Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методологическое исследование сети оператора связи 15
1.1. Описание эффективной сети оператора 15
1.2. Анализ организационной структуры филиала
1.2.1. Анализ дальнего окружения филиал 21
1.2.2. Анализ ближнего окружения филиала 22
1.2.3. Дифференциация и интеграция деятельности оператора 24
1.3. Классификация инфокоммуникационных услуг 27
1.3.1. Принципы классификации услуг 27
1.3.2. Анализ спроса на инфокоммуникационные услуги 35
1.4. Методологическое описание сетей связи 44
1.4.1. Слагаемые эксплуатации 44
1.4.2. Требования к сетям связи 46
1.4.3. Современные инфокоммуникационные технологии 49
1.4.4. Новые коммутационные технологии обеспечивают качественное улучшение работы сети 53
Выводы 55
Глава 2. Методологические вопросы эффективной эксплуатации телекоммуникационной сети 56
2.1. Задача локализации трафика сети оператора связи 56
2.1.1. Предварительное описание ситуации 58
2.1.2. Формулировка цели 59
2.1.3. Содержательная постановка задачи 60
2.1.4. Анализ и прогноз трафика сети филиала
2.2. Описание внешней среды относительно сети связи 71
2.3. Информационная модель 73
2.4. Концептуальные модели 75
2.5. Математическая модель 80
2.5.1. Определение гиперсети и S-гиперсети 82
2.5.2. Метрические характеристики 87
2.5.3. Медианы графа 87
2.5.4. Медианы в гиперсетях 89
2.6. Задача размещения серверов 93
Выводы 10
Глава 3. Разработка алгоритмов и методов повышения эффективности межсетевого взаимодействия операторов связи 101
3.1. Анализ проблемы
3.2. Классификация фрода 105
3.2.1. Классификация рода по направленности действий злоумышленников 105
3.2.2. Классификация по виду источника фрода 106
3.2.2.1. Клиентский фрод на сетях фиксированной связи 107
3.2.2.2. Операторский фрод 107
3.2.2.3. Внутренний фрод по
3.2.3. Классификация фрода по виду функциональных областей 112
3.2.4. Классификация фрода на основе их детектирования 113
3.2.5. Управляющие воздействия и7
3.2.6. Операционные воздействия И8
3.3. Разработка алгоритмов и методов онаружения фрода 126
3.3.1. Метод контрольных точек 197
3.3.2. Алгоритм применения метрики Хаусдорфа в системах анализа трафика 130
3.3.3. Алгоритм выявления уникальных и модифицированных номеров 134
Выводы 143
Заключение 144
Литература
- Анализ ближнего окружения филиала
- Формулировка цели
- Классификация рода по направленности действий злоумышленников
- Разработка алгоритмов и методов онаружения фрода
Введение к работе
Актуальность исследования. Технико-экономическое сопровождение телекоммуникационных сетей требует решения целого комплекса задач, включая мониторинг и управление сетью, планирование и эффективное размещение сетевой инфраструктуры, обеспечение информационной безопасности в телекоммуникационных сетях, предупреждение мошенничества, управление сервисами, планирование и развитие новых услуг, обеспечение высококачественного обслуживания, повышение удовлетворенности и лояльности клиентов.
Решение этих задач лежит в сфере управления процессом эксплуатации сетей операторов связи. Это одна из наиболее важных и сложных задач. Телекоммуникационные компании рассматривают систему эксплуатации также и с точки зрения эффективности ведения бизнеса, поэтому данной проблеме всегда уделяется достаточно большое внимание. Кроме того, факторами, усиливающими интерес к эксплуатации, являются оценка рисков компании, ответственность по контрактам за оказание услуг, возрастающая конкуренция на телекоммуникационном рынке, повышение требований клиентов к услугам связи и возможностям операторов оперативно реагировать на изменение потребностей клиентов.
