянии постоянного развития. Значительное внимание уделяется разработке методов и средств, обеспечивающих повышение эффективности проведения машинных экспериментов с имитационными моделями систем. В этом смысле показательны работы, направленные на комбинирование аналитических и статистических методов моделирования [18,25,39,44, 86, 89].

При системном проектировании сетей можно выделить три группы задач: связанных с синтезом топологической структуры сети, обусловленных реализацией технологии доставки информации по сети, управления взаимодействием.

Рассмотрим, как проявляются эти задачи при проектировании корпоративных сетей.

Специфической особенностью создания корпоративных сетей является .стремление сохранить имеющийся ресурс, провести масштабирование и с помощью опорной сети объединить разрозненные ЛС служб, рабочих групп, отдельных производств, офисов в единую интегрированную сеть.

Современные коммуникационные технологии, например ATM, позволяют реализовать интеграцию разных услуг (передачу данных, голоса, видео) в одной сети. Однако на практике очень немногие компании готовы отказаться от существующих ЛВС Ethernet, Tokin Ring, чтобы установить сквозную ATM. В подавляющем большинстве случаев компании хотят подключить свои традиционные ЛВС к опорной магистрали для создания быстродействующих сетей рабочих групп, объединенных в единую интерсеть [45].

Все это в определенной степени предопределяет состав и геометрию корпоративной сети.

В создаваемой корпоративной сети можно выделить три структурообразующих звена:

- локальные сети (ЛС), обеспечивающие управление различными службами, различными рабочими группами;

- опорная магистральная сеть, через которую реализуется взаимодействие между ЛС различных служб и подразделений корпорации;

- межсетевые устройства - коммутаторы, которые обеспечивают сопряжение ЛС с опорной сетью.

Развитие корпоративной сети может иметь два варианта: масштабирование действующих ЛС и включение в интеграцию новой ЛС (например, при вводе в действие принципиально нового производственного подразделения).

В последнем варианте обычно закупается соответствующее программно-аппаратное сетевое оборудование. Однако, в обоих вариантах необходимо оценить требуемую производительность масштабируемой или новой ЛС.

Характерной тенденцией российского рынка информационных технологий является проникновение коммуникаций глобальных и распределенных сетей [11, 15, 22,46,48, 130]. Это связано с огромными площадями, занимаемыми российскими предприятиями. Так, например, в состав АО «Северо-Западного пароходства» на правах структурных единиц входят 18 обособленных подразделений, расположенных в 4-х областях и 53 районах Северо-Запада России [102].

Система управления таким распределенным объектом требует весьма обширной системы коммуникаций. Особенностью таких корпораций является то, что для организации опорной сети необходимо арендовать магистральные каналы какой-либо ведомственной сети, число которых должно обеспечить надлежащую связность создаваемой корпоративной сети, т.е. ее структурную и функциональную надежность.

В том же случае, когда опорная сеть создается самостоятельно, география ее предопределена структурой корпорации, но остальные задачи, названные выше, приходится решать в полной мере, и, соответственно, оценивать производительность и другие вероятностно-временные характеристики (ВВХ) проектных вариантов.

Новая оригинальная задача связана с оценкой характеристик коммутаторов как межсетевых устройств, сопрягающих ЛС с опорной сетью.

Из-за различий во внутренней организации разных моделей коммутаторов трудно предвидеть, как тот или иной коммутатор будет передавать кадры какого-то конкретного образца трафика. Поэтому при сравнении коммутаторов по производительности необходимо принимать во внимание, для какого варианта трафика получены данные, поскольку не существует общепринятых тестовых образцов трафика [52].

В специальной литературе [52, 80] отмечается, что лучшим критерием по-прежнему остается практика, когда коммутатор ставится в реальную сеть, и измеряются вносимые им задержки и количество потерянных кадров. Однако такой «подбор» и не очень удобен и, главное, это, прежде всего, дорого.

Таким образом, сегментация локальных сетей и интеграция разнородных сетей в единую интерсеть с использованием коммутаторов в качестве межсетевых устройств является характерной особенностью современной сетевой технологии, обеспечивающей информационный обмен в корпоративных распределенных автоматизированных системах управления.

Все эти аспекты необходимо учитывать при построении корпоративной сети. При этом одной из основных задач, решение которой должна обеспечить методология создания корпоративных информационных систем, является использование в разрабатываемой информационной системе задела в области информационных технологий, существующего в организации (ПО, БД, СВТ, телекоммуникаций, локальных сетевых технологий) [1, 44, ПО, 112, 121, 123].

В нашей стране отсутствует, к сожалению, серьезное оборудование для сетей ATM, высокоскоростных маршрутизаторов, коммутаторов ЛВС. Мы обязаны ориентироваться на общемировой уровень и тенденции вхождения новых технологий на рынок [50, 91, 98, 100, 127,131].

Отечественные заказчики подходят к построению собственных сетевых инфраструктур с большой ответственностью, но проекты реализуются в сжатые сроки (рыночные отношения в стране сформированы не до конца, вложения обязаны окупаться быстро) [103,126].

