Введение к работе
Актуальность темы исследования.
В настоящее время широкое применение получили распределённые телекоммуникационные системы. Такое положение дел сохранится и в ближайшем будущем. Распределённые системы решают различные классы задач, связанных с обеспечением удалённого управления, телеметрией и предоставлением телекоммуникационных услуг.
Распределённые системы в своей основе используют различные технологии организации взаимодействия компонентов между собой, которые зачастую плохо совместимы. Поэтому актуальной задачей является формирование единого пространства информационного взаимодействия. На сегодняшний день наиболее перспективным является использование высокоуровневых протоколов, создаваемые на основе открытых стандартов и технологий. Эти протоколы позволяют реализовывать различные службы, начиная от электронной почты и заканчивая взаимодействием в реальном времени. При этом доступ к ресурсам может быть осуществлён через единую точку входа.
Однако разработка высокоуровневых протоколов является сложной задачей в силу разнородности предоставляемых услуг, а также потенциально неограниченного количества участников информационного обмена. Необходимо обеспечить надёжность работы высокоуровневых протоколов. На текущий момент времени существует достаточно большое количество методов создания высокоуровневых протоколов, использующих в своей основе разные модели. Тем не менее, все эти средства обладают общим недостатком, а именно сложностью получения корректных протоколов как результата. Процесс создания корректных высокоуровневых протоколов итеративен и по мере усложнения требуется всё больше временных затрат и вычислительных ресурсов. Поэтому актуальной задачей является разработка методик создания высокоуровневых протоколов изначально корректных, а
также методов, существенно ускоряющих процесс тестирования по сравнению с существующими.
Цель работы.
Целью работы является разработка новых методов проектирования системных протоколов высокого уровня.
Объектом исследования в диссертационной работе являются распределённые системы, использующие ХМРР-протоколы, а предметом исследования - разработки методов проектирования высокоуровневых системных протоколов эффективного информационного взаимодействия.
Методы исследования.
Для реализации намеченной цели исследования и решения поставленных задач в диссертации были использованы методы и подходы на основе аппарата сетей Петри, конечных автоматов.
Для подтверждения результатов, полученных аналитическим путём, были разработаны программные модули, позволяющие провести экспериментальную проверку.
Научная новизна работы.
-
Разработана компонентная база проектирования, состоящая из макрофункций и примитивов. Макрофункции и примитивы реализованы в виде функциональных подсетей Петри.
-
Разработан метод проектирования системного протокола высокого уровня, имеющий высокую эффективность.
-
Предложен метод оценки корректности системных протоколов высокого уровня с помощью сетей Петри и разработанной компонентной базы, гарантирующий корректность полученного решения.
4. Разработана модель системного протокола высокого уровня
управления сменой логических каналов с сохранением сеанса.
Практическая значимость работы
-
Разработан системный протокол высокого уровня управления смены логических каналов с сохранением сеанса, повышающий эффективность информационного взаимодействия.
-
Разработана архитектура системы с поддержкой протокола смены логических каналов с сохранением сеанса, позволяющая адаптироваться к изменяющимся условиям среды взаимодействия.
-
Разработаны программные модули, реализующие системный протокол высокого уровня смены логических каналов с сохранением сеанса, подтверждающие более высокую эффективность взаимодействия.
-
Разработанные модели макрофункций и примитивов реализованы в виде стандартных XML-файлов, что позволяет использовать модели в различных средах проектирования.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
База проектирования системного протокола высокого уровня, состоящая из необходимого и достаточного подмножества макрофункций и примитивов ХМРР, позволяющая минимизировать функциональное представление процедур целевого протокола.
-
Методика тестирования системных протоколов высокого уровня на модели сети Петри, состоящая в оценке полноты и конечности моделируемых протокольных процедур на основе инвариантов. По сравнению с известными
разработанная методика обеспечивает существенно более высокую производительность тестирования протокола, гарантируя при этом его корректность. Причем выигрыш в производительности растет приблизительно экспоненциально с ростом сложности протокола.
-
Методика проектирования системного протокола высокого уровня, состоящая в агрегировании целевого протокола по заданной спецификации на основании типизированной базы компонентов, отображении в эквивалентные подсети Петри, тестировании модели протокола, обеспечивающая максимальную эффективность использования готовых модулей, автоматизацию разработки и надёжность проектируемого протокола.
-
Протокол управления сменой логического канала, позволяющий в отличие от известных протоколов адаптировать систему к изменяющимся условиям связи в реальном времени без разрыва сеанса.
Публикации.
Основные результаты изложены в 6 публикациях, в т.ч. 1 статья в изданиях, рекомендованных ВАК и двух монографиях.
Апробация работы.
Результаты исследования докладывались и обсуждались на Всероссийских конференциях и семинарах в 2004-2009 годах.
Структура диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав с 19 таблицами и 30 иллюстрациями, заключения, библиофафического списка, состоящего из 54 наименований, и четырёх приложений. Общий объём работы составляет 167 страниц.