Вопросам оптимального проектирования и эксплуатации телекоммуникационных сетей уделяется большое внимание как зарубежом, так и в странах СНГ. Методы оптимизации на сетях отражены в работах: Раппа У. (Rapp Y.), Фрэнка Г. (Frank G.), Фриша И. (I. Frisch), Бесслера Р. (Bessler R.), Дымарского Я.С., Гурина Л.С., Меркулова А.Д., Даленбаха Д., Гольдштейна А.Б., Соколова Н.А., Попкова В.К., Майника Э., Давыдова Г.Б., Рогинского В.Н. и др.
Наиболее известные исследования в области оптимального управления системами изложены в работах американских и отечественных ученых: Шварца М. (Schwartz M.), Сейджана Э. и его соавтора Уайта Ч. (Sage E., White C.), Дымарского Я.С., Яновского Г.Г., Крутяковой Н.П., Гордеева Э.Н., Гребешкова А.Ю., Черноруцкого И. Г. и др.; управление услугами и биллингом представлены в работах Хунтера Дж. и Тибо Мод (Hunter J. and Thiebaud М.), Шувалова В.П., Ковалева Ю. и др. авторов.
Эффективность систем телекоммуникационного взаимодействия непосредственно зависит от эффективности работы различных информационных технологий. Для качественного предоставления услуг и поддержания своей конкурентоспособности операторы телекоммуникаций должны эффективно использовать имеющиеся у них всевозможные телекоммуникационные ресурсы. Отметим, что не всегда в условиях прироста абонентской базы и условий напряженного бюджета компаний возможна модернизация телекоммуникационного оборудования и наращивание пропускных способностей транспортных сетей операторов. Актуальность проблемы усиливается с ростом объемов трафика, ограниченностью региональных сетевых ресурсов, с увеличением расходов на расширение полосы пропускания и потерь от несанкционированного пропуска трафика. Поэтому решение данной проблемы является актуальной задачей, а наиболее действенной мерой, направленной на достижение заданных показателей экономической эффективности, является повышение доли трафика, локализуемого внутри сети оператора.
Еще одной важной задачей эксплуатации является обеспечение информационной безопасности в телекоммуникационных сетях и предупреждение мошенничества. Нелегальное использование дорогостоящих телекоммуникационных ресурсов и неоплаченный трафик снижает пропускную способность сетей и ухудшает качество предоставляемых услуг, а также приводит к большим финансовым потерям и значительным долговым обязательствам при взаиморасчетах между операторами связи. Все проблемы обеспечения безопасности ресурсов распределенных телекоммуникационных систем, так или иначе, сводятся к одной задаче - обеспечению корректного (безопасного) взаимодействия процессов при разделении общих ресурсов в условиях наличия помех - атак злоумышленников. При этом рассматриваются вопросы безопасного предоставления ресурсов такими авторами как Хоор К. (Hoare К.), Дейкстра Э. (Dijkstra E.), Монахов М.Ю. и др.; исследования в области обеспечения конфиденциальности информации были рассмотрены Шенноном К. (Shannon K.), Вакка Дж. (Vacca Д.), Молдовяном А.А., Ловцовым Д.А. и др.; проблема нелегального использования сетевых ресурсов и мошенничества в телекоммуникационной сети рассматривалась Ричардом Б. (Bejtlish Richard), Джеффом И. (Geoff Ibbett), Норткатт С. и Новак Дж. (Northcutt St., Novak J.), Кардозо Л. (Luis Cardozo), Гольдштейном Б.С., Шуваловым В.П., Зарубиным А., Седовой Ю., Лезиным В., Новинским С.С., Шварцманом В.О., Шопиным Д, Леонтьевым Б. К. и др.
Защита информационной сферы телекоммуникационных сетей осложнена рядом объективных причин, таких как: использование различных типов АТС, отсутствие адекватных средств защиты телефонной сети, сложность современных сетей связи и т.д. К сожалению, предлагаемые средства защиты информации в основном рассчитаны на сети передачи данных, в то время как практически отсутствуют подобные решения, ориентированные на открытую телекоммуникационную инфраструктуру. В создавшихся условиях необходим новый подход к данной проблеме, ориентированный на всех участников ряда «государство-общество-личность» и использование механизмов защиты, повышающих общий уровень безопасности сети, и позволяющих дать более высокую гарантию относительно как отдельного узла, так и сети в целом.