Россия становится полигоном новейших технических решений и технологий в области телекоммуникаций, что сопряжено с опасностью появления сетей со скрытыми или невыявленными поставщиком оборудования дефектами.

Другими словами, доминирующим аспектом при создании корпоративной сети становится комплексирование информационной системы готовыми аппаратно-программными решениями.

На рынке ИТ имеется широкий спектр унифицированных аппаратно-программных средств, обеспечивающих реализацию стандартных функций и процедур, составляющих скелет и механизм функционирования ИС управления.

Не редко на практике приходится сталкиваться с таким фактом, когда закупленное и установленное сетевое оборудование оказывается загруженным на 10 - 20 %, и даже в ближайшей перспективе не видно признаков к повышению нагрузки. Поэтому «слепое» приобретение все новых и новых серверов, систем хранения, межсетевых устройств, локальных сетей для рабочих групп должно смениться обоснованным выбором интеллектуальных решений в области управления. Такие решения должны стать ключом к оптимизации и сокращению затрат на приобретение нового оборудования [98].

Таким образом, при построении корпоративной сети, а также на этапах настройки, доводки и модернизации сети комплексирование готовых аппаратных решений требует соответствующих методов и средств (моделей, расчетных методик) оценивания их характеристик на предмет соответствия требуемому качеству обслуживания при заданном либо прогнозируемом трафике.

Разработка моделей и методов расчета характеристик корпоративной сети, удовлетворяющих пользователей сети, является актуальной задачей.

Современная информационная технология ориентирована на разработку математических моделей проектируемых объектов с последующей их алгоритмизацией и реализацией на ЭВМ.

Математической базой методологии структурно - функционального анализа мультипроцессорных систем и сетей стали сети массового обслуживания - СеМО. Наиболее разработана теория экспоненциальных СеМО. Разработаны практические формы расчета ВВХ экспоненциальных СеМО. Экс-поненциальность, однако, довольно сильное ограничение. Поэтому для анализа СеМО используют и алгоритмические методы, реализуемые с помощью имитационных моделей.

Как правило, под имитационной моделью понимается специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта [27]. И это действительно так. Однако, не следует забывать, что еще в середине 80-х годов, выступая на всесоюзном совещании по информатике, академики А.А. Дородницин и А.А. Самарский определили информатику как триединство «модель - алгоритм - программа» [32].

За период 1990-2000-х гг. в поколении систем имитационного моделирования разработан достаточно обширный ряд специализированных пакетов [27]. Есть пакеты с имитационными моделями, воссоздающими информационные процессы, протекающие в сетях [124].

Практика, однако, показывает, что зачастую при построении моделирующих программ используют те пакеты и те языки, с которыми работают при решении и других задач. В вузах, например, широко используют Паскаль и его расширения, в задачах обработки данных в распределенных системах -C++, и т.п.

Поэтому в диссертации сделан акцент на модельную и алгоритмическую составляющие при изложении вопросов, связанных с имитационным моделированием.

Использование имитационного моделирования вызвано необходимостью учета динамических и стохастических характеристик функционирования исследуемых систем. Возникающие при этом задачи приводят к моделям, в которых критерии и ограничения, накладываемые на параметры системы, задаются не аналитически [43,44,136,140].

Решение задач такого типа применительно к системам со значительным числом варьируемых параметров исключительно сложно и на практике часто сводится к многократно повторяющимся циклам моделирования, анализа и оценки полученных данных, корректировки параметров.

Развитие распределенных автоматизированных систем актуализировало направление на построение крупномасштабных корпоративных сетей, исследование которых на этапе системного проектирования методом имитационного моделирования на ЭВМ связано с большими затратами машинных ресурсов.

Большая размерность и необходимость оценки влияния редких событий обуславливают трудоемкость моделирования сети и требуют поиска и разработки методов повышения эффективности проведения имитационных экспериментов, методов ускорения процесса имитации.

Проблема размерности обычно решается за счет декомпозиции СТС [123]. Однако, при декомпозиции сети важно сохранить сетевой аспект при анализе отдельных моделируемых частей. Не менее важно обеспечить однотипность моделей, их вложенность при агрегировании [13, 69].

Таким образом, совокупность задач по созданию корпоративных сетей и соответствующих методов и моделей для оценки ВВХ структурообразующих звеньев корпоративных сетей представляет собой важную научную проблему, имеющую большое значение для экономики страны.

Выделенная проблематика определила актуальность основного направления работы. Тема диссертации выполнялась соответствии с целевой региональной программой «АСУ РЕГИОН», всероссийской программой «Транспорт России», с отраслевыми программами «Региональные системы управления», НИР «АСУ Вуз».

