Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ концепции построения и функционирования системы управления услугами телекоммуникационных сетей 13
1.1. Эволюция принципов построения и функционирования систем управления телекоммуникациями 13
1.2. Анализ типовой модели информационных технологий 32
1.3. Проблематика разработки системы управления телекоммуникационными услугами 40
1.4. Анализ методов исследования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 43
1.5. Анализ концепций моделирования распределенных систем 49
1.6. Выбор и обоснование показателей качества услуг телекоммуникационных сетей и критериев их оценки 56
1.7. Постановка задач исследования 61
Выводы по главе 1 62
2. Модели и методы анализа системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 64
2.1. Структурно-функциональная модель системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 64
2.2. Имитационная модель процесса управления конфигурированием системы управления услугами 66
2.3. Аналитическая модель процесса управления конфигурированием системы управления услугами 71
2.4. Имитационная модель процесса управления инцидентами системы управления услугами 75
2.5. Аналитическая модель процесса управления инцидентами системы управления услугами 86
2.6. Диффузионная аппроксимация процесса управления инцидентами 93
2.7. Имитационная модель процесса управления проблемами системы управления услугами 101
2.8. Имитационная модель процесса управления качеством системы управления услугами 106
Выводы по главе 2 111
3. Информационная платформа анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 113
3.1. Разработка подходов к анализу вероятностно-временных характеристик системы управления услугами 113
3.2. Структура операционных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами 116
3.3. Структура информационных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами 120
3.4 Имитационный блок программ моделирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 123
Выводы по главе 3 138
4. Анализ вероятностно-временных характеристик системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 140
4.1. Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления конфигурированием системы управления услугами 140
4.2. Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления инцидентами системы управления услугами 143
4.3. Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления проблемами системы управления услугами 151
4.4. Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления качеством системы управления услугами 153
4.5. Методика проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями 155
Выводы по главе 4 159
Заключение 161
Библиографический список 162
- Анализ типовой модели информационных технологий
- Имитационная модель процесса управления конфигурированием системы управления услугами
- Структура операционных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами
- Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления инцидентами системы управления услугами
Введение к работе
Актуальность темы. Конкуренция на рынке связи и телекоммуникаций в настоящее время все более смещается в сферу услуг. Залогом успешного развития телекоммуникационного предприятия становится повышение удовлетворенности и лояльности клиентов за счет оперативного предоставления необходимого набора качественных услуг. Решение указанных задач невозможно без создания и внедрения на телекоммуникационных сетях эффективных систем управления, позволяющих поддерживать на заданном уровне качество предоставляемых услуг.
Сегодня имеющиеся технологии построения систем управления не дают возможности создать интегрированную систему управления целиком на базе концепции сети управления электросвязью (Telecommunication Management Network, TMN). Соответствующие процессы реализуют распределенные системы управления (РСУ) нового типа, которые представляют собой систему взаимосвязанных во времени и пространстве протокольных, вычислительных, алгоритмических и коммутационных средств и являются необходимым элементом сетей независимо от их архитектуры и принципа интеллектуализации.
Изменение критериев качества функционирования систем управления, которые должны теперь оцениваться по конечному результату предоставления пользователям информационных услуг, приводит к усилению роли системы управления услугами, как составной части РСУ телекоммуникационными сетями.
Пересмотр приоритетов при управлении телекоммуникациями - от задач управления сетевыми элементами к управлению услугами и бизнесом, выводит на первый план эффективное взаимодействие средств сетевого управления с бизнес-процессами телекоммуникационной компании.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка моделей, методов и комплексов проблемно-ориентированных
6 программ исследования процессов управления телекоммуникационными услугами, ориентированных на повышение эффективности функционирования распределенной системы управления телекоммуникациями, разработка методики проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
Поставленная цель определила необходимость решения ряда задач.
Проведение анализа существующих систем управления телекоммуникационными услугами.
Построение структурно-функциональной модели системы управления услугами РСУ телекоммуникациями.
Разработка моделей и методов анализа процессов функционирования системы управления услугами.
Разработка метода оценки качества предоставления услуг телекоммуникационных сетей.
Построение информационной платформы анализа вероятностно-временных характеристик (ВВХ) системы управления услугами РСУ телекоммуникациями.
Оценка ВВХ системы управления услугами РСУ телекоммуникациями.