В связи с этим возникает необходимость разработки моделей и методов эффективной эксплуатации современных систем связи, позволяющих обеспечить гибкость для быстрого развертывания новых услуг, снижения затрат на эксплуатацию сети, сведения к минимуму нелегитимного использования каналов связи, что позволит получить конкурентное преимущество и дополнительный источник дохода.
Целью диссертационного исследования является формирование теоретических положений и методических рекомендаций для снижения эксплуатационных затрат предприятия на аренду сетевых ресурсов, повышения доли трафика, локализуемого внутри сети оператора и уменьшения числа случаев нелегального использования каналов связи.
В соответствии с основной целью в диссертации обоснованы и поставлены следующие задачи:
рассмотреть и проанализировать организационную структуру филиала;
рассмотреть классификацию услуг с целью выявления особенностей, влияющих на телекоммуникационную сеть;
провести анализ и прогноз предоставляемых услуг, дать прогноз динамики изменения численности абонентской базы;
составить способы оптимизации затрат на аренду сетевых ресурсов при помощи локализации Интернет трафика;
провести мониторинг трафика с целью выявления наиболее загруженных Интернет-ресурсов и задачи размещения контент-серверов;
изучить схемы фрода на сетях связи, составить классификацию фрода, провести анализ статистики нанесенных убытков от нелегальной терминации трафика;
разработать рекомендации, алгоритмы и методы борьбы с несанкционированным доступом на сетях связи.
Объектом исследования является сеть связи Бурятского филиала ОАО «Ростелеком».
Теоретической и методической основой диссертационного исследования послужили научные труды российских и зарубежных ученых, посвященные проблемам эксплуатации и оптимизации сетей связи, международные стандарты ISO, статистические данные филиала, нормативные документы.
При написании работы были применены теория сетей связи, теория графов, теория гиперсетей, в качестве аппарата исследования и прогнозирования численности абонентов, трафика сети использован метод линейной экстраполяции и т.д.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана новая методика прогнозирования уровня локализованного трафика филиала, учитывающая линию тренда и сезонную компоненту.
-
Впервые в рамках теории гиперсетей разработана математическая модель сети БФ ОАО «Ростелеком», определяемая конфигурацией области обслуживания и использующая для разработки способа размещения контент-серверов.
-
Впервые предложена систематизированная классификация фрода.
-
Разработан новый алгоритм анализа трафика при сборе CDR-файлов (Call Detail Record – детальная запись о вызове) по контрольным точкам, обеспечивающий гарантирование доходов, предотвращение потерь и оперативное обнаружение случаев несанкционированного пропуска трафика.
-
Разработан алгоритм анализа трафика на нехарактерные всплески, выявления профилей абонентов, анализа вызовов на уникальность, обнаружения превышения пороговых значений времени занятия каналов, базирующийся на применении метрики Хаусдорфа.
Практическая ценность работы заключается в применении разработанных алгоритмов комплексной защиты от несанкционированного доступа к телекоммуникационной сети и создании комплекса программ, позволяющих проводить мониторинг и анализ трафика и не допустить экономических потерь оператора связи. Решение задачи локализации трафика позволит эффективно использовать сетевые ресурсы компании, обеспечить быстрое развертывание новых услуг, получить конкурентное преимущество и повысить эффективность эксплуатации сети операторов связи.
Результаты проведенных исследований внедрены и успешно используются:
в практической деятельности БФ ОАО «Ростелеком» при анализе и контроле трафика с целью повышения эффективности эксплуатации сети;
в ОАО «БИКС+» для прогноза развития рынка телекоммуникационных услуг и анализа трафика сети, для увеличения пропускной способности каналов сети;
в образовательный процесс БФ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» для профессиональной подготовки специалистов связи по направлениям 210400 «Телекоммуникации» и 080502 «Экономика», а также в учебный процесс курсов повышения квалификации работников отраслей связи.