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом обосновании, разработке и исследовании методов, моделей и алгоритмов расчета оценок функциональных характеристик структурообразующих звеньев и создании на этой основе инженерной методики построения корпоративных сетей.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены, обоснованы и решены следующие задачи:

1. Анализ сложившихся методов и средств построения корпоративных сетей и разработка концепции математического обеспечения аналитического и ускоренного статистического моделирования их структурообразующих звеньев;

2. Анализ аппарата экспоненциальных сетей массового обслуживания (СеМО) и разработка методов аналитического расчета оценок производительности ЛВС и коммутаторов с общей разделяемой памятью;

3. Разработка способа формализации и классификации множества маршрутов матричного коммутатора и путей обмена информацией опорной сети, основанный на процедуре кластерного анализа, обеспечивающий снижение размерностей соответствующих имитационных моделей;

4. Разработка комплекса моделей, обеспечивающих расчет вероятностно-временных характеристик матричного коммутатора и опорной сети методом ускоренного статистического моделирования;

5. Создание аналитико-статистических методов расчета оценок вероятностно-временных характеристик матричного коммутатора и опорной сети корпоративных телекоммуникаций.

Объектом исследования являются корпоративные сети и их структурообразующие звенья: ЛВС, опорные сети и межсетевые устройства — коммутаторы.

Предметом исследования является применение аналитических и аналитико-статистических методов и имитационных моделей для структурно-функционального анализа проектных вариантов интегральных информационных систем управления.

Методы исследования. Решение сформулированной в диссертационной работе проблемы анализа вероятностно-временных характеристик структурообразующих звеньев корпоративных сетей базируется на математических методах системного анализа и теорий вероятности, случайных процес сов и математической статистики, сетей массового обслуживания; методов численного анализа, исследования операций и имитационного моделирования.

Научная новизна. В результате проведенного исследования осуществлено теоретическое обоснование и решение проблемы, имеющей важное хозяйственное значение - проблемы создания комплекса методов расчета ВВХ структурообразующих звеньев корпоративных сетей. Исследование выполнено на основе разработанных автором аналитических и аналитико-статистических методов и моделей, позволяющих эффективно (с меньшими затратами ресурсов ЭВМ) решать задачи структурно-функционального анализа проектных вариантов информационных систем управления посредством аналитических расчетов и машинной имитации.

Основные новые результаты, полученные в работе и выносимые на защиту:

1. Развитие теории аналитико-статистического моделирования, состоящее в:

- формализации декомпозиции сетевых структур на основе разработанного способа классификации множества маршрутов и путей обмена информацией в распределенных АСУ;

- в совместном использовании расслоенной выборки и взвешенного моделирования для оценивания структурной и функциональной надежности сети;

2. Комплекс моделей и алгоритмов, обеспечивающий расчет оценок дифференциальных и системных характеристик сети и ее звеньев и включающий концептуальные модели архитектуры «клиент-сервер» и модели технических средств коммутации, аналитическую модель для расчета производительности коммутатора с разделяемой памятью, модель виртуального канала в качестве модели маршрута в матрице коммутации и модели пути в опорной сети, имитационную модель установления соединения (доставки вызова) на сети; алгоритм двухступенчатой декомпозиции двоичной МК типа «баньян» и опорной сети, сохраняющий сетевой аспект для отдельных кластеров и ряд вспо могательных алгоритмов, обеспечивающих аналитико-статистическое моделирование;

3. Аналитические методы расчета оценок производительности локальной сети с архитектурой «клиент-сервер» и коммутатора с общей разделяемой памятью, аналитико-статистические методы расчета оценок производительности и других функциональных характеристик матричного коммутатора и опорной сети;

4. Человеко-машинные методики построения межсетевых устройств - коммутаторов и ускоренного анализа характеристик сетей, основанные на декомпозиции сетей на классы маршрутов коммутации и путей обмена информацией.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в полученных расчетных выражениях, алгоритмах и методиках, реализующих оценивание функциональных характеристик структурообразующих звеньев корпоративной сети аналитическим методом и ускоренным методом имитации, что позволяет сократить машинное время и дает возможность исследования сетей большой размерности.

Разработанные в диссертации модели и методы аналитического и ускоренного статистического моделирования нашли практическое применение при разработке цифровых интегральных сетей и сетей с коммутацией пакетов. Перечисленный комплекс исследований и разработок выполнялся в 1990-2002 г.г. при непосредственном участии автора в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и научного руководителя.

Основные научные результаты диссертации используются в учебном процессе на кафедре (ах) при изучении дисциплин ("Моделирование систем", "Информационные сети" (для студентов специальности 22.02)).

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на Международной НТК "Транском-94" (Санкт-Петербург, 1994), V-й Междуна родной конференции «Региональная информатика - 96» (Санкт-Петербург, 1996), Международной НТК «Транском-97» (Санкт-Петербург, 1997), 1998, 1999, 2001, Научно-методических конференциях НМК-96, 98, 2000, 2002 (Санкт-Петербург, СПГУВК, 1999, 2000, 2001, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 31 печатной работе, в том числе 3 монографиях и 28 статьях. Десять статей, написанные без соавторов, опубликованы в таких журналах как «Речной транспорт», «Информационные технологии», «Вестник Рязанской радиотехнической академии», «Политехника».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы (всего 169 источников). Общий объем работы - 346 машинописных страниц сквозной нумерации, в том числе 106 рисунков и графиков, 30 таблиц.

Похожие диссертации на Методы и модели оценивания производительности структурообразующих звеньев корпоративных сетей