Разработка методики проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
Состояние вопроса. Аналитическому моделированию
телекоммуникационных сетей посвящены труды Л. Клейнрока, Г.П. Башарина, В.И. Неймана, В.М. Вишневского и др. Основы оптимизации сетей с коммутацией пакетов заложены Г.П. Захаровым, В.В. Лохмотко, Б.А. Столяровым. Среди работ посвященных управлению услугами, оценке эффективности использования сетевых ресурсов и ВВХ телекоммуникационных сетей можно выделить работы отечественных авторов: Б.С. Гольдштейна, Я.С. Дымарского, В.А. Ершова, А.Е. Кучерявого, В.Г. Лазарева, Б.Я. Советова, А.Д. Харкевича, С.А. Яковлева и др.
Созданию элементов теории проектирования систем управления сетями и услугами посвящены работы А.А. Костина. Работы М.О. Колбанева посвящены разработке принципов построения и анализа ВВХ центров обработки информации и управления. Разработке РСУ телекоммуникационными сетями и услугами посвящены работы В.П. Мочалова. Однако широкий круг вопросов, связанных с разработкой новых и использования известных моделей и методов анализа применительно к системе управления услугами РСУ телекоммуникациями, остается открытым.
Объектом исследования являются распределенные системы управления телекоммуникационными услугами, ответственные за предоставление и поддержку услуг связи.
Предметом исследования являются процессы функционирования распределенных систем управления телекоммуникационными услугами при предоставлении пользователям услуг связи, а также процессы поддержки услуг, ориентированные на управление их качеством.
Методы исследований. Теория принятия решений, теория вероятностей, теория множеств, теория систем массового обслуживания, теория сетей очередей, теория цепей Маркова, теория телетрафика, теория графов, теория сетей Петри, методы исследования сложных иерархических систем, методы имитационного и аналитического моделирования.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.
Построена структурно-функциональная модель системы управления услугами РСУ телекоммуникациями, основанная на интеграции бизнесориентированной схемы телекоммуникационных действий ТОМ (Telecom Operations Map) с концепцией управления качеством информационных услуг ITSM (Information Technology Service Management).
Разработана совокупность моделей и методов анализа процессов предоставления пользователям услуг связи, а также процессов поддержки услуг, ориентированных на управление их качеством.
На основе разработанных методов анализа процессов функционирования системы управления услугами, разработан метод оценки качества предоставления услуг телекоммуникационных сетей, позволяющий оценить эффективность функционирования системы управления услугами РСУ телекоммуникациями..
Построена информационная платформа анализа ВВХ системы управления услугами, объединяющая информационные ресурсы, аналитические модели и имитационный блок библиотеки программ моделирования, реализованный в виде иерархической цветной сети Петри.
Зависимости ВВХ от различных внешних и внутренних факторов, влияющих на процессы функционирования системы управления услугами РСУ телекоммуникациями, раскрывают эффективность, возможности и преимущества предложенного метода исследования процессов управления телекоммуникационными услугами.
Разработана методика проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями, позволяющая произвести расчет ее параметров на основании исходных данных об объеме услуг, количестве и поведении пользователей и др.
Достоверность изложенных положений работы подтверждается глубоким теоретическим и практическим уровнем исследования, логичностью и четкостью в изложении анализируемого материала, строгостью математических выкладок, результатами вычислительных экспериментов.
Основные положения, выносимые на защиту.
Структурно-функциональная модель системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
Модели процессов функционирования системы управления услугами и методы их анализа.
Метод оценки качества предоставления услуг телекоммуникационных сетей.
Информационная платформа анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами РСУ телекоммуникациями.
Методика проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
Личный вклад. Все результаты, выводы и рекомендации, составляющие содержание данной диссертационной работы, получены автором самостоятельно.
Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в том, что теоретические исследования, выполненные в работе, доведены до инженерных решений в виде набора модулей для разработки системы управления услугами РСУ телекоммуникациями.
Обобщенный алгоритм проектирования системы управления услугами может быть использован научно-исследовательскими, производственными и эксплуатационными организациями при создании проектной документации, а также для решения задач по повышению эффективности процессов управления услугами в телекоммуникационных сетях.
Реализация результатов работы. Представленная работа является частью научно-исследовательских работ для государственных нужд, проводимых СевКавГТУ, в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (мероприятие 1.4 Программы - V очередь).