Основные положения работы, представляемые к защите
-
Модель прогнозирования объемов локализуемого филиалом сетевого трафика, основанная на анализе статистических данных и вычислениях трендовых и сезонных компонент.
-
Метод определения оптимального размещения серверов на базе гиперсети.
-
Метод контрольных точек, обеспечивающий оперативное выявление и предотвращение случаев несанкционированного пропуска трафика за счет анализа CDR-файлов на всей цепочке формирования информации о доходах.
-
Алгоритм применения метрики Хаусдорфа в системах анализа трафика для задач распознавания и сравнения значений временных рядов.
-
Алгоритм и программа анализа и контроля соединений на внутризоновые, междугородные и международные соединения на основе обработанных информационных файлов (CDR, xDR External Data Representation – внешнее представление данных).
Степень достоверности полученных результатов. Все основные научные положения, теоретические и практические выводы, сформулированные в диссертации, получены автором лично.
Апробация. Основные положения диссертационной работы были представлены в 2006-2011 гг. на научных конференциях и семинарах, в том числе на научной конференции, посвященной 300-летию инженерно-технического образования в России (Восточно – Сибирский государственный технологический университет, Улан-Удэ, 2001 г.), на 9-ой Международной научно-практической конференции «Проблема функционирования информационных сетей» (Новосибирск, 2006 г.), на Российской научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций» (Новосибирск, 2006 г., 2010 г., 2011 г.).
Имеются акты об использовании и внедрении результатов работы.
Публикации. Основные научные результаты диссертации Макшановой Л.М. отражены в 14 работах, в том числе в 2-х работах в журналах, рекомендованных ВАК России.
Структура диссертации сформирована с учетом поставленной цели, соблюдения логической последовательности и причинно-следственной взаимосвязи факторов и элементов исследуемых проблем и объектов.
Структурно главы и параграфы диссертационной работы представлены таким образом, чтобы наилучшим образом отразить актуальные и малоисследованные проблемы по теме диссертации. Цели и задачи диссертационной работы определили её структуру и объем. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, содержит 155 страниц машинописного текста и включает: 60 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 174 наименований.
Анализ ближнего окружения филиала
Телекоммуникационной системе присущи специфические черты организации и факторы ее развития, для анализа которых рассмотрим следующую модель теории менеджмента (рисунок 1.4), отражающую окружение оператора.
Внутреннее окружение - это персонал, ресурсы и оборудование организации. С точки зрения менеджмента элементы внутреннего окружения управляемы и контролируемы.
Ближнее внешнее окружение включает в себя потребителей, конкурентов, подрядчиков, акционеров и поставщиков организации [10].
Дальнее внешнее окружение включает в себя не контролируемые организацией факторы: социальные, технологические, экономические, экологические и политические факторы (STEEP факторы - Social, Technological, Economic, Environmental and Political) 591.
Главная идея состоит в том, что организационные границы могут сдвигаться для установления оптимального баланса между краткосрочными и долгосрочными целями, между операционными и стратегическими планами между потребностями своих и заинтересованных сторон. Проведем анализ окружения филиала, согласно приведенной модели.
В работах Лоуренса и Лоша [163] подробно описаны механизмы функционирования организаций и выявлены основные принципы дифференциации и интеграции деятельности предприятия. По мере своего роста организации создают специализированные подразделения для решения задач взаимодействия с внешним окружением. Такая дифференциация внутриорганизационных функций и задач сопоставляется с различными приоритетами, ценностями и практической деятельностью организации. Дифференцированные задачи и направления деятельности необходимо свести в единое целое, это и есть интеграция, характер которой определяется воздействиями внешней среды.