Полученные в диссертации результаты нашли практическое применение на следующих предприятиях.
1. ООО «Атом-ПИФ» при разработке платформы для построения распределенных систем управления телекоммуникационными сетями и услугами.
000 НПФ «НЕЙРОН» при анализе вероятностно-временных характеристик системы управления услугами в телекоммуникационных сетях.
000 «Моби» при оценке функциональности возможных реализаций распределенной системы управления телекоммуникационными услугами.
ГОУВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет», в учебном процессе (учебная дисциплина: «Корпоративные информационные системы»).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Международная конференция «Информационные и телекоммуникационные системы и технологии» (Санкт-Петербург, 2007); 2-я и 3-я международные научно-практические конференции «Информационные системы, технологии и модели управления производством» (Ставрополь, 2006 и 2007); VII международная научно-практическая конференция «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2006); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2006» (Одесса, 2006); Международная научно-практическая конференция «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте '2007» (Одесса, 2007); V международная научно-практическая конференция «Экономические проблемы организации производственных систем и бизнес-процессов» (Новочеркасск, 2007); VII международная научно-практическая конференция «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2007); VI международная научно-практическая конференция «Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике» (Новочеркасск, 2006); Вторая международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке и технике» (Ставрополь, 2006); VI международная научно-практическая конференция «Проблемы
11 экономики, организации и управления предприятиями, отраслями, комплексами в разных сферах народного хозяйства» (Новочеркасск, 2007); Международная научная конференция «Наука и технологии: актуальные проблемы 2007» (Ставрополь, 2007).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 32 печатных трудах, в том числе: 9 статьях в периодических научных изданиях, 18 публикациях в тезисах докладов и материалах международных и всероссийских конференций, 5 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.
В работах, опубликованных в соавторстве, соискателем предложена методология разработки системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями и разработана структурно-функциональная модель системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями. Разработаны и исследованы имитационная и аналитическая модель процесса управления конфигурированием, имитационная и аналитическая модель процесса управления инцидентами, имитационная модель процесса управления проблемами, имитационная модель процесса управления качеством системы управления услугами. Предложен метод оценки качества предоставления услуг телекоммуникационных сетей. Разработана информационная платформа анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами РСУ телекоммуникациями. Предложена методика проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
Структура и объем работы.
В первой главе проводится анализ тенденций развития принципов построения и функционирования систем управления телекоммуникациями. Рассмотрена проблематика разработки распределенной системы управления услугами телекоммуникационных сетей. Обоснована эффективность автоматизированного формирования услуги непосредственно по запросу из независимых от услуг конструктивных блоков. Проведен анализ методов исследования системы управления услугами (СУУ) РСУ
телекоммуникационными сетями. Проведен анализ концепции моделирования распределенных систем. Проведен выбор и обоснование показателей качества услуг телекоммуникационных сетей и критериев их оценки. В соответствии с проведенными исследованиями сформулированы цель и задачи диссертационной работы.
Во второй главе разработана структурно-функциональная модель системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями. Разработаны имитационная и аналитическая модели процесса управления конфигурированием системы управления услугами. Разработаны имитационная и аналитическая модели процесса управления инцидентами системы управления услугами. Разработана имитационная модель процесса управления проблемами системы управления услугами. Разработана имитационная модель процесса управления качеством системы управления услугами. Разработан метод оценки качества предоставления услуг телекоммуникационных сетей.
В третьей главе разработана информационная платформа анализа ВВХ системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями. Определена структура информационных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами и имитационный блок библиотеки программ моделирования.
В четвертой главе проведен анализ ВВХ системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями. Получены ВВХ качества обслуживания клиентов. Разработана методика проектирования системы управления услугами РСУ телекоммуникационными сетями.
В заключении формулируются научные и практические результаты диссертационной работы.