Дальнее окружение трактуется как факторы, которыми напрямую управлять невозможно, но их влияние сказывается на деятельности организации (STEEP факторы), рассмотрим подробнее каждый из них: экономические факторы. На сегодняшний день необходимо отметить рост общеэкономической ситуации, что вызывает рост расходов потребителей на услуги связи. Инфляция в данный момент составляет порядка 12% и не является угрозой для операторской деятельности. Курс валют благоприятен для сотрудничества с мировыми производителями, позволяя закупать оборудование по выгодным ценам;
У экологические факторы. Применяемое в филиале оборудование отличается от предыдущих поколений пониженными нормами потребления ресурсов (электричество, вода и т.д.); У политические факторы (внешняя и внутренняя политика государства; У социальные факторы. Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию; технологические факторы. Как подчеркивается в Окинавской Хартии глобального информационного общества [88] информационно-коммуникационные технологии становятся важным стимулом развития мировой экономики. оборудования, контента, электроэнергии, воды, тепла непосредственно воздействуют на организацию, создавая ресурсную зависимость. Зависимость одних организаций от распределения ресурсов дает власть другим и позволяет им оказывать влияние на себестоимость, качество ПРОДУКЦИИ и в целом на эффективность деятельности организации. Зависимость от поставщиков создает для организации большие сложности, связанные с обеспечением необходимыми для ее деятельности материальными и природными ресурсами. В этих условиях организация должна направлять свои усилия на то чтобы минимизировать ресурсную зависимость. 3. Конкуренты. При изучении конкурентной среды, с одной стороны, необходимо оценить, насколько сильна конкуренция, как она влияет на деятельность организации, определить главных конкурентов, реальные и потенциальные угрозы с их стороны; с другой стороны, им нужно знать, насколько сильны позиции их организации и каковы конкурентные преимущества для выработки определенной конкурентной стратегии.
К примеру, на рынке местной связи Республики Бурятия работает 13 операторов: ОАО «АК Мобилтелеком», ООО «Витол», ООО «Интерфейс», ОАО «ОГК-3 филиал Гусиноозерская ГРЭС», ОАО «РЖД», ОАО «Вымпелком», ООО «Байкал-Диалог», ОАО «ФСК ЕЭС» филиал ЗП МЭС, ОАО «Мобильные ТелеСистемы», ЗАО «Престиж-Интернет» (торговая марка «Энфорта»), ОАО «МегаФон», КБ «Искра» с общей монтированной емкостью ПО 676 №№ без учета филиала. Присутствие федеральных сотовых операторов, имеющих возможность предоставления конвергентных услуг FMC на рынке местной телефонной связи, предоставляют угрозу снижения ДОЛИ филиала, особенно в корпоративном секторе, а в массовом сегменте - в тех населенных пунктах и районах, где малая разветвленная сеть ЛКС, в частности малоэтажные застройки в г. Улан-Удэ.
В связи с этим доля ОАО «Ростелеком» на рынке местной связи снизилась на 1,1 % и составляет 95,5 % . 4. Инфраструктура. Та часть деловой среды, которая обеспечивает организацию необходимыми для ее деятельности финансовыми, трудовыми, информационными ресурсами, осуществляет транспортное обслуживание, оказывает консультационные, страховые и другие услуги. К ней относятся: S Финансовые организации. Деятельность любой организации непосредственным образом зависит от обеспечения финансовыми ресурсами, которое осуществляется через банки, фондовые биржи, частных инвесторов. Надежность и платежеспособность финансовых организаций является необходимым условием их работы. Обоснованный выбор финансовых учреждений и тщательный анализ их текущей деятельности уменьшает риск потерь и создает условия для более стабильной работы организации;
Рынок рабочей силы. В эту группу входят все, с кем устанавливает связи и непосредственно взаимодействует организация для того, чтобы обеспечить себя необходимыми человеческими ресурсами, кадровые агентства службы занятости, учебные заведения, биржи труда. Сюда же можно отнести и профессиональные союзы, усиливающееся влияние которых на деятельность организаций нельзя не учитывать; S Транспортные организации. Стоимость транспортных услуг может составлять значительную часть себестоимости продукции. В случае с поставщиками оборудования организация также испытывает сильное влияние со стороны транспортных предприятий. Формируется зависимость от цен, соблюдения графиков перевозок, сохранности поставляемых грузов; S Консультационные фирмы. В последние годы в России наблюдается значительное оживление на рынке консультационных услуг. Российские предприятия все чаще обращаются к отечественным и иностранным консультационным фирмам, работающим на российском рынке, за помощью в разработке маркетинговых, инвестиционных проектов, стратегии, проектов по реструктуризации предприятий и т.д; Страховые компании. Страховой бизнес в России набирает силу. Все больше организаций обращается в страховые компании, страхование рисков превращается в инструмент бизнеса. Введено обязательное страхование, наряду с личинным страхованием получают распространение такие его виды, как добровольное страхование ответственности и имущества.
Формулировка цели
Цель большинства интеграционных процессов заключается в сокращении капитальных затрат и/или эксплуатационных расходов оператора связи. Кроме того, построение интегральных сетей и систем часто снижает риски, которые неизбежно возникают в операторской деятельности. Рассуждения о том, что абоненты также заинтересованы в построении интегральной сети, по всей видимости, относятся к мифам, которые всегда сопровождают эволюцию телекоммуникационной системы. Большинство абонентов не интересуют способ построения сети и технические средства, которые выбраны оператором. Абоненты, как правило, предъявляют требования к атрибутам обслуживания и стоимости услуг. Иная ситуация складывается с экономией эксплуатационных расходов. Соответствующие оценки показывают, что сокращение издержек оператора при построении NGN может стать весьма существенным. С этой точки зрения актуальность стратегии перехода к NGN несомненна [119].
Иная ситуация складывается для оператора, поддерживающего два или более видов обслуживания (в идеале все три - передачу речи, видео и данных, или Triple Play Services). Очевидно, что построение одной сети, способной предоставить два (или более) видов обслуживания, экономичнее, чем создание нескольких сетей, которые специализируются на ограниченном наборе услуг. На экономию в данном случае можно рассчитывать в части как капитальных затрат (CАРЕХ), так и эксплуатационных расходов (ОРЕХ) [61].
Сама суть эксплуатации заключается в нескольких основных моментах. На первое место можно поставить учет. Для того чтобы эксплуатировать, нужно знать, что эксплуатируется. То есть необходим полноценный технический учет всего, что есть на сети и полная информация по учтенным объектам (документация, параметры и т.д.). Для целей эксплуатации оператору необходимо иметь полную информацию об имеющемся у него оборудовании, и эта информация должна быть легко обновляема, т.е. у оператора есть возможность быстро и просто добавить новое оборудование или изменить информацию об уже существующем.
Идеология эксплуатации и управления известна под термином OSS (Operation Support System) и уже довольно давно разрабатывается и внедряется на сетях. Во многих технически развитых странах одной из основных причин внедрения систем OSS является необходимость снижения эксплуатационных расходов. До тех пор пока оператор может увеличивать свою прибыль другими, более простыми и менее затратными способами, такими как захват новых рынков, ввод новых услуг, и др., он обычно не уделяет большого внимания оптимизации эксплуатации сети. Но когда рынок в данном сегменте насыщается, то, чтобы увеличить прибыль компании, необходимо снизить непроизводительные расходы, связанные с дублированием процессов эксплуатации, мошенничеством в сети, неэффективным использованием оборудования и другими подобными факторами.
Системы OSS принято делить на вертикальные и горизонтальные [22,39]. В первом случае система представляет собой комплекс взаимоувязанных модулей, начиная от уровня бизнеса и заканчивая техническим учетом, ориентированный на быстрое внедрение и поддержку услуг. В документах международных организаций по стандартизации предлагается выделить (рис. 1.20.) следующие уровни управления сетью: управление элементами сети с ограничением по типам управляемого оборудования (узлы коммутации (УК), оборудование систем передачи (СП), кроссовое оборудование и др.); управление сетью в целом в обширной географической области при наличии оборудовании от различных поставщиков; S управление услугами с обеспечением договорных аспектов услуг, предоставляемых абонентам; управление бизнесом [39].