Анализ типовой модели информационных технологий
Пересмотр приоритетов при создании систем управления телекоммуникациями - от задачи управления сетевыми элементами к обслуживанию бизнес-процессов - совпало по времени с усилением влияния на бизнес-процессы информационных технологий (ИТ) подразделений в компании. В первую очередь это связано с тем, что ИТ, на которые опирается компания в повседневной работе, постоянно усложняются, а корпоративная инфраструктура растет и требует значительных усилий для своего поддержания в работоспособном состоянии. Одновременно, бизнес подразделениям необходимо, чтобы ИТ-механизмы работали четко, обслуживая их с надлежащим качеством при минимальных затратах, а так как бизнес-процессы тесно увязаны с приложениями, техническими ресурсами и деятельностью персонала отделов автоматизации, эффективность последних оказывается одним из решающих факторов эффективности компании в целом. В результате такого принципиального изменения роли ИТ-подразделений возникла концепция управления качеством информационных услуг ITSM (Information Technology Service Management) [7, 63]. Стандартом в описании фундаментальных процессов ITSM является библиотека передового опыта организаций ИТ ITIL (Information Technology Infrastructure Library). В настоящее время стандарты ITIL поддерживаются и пропагандируются общественным форумом ITSMF (Service Management Forum), который объединяет различные организации и компании, заинтересованные в повышении качества ИТ-сервиса. Корпорация Hewlett-Packard - одна из компаний, полностью взявшая на вооружение рекомендации ITIL. Для практического применения ITIL компания HP разработала собственный вариант методологии, получивший название "Эталонной модели HP ITSM" (IT Service Management Reference Model) (рис.1.10) [119]. С учетом задачи предоставления потребителям качественных услуг процессы в модели ITSM были разбиты на пять групп, каждая из которых сосредоточена на том или ином аспекте цикла.
Гарантированное предоставления услуг. Эта группа процессов по нескольким причинам занимает центральное положение в модели. Процессы этой группы обеспечивают необходимую для всех остальных процессов стабильность ИТ-среды. Без этой группы ни один из других процессов модели не сможет эффективно функционировать. Координация бизнеса и ИТ. Процессы этой группы определяют рыночный потенциал услуг, ищут и добиваются взаимопонимания между ИТ и их потребителями. Таким образом, эти процессы по сути своей носят стратегический характер.
Проектирование услуг и управление ими. Процессы из этой группы позволяют ИТ-организации переводить ИТ-стратегию в запланированные услуги через создание подробных спецификаций. Здесь также ведется деятельность по определению уровня услуг, созданию и подписанию соглашений об уровнях обслуживания; обеспечивается безопасность инфраструктуры и данных. Информация о доступности услуг, их объеме и стоимости включается в контракты, благодаря взаимосвязи процессов этой и других групп.
Разработка и развертывание услуг. Процессы этой группы позволяют ИТ-организации обновлять существующие услуги, развивать новые услуги и их инфраструктурные. После успешного тестирования услуги и компонентов их внедряют в производственную среду, где они проходят очередное тестирование прежде, чем проект будет завершен. Контроль деятельности. Процессы этой группы совместно обеспечивают выдачу нужных команд, контроль и поддержку ИТ-среды. Эти процессы также отвечают за удовлетворение потребителей. Концентрируясь на предоставлении услуг, они обеспечивают эксплуатацию, мониторинг и поддержку корпоративной среды ИТ.
Как показывает опыт, жизненный цикл услуги динамичен и сложен, т. е. процессы, выполняемые в разных точках этого цикла, могут быть итеративными, многократно взаимодействовать с другими процессами, требуют наличия различных обратных связей для обеспечения качества. На рис. 1.11 приведено взаимодействие процессов эталонной модели ITSM [119].
Центральными компонентами ITIL являются этапы предоставления услуг и поддержки услуг.
Управление уровнем услуг рассматривает услуги, предоставляемые заказчику. Целью управления уровнем услуг является достижение ясных соглашений с заказчиком об услугах и реализация этих соглашений. Соответственно, для управления уровнем услуг необходима информация о потребностях заказчика, о предоставляемых технических средствах и об имеющихся финансовых ресурсах. Последовательность действий в рамках процесса управления уровнем услуг представлена на рис. 1.13 [7].
Она включает два компонента, составляющие процесс, которые во многом выполняются параллельно: первый, более высокого уровня, связан с выработкой договоренностей, второй, более низкого уровня, - с обеспечением выполнения достигнутых договоренностей. Процесс управления уровнем обслуживания является соединительным звеном между процессом поддержки услуг и процессом предоставления услуг. Этот процесс не может функционировать отдельно, т. к. он подразумевает наличие, а также эффективную и результативную работу других процессов.
Имитационная модель процесса управления конфигурированием системы управления услугами
Процесс конфигурирования услуги включает информацию о каждом элементе конфигурации, его статусе и взаимосвязи между ними. Структура процесса управления конфигурированием услуги представлена на рис. 2.2 [97, 98, 108]. Запросы на предоставление услуг поступают от блоков Клиент в центры управления (ЦУ). В роли клиентов могут выступать пользователи услуг связи и провайдеры управляющие данным процессом. Центры управления обрабатывают запросы на предоставления услуг и передают управляющее воздействие, согласно которому Среда объединения ПК формирует услугу. Принципы реализации Среды объединения ПК могут основываться на разных распределенных технологиях (CORBA, Java RJV1I, DCOM). Формирование разнообразных услуг происходит путем автоматизированной комбинации из одних и тех же элементарных программных компонент (ПК), которые могут быть распределены функционально и территориально.
Как уже отмечалось, исходя из распределенного принципа реализации, процесс конфигурирования услуги можно охарактеризовать двумя основными свойствами: параллелизм и асинхронизм. Наиболее распространенными задачами анализа таких систем являются: - выявление отсутствия тупиковых ситуаций; -нахождение оптимальных длительностей работы отдельных её частей. Для анализа данного процесса необходимо построение адекватной модели, которая позволит оценить распределенную систему управления услугами связи по критериям качества предоставляемых услуг. Для построения имитационной модели предлагается использовать методологию CPN. На рис. 2.3 изображено формальное представление процесса управления конфигурированием услуги.
Позиции RequestN, CompleteN, моделируют соответственно поступление заявок от клиентов и завершение процесса конфигурирования услуги. Позиции P2N, P3N, моделируют связи между составными частями. Маркировки позиций PC 1, PC 2, PC М моделируют доступность ПК. Модель включает составные переходы Client, CCN, Integration Agent представляющие собой отдельные раскрашенные сети Петри, рассматриваемые далее.
Случайная величина характеризующая выбор типа услуги в ЦУ N. Необходимые для моделирования цветовые множества, соответствующие им переменные и функции, а также их расшифровка приведены в табл. 2.1. Сеть Client изображена на рис. 2.4. Работа данной сети моделирует поток заявок, поступающий от клиентов в ЦУ. Задержка перехода ТС1 моделирует время между поступлением заявок. Переход ТСЗ моделирует вид услуги. Переход ТС4 моделирует окончание конфигурации услуги. Сеть CCN изображена на рис. 2.5. Она служит для моделирования работы ЦУ. В позиции P5N находятся метки соответствующие доступным видам услуг. Допустим, что ЦУ одновременно обрабатывает одну заявку.
Сеть Integration Agent изображена на рис. 2.6, где: L - количество услуг реализуемых данным ЦУ; N - количество ЦУ; М - количество ПК; Q -количество связей данного ПК с различными ЦУ. Выражения на дугах не приведенные на рис. 2.6 соответствуют (рс, П, ser). Задержка переходов ТМРС1 MPCQ моделирует время занятости ПК при обращении к нему ЦУ.
При этом величина DM зависит от многих факторов, в том числе от количества однотипных ПК, интенсивности обращения к ПК, времени занятости ПК. Предлагаемый модель процесса управления конфигурированием системы управления услугами позволяет, изменяя параметры исследуемого процесса (количество меток в позициях РС1...РСМ, величина задержки переходов TMPC1...TMPCQ, величина задержки переходов ТС1 сетей Client) оптимизировать процесс конфигурации услуг.
Имитационная модель процесса управления конфигурированием СУУ позволяет контролировать данный процесс, выявлять наличие тупиковых ситуаций, находить оптимальные длительности работы отдельных его функциональных частей, при необходимости корректировать параметры выполнения процесса.
Согласно структурно-функциональной модели (рис. 2.1) подсистема управления конфигурированием услуги взаимодействует с потребителем услуги, уровнем управления сетью и подсистемами входящими в состав СУУ. В качестве аналитической модели, описывающей подсистему управления конфигурированием услуги выбрана двухфазовая СМО [1, 15], приведенная на рис. 2.7 [104].
Характер требований поступающих на входы СУУ, а также сложные информационные процессы в подсистеме управления конфигурированием услуги, не позволяют использовать для описания характеристик двухфазовых СМО аппарат марковских процессов. Анализ процессов функционирования таких систем позволяет сделать вывод о том, что на практике СМО 1 может описываться системой типа MG1, а СМО 2 системой типа GIM1. Вариант модели MG 1 — GIM 1 является наиболее «тяжелым», поскольку время обслуживания является экспоненциальным.
Приведенная модель позволяет получить следующие параметры процесса управления конфигурированием: - среднюю длину очереди на выполнение запросов конфигурирования; - среднее время конфигурирования услуги; - среднее время реконфигурации услуги; - среднее время полной обработки запроса конфигурирования услуги. Аналитическая модель процесса управления конфигурированием СУУ позволяет повысить эффективность функционирования распределенной системы управления услугами связи, что будет способствовать повышению уровня обслуживания клиентов и оптимизации использования ресурсов.
Процесс управления инцидентами входит в состав этапа поддержки услуг ITIL. Инцидентом называют событие, которое не является частью стандартных операций сервиса и вызывает, или может вызвать, прерывание обслуживания или снижение качества сервиса. В зависимости от количества пользователей сообщивших о прерывании сервиса инциденту присваивается уровень. Количество уровней инцидента ограничим тремя. Модель процесса управления инцидентами, ограниченная 4 линиями поддержки, представлена на рис. 2.8 [94,95,103,106].
Модель включает два составных перехода (Service Interruption и Incident Management), представляющие собой отдельные сети Петри, рассмотренные ниже. Маркировка позиции Detection моделирует обнаружение инцидента. Маркировка позиции Closing Inc моделирует закрытие инцидента. Маркировка позиции Number моделирует количество поступающих сообщений о прерывании сервиса. Маркировка позиции Excess моделирует случаи превышения времени обработки инцидента. Позиция Р ІПС моделирует базу данных инцидентов.
Структура операционных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами
Библиотека программ моделирования СУУ РСУ телекоммуникационными сетями представляет собой комплекс моделей, использующий аппарат теории массового обслуживания, приближенный метод декомпозиции разомкнутой стохастической сети и методологию раскрашенных сетей Петри. Структура библиотеки программ моделирования, входящей в состав информационной платформы, приведена на рис. 3.2 [85, 88]. Библиотека программ моделирования СУУ включает: - аналитическую модель процесса управления конфигурированием; - аналитическую модель процесса управления инцидентами; - модель поведения клиента; - модель функционирования платформы управления сетью; - четыре имитационные модели процессов системы управления. Применение аналитических моделей позволяет получить ВВХ процессов управления с использованием формул приведенных во 2 главе. При явной простоте данный метод не позволяет исследовать структуру модели, проверить ее поведение, динамические характеристики, которые для СУУ РСУ телекоммуникационными сетями играют немаловажную роль.
Использование имитационных моделей основанных на формализме раскрашенных сетей Петри снимает эти ограничения. Во-первых, существующие инструментальные средства для данного класса сетей Петри позволяют осуществлять формальные методы анализа их свойств. Во-вторых, выразительные возможности раскрашенных сетей Петри позволяют: - за счет расширения цветовыми множествами в явном виде идентифицировать в виде маркера объекты системы и их атрибуты; - за счет введения временной концепции учитывать временные задержки (в том числе вероятностные) при выполнении процессов управления; - возможность иерархического представления сети Петри позволяет детализировать любой процесс до нужной степени и получить представление о месте того или иного процесса в общей функциональной схеме системы управления услугами.
Важная особенность этапа имитационного моделирования заключается в том, что на основании проведенной спецификации процессов системы управления услугами, выбранных вариантов их организации появляется возможность осуществить анализ и тем самым оценить качество функционирования, как отдельных процессов, так и в целом СУУ. Другим результатом анализа являются показатели качества обслуживания клиентов, в соответствие с выбранными критериями, согласно формулам (1.4) и (1.5). Этот процесс может быть итерационным и многофакторным.
Наблюдая за процессом имитации функционирования системы, мы можем сделать заключение, соответствует ее поведение ожидаемому, или нет и, затем внести необходимые поправки в модель, - таким образом, модель верифицируется (проверяется на корректность).
Помимо имитационного моделирования, для анализа построенных моделей аппарат раскрашенных сетей Петри предоставляет формальные методы анализа: при помощи построения дерева достижимости сети (рис. 2.28) исследуются свойства безопасности, живости и достижимости процесса управления качеством СУУ.
В библиотеке программ моделирования можно выделить имитационный блок представляющий собой комплекс взаимосвязанных моделей процессов управления СУУ РСУ телекоммуникационными сетями, реализованный в виде иерархической цветной сети Петри. Далее данный комплекс моделей будет рассмотрен подробнее.
Блок анализа, входящий в состав информационной платформы (рис. 3.2), служит для анализа результатов моделирования. Путем сравнения выходных характеристик имитационных и аналитических моделей, относящихся к одинаковым процессам управления, происходит их верификация.
Результаты моделирования могут быть представлены, с помощью библиотеки программ обработки результатов, в виде графиков, гистограмм или таблиц, а также использоваться для детального статистического анализа.
Структура информационных ресурсов анализа вероятностно-временных характеристик системы управления услугами Данные, объединенные в базу исходных данных, формируются специалистом, занимающимся анализом характеристик СУУ РСУ телекоммуникационными сетями. Они систематизируют и формализуют всю исходную информацию о процессе функционирования и компонентах СУУ, о составе и нормативных значениях вероятностно-временных характеристик, задающих качество обслуживания клиентов и эффективность функционирования системы управления. Структура исходных данных представлена на рис. 3.3.
База исходныхданных для моделирования Данные о поведении клиентов Исходные данныедля моделейпроцессов Телекоммуникационные услуги Платформа управления сетью Процесс управления конфигурированием Процесс управления инцидентами Процесс управления проблемами Процесс управления качеством
Данные, относящиеся к клиентам, содержат характеристики потоков запросов на предоставление услуг и сообщений о прерывании сервиса, а также идентификационную информацию. Телекоммуникационные услуги характеризуются данными о перечне предоставляемых услуг и логике их реализации. База данных платформы управления сетью включает как параметры потоков сообщений об инцидентах и проблемах, так и ВВХ данной платформы.
База данных о результатах анализа формируется в ходе выполнения программ моделирования и предназначена для хранения данных о результатах всех имитационных и вычислительных экспериментов. Эти данные могут быть разделены на данные, во-первых, об условиях проведения экспериментов и, во-вторых, о полученных значениях вероятностно-временных характеристик СУУ РСУ телекоммуникационными сетями.
Структура и состав данных первого типа существенно зависят от моделей анализа вероятностно-временных характеристик, положенных в основу программ моделирования. Так, использование метода имитационного моделирования предполагает предварительное планирование эксперимента и многократное проведение расчетов для сбора статистических данных о значениях этих характеристик. При использовании численных итерационных методов расчета, требуемая точность вычислений должна задаваться в качестве исходных данных, поскольку она используется для ограничения числа итерационных циклов расчета.
Анализ вероятностно-временных характеристик процесса управления инцидентами системы управления услугами
Модель процесса управления инцидентами СУУ разработана в предыдущих главах и состоит, также как и ранее рассмотренная, из двух взаимодополняющих частей: аналитической и имитационной. Для анализа модели используются следующие исходные данные: - количество уровней инцидента - 3; - количество линий поддержки - 4; - пороговое значение TV, =10; - пороговое значение N2 = 50; - доля инцидентов решенных на первой линии поддержки - 80 %; - доля инцидентов решенных на второй линии поддержки - 75 %; - доля инцидентов решенных на третьей линии поддержки - 50 %; - доля инцидентов решенных на совещании - 90 %; - временные параметры механизма эскалации сведены в табл. 4.2. 144 Таблица 4.2 - Временные параметры механизма эскалации Уровень инцидента Количество пользователей сообщивших опрерывании сервиса Срокрешения,ч Время пребывания, ч Первый менеджер
Анализ результатов моделирования позволяет говорить о стабильной работе процесса управления инцидентами СУУ РСУ телекоммуникационными сетями при различных значениях интенсивности поступления сообщений о прерывании сервиса. Процент инцидентов различного уровня позволяет дать приблизительную оценку динамики прохождения данного процесса.
Для определения вероятностей нахождения процесса управления инцидентами в соответствующих состояниях, для различных моментов времени, применим метод анализа неоднородной марковской цепи. Используя граф смены состояний (рис 2.15) и формулу (2.4), получим вероятности нахождения марковской цепи в соответствующих состояниях.
Для анализа процесса управления инцидентами СУУ, в случае произвольного распределения интервалов времени обслуживания и интервалов времени между сообщениями об инциденте, применим метод, описанный во второй главе. Он основан на диффузионной аппроксимации и методе декомпозиции разомкнутых однородных сетевых моделей систем управления на отдельные узлы, на уровне двух моментов распределений параметров потоков.
Воспользовавшись формулами (2.26), (2.27) и (2.28) получим значения среднего времени ожидания Wи, среднего числа сообщений об инциденте, ожидающих обслуживания Nq и и среднего числа обрабатываемых сообщений об инциденте
Имитационная модель процесса управления проблемами СУУ подробно рассмотрена в предыдущих главах. В виду того, что ресурсы группы управления проблемами являются совместно используемыми ресурсами, возникает задача организации эффективной работы параллельно выполняемых, в пределах данного процесса, действий.
В первом эксперименте в позиции Problem Management находился один маркер, что функционально соответствует одной группе управления проблемами. Результаты моделирования в виде временной диаграммы прохождения процесса управления проблемами приведены на рис. 4.5 а).
Новая проблема обрабатывалась в течение 38 мин. Обработка трех проблем заняла 83 мин, при среднем времени, затраченном на проблему 27,6 мин. Среднее время необходимое для определения причины проблемы составило для второго и третьего случая 12,5 мин. Задержки, по причине занятости группы управления проблемами (черный сектор на рис. 4.5 а), составили: - для обработки ошибки - 9 мин; - для обработки проблемы -17 мин.
Одним из путей повышения эффективности данного процесса является разделение группы управления проблемами на несколько функционально полноценных подгрупп, ресурсы которых достаточны для выполнения любых действий, входящих в процесс управления проблемами СУУ.
Анализ результатов второго эксперимента показывает на отсутствие задержек в ходе выполнения исследуемого процесса, по причине занятости группы управления проблемами. Это позволило сократить среднее время необходимое для разрешения проблемы и ошибки на 20 %. В данном случае можно сделать вывод, что разделение группы управления проблемами на две подгруппы позволило оптимизировать выполнение процесса управления проблемами СУУ телекоммуникационными сетями.
Использование имитационной модели процесса управления проблемами СУУ дает возможность провести детальное моделирование данного процесса, проанализировать последовательность контроля проблем и ошибок, определить оптимальное выделение ресурсов при работе группы управления проблемами.
Имитационная модель процесса управления качеством СУУ подробно рассмотрена в предыдущих главах. Как видно из структуры имитационного блока программ моделирования процессов СУУ (рис. 3.5) входными воздействиями для данной модели являются результаты работы всех других моделей, входящих в блок. В тоже время результаты использования данной модели характеризуют как качество функционирования процесса управления качеством, так и качество обслуживания клиентов.
Анализ данной модели проведем при условии что инциденты, ошибки, проблемы и новые проблемы влияют соответственно на свою долю от общего числа запросов на предоставление услуг, размер которой для всех одинаков и равен 0,5 %.
Анализ начальной маркировки позиции Detection и конечной маркировки позиции №4, позволяет обнаружить начало инцидента в момент времени 72 мин. и определить его длительность равную 64 мин. Возникновение ошибок, проблем и новых проблем соответствует временной диаграмме прохождения процесса управления проблемами (рис. 4.5). Проанализировав конечную маркировку позиций Request и №2 и воспользовавшись формулой (2.29), получим значения доступности услуги Dyc и задержки Ту. Значения показателя общей доступности услуг в разные отрезки времени приведены в табл. 4.11.
Анализ начальной маркировки позиции Request и конечной маркировки позиции №4 позволяет определить время, затраченное на устранение инцидента (64 мин). Проанализировав начальную маркировку позиции Request и конечную маркировку позиции №5, определим время, затраченное на разрешение ошибок (56 мин и 45 мин). Анализ начальной маркировки позиции Request и конечной маркировки позиции №6 позволяет определить среднее время, затраченное на разрешение проблем (27,6 мин и 22 мин). Проанализировав начальную маркировку позиции Request и конечную маркировку позиции №7, определим время, затраченное на обработку новой проблемы (38 мин).
Похожие диссертации на Разработка моделей и методов исследования распределенной системы управления телекоммуникационными услугами