Потребитель выбирает определенный вид связи, исходя из характера передаваемого сообщения и срочности его передачи. Невыполнение этого требования может привести к снижению или полной потере ценности передаваемой информации.
Участие в процессе создания телекоммуникационной услуги нескольких операторов придает категории качества сетевой характер. Помимо ее полной потребительской стоимости формируются и качественные характеристики при прохождении отдельных участков передачи: исходящему, входящему и транзитному. Поэтому необходимо технологически совместимое оборудование, эксплуатируемое на единых технических норм и правил для обеспечения заданных потребительских характеристик услуги в целом [116].
Исходя из требований, которые предъявляют пользователи, можно сформулировать следующие общие свойства, характеризующие качество конечного продукта отрасли связи: скорость передачи информации или пересылки сообщений; точность передачи и воспроизведения, достоверность и сохранность сообщений; конфиденциальность передачи информации; доступность средств и услуг связи; удобство пользования, эстетичность и экологическая безопасность.
Вышеописанные критерии определяют важность качества инфокоммуникационной услуги с точки зрения потребителя услуг. Обязанности операторов связи по предоставлению услуги связи надлежащего качества установлены стандартом ФЗ «О связи» [129]. За нарушение качественных показателей и правил обслуживания абонентов организации связи несут административную и юридическую ответственность в соответствии с действующим законодательством, в частности, с Гражданским кодексом Российской Федерации и ФЗ «О защите прав потребителей».
С точки зрения оператора, управление качеством заключается в обеспечении требуемого качества работы телекоммуникационной сети и качества обслуживания потребителей. Качество обслуживания объединяет понятия: обеспеченность требуемым набором услуг, удобство пользования услугами культура обслуживания, безопасность (защита от несанкционированного доступа, вандализма, человеческих ошибок). К обеспечению качества необходим комплексный подход, учитывающий как оценку качества потребителями услуг, так и предприятиями связи (рис. 1.21).
Классификация рода по направленности действий злоумышленников
Основными формальными (математическими) моделями структур сетей электросвязи являются графы и гиперсети. При анализе телекоммуникационных сетей кроме методов теории графов необходимо пользоваться различными эмпирическими приемами исследования структур этих сетей. Очевидно, что в этом случае более подходящим объектом является гиперсеть, описанная в работах Попкова В.К. [92-96], свободная от ряда недостатков, присущих графам. В предлагаемой модели графами описываются первичные и вторичные сети, а сеть электросвязи в целом описывается гиперсетью.
Основная модель взаимодействия структур сети связи представлена на рисунке 2.13. Vretf : г 2P(F{r)) - отображение, сопоставляющее каждому элементу г е К подмножество W(г) Е Р(Р(Г)) его пар вершин, Р(Р(г)) - множество вершин в Р8, инцидентных ветвям Р(г) Е V. Таким образом, отображение W определяет гиперграф W8 = (Х,Р;W) вторичной сети. В 8-гиперсети вида (У,У,К) узел у Е У заменяется графом вида y={х/, Ej} - граф узла у структурированной гиперсети, где х/ - ]-ая вершина вторичной сети W8i, отображается в узел у структурированной гиперсети SA=(Y,V,G(Xi,Ri)).
Таким образом, в отличие от гиперсетей, вершины вторичных сетей помещаются в узлы первичной сети независимо друг от друга, без ограничения на характер отображения - то есть возможны варианты отображения нескольких вершин одной вторичной сети в один узел первичной сети. Таким образом, 8-гиперсеть позволяет описать не только иерархичность Первичная сеть гиперсети Н S-гиперсеть Н Объединенные вторичнах S-гиперсети Н Рис.2.15. 8-гиперсеть и ее составляющие сетевых структур, но и взаимосвязь различных гиперсетевых уровней [96]. Маршрутом в гиперсети 8 — (X, V, К) называется конечная последовательность, составленная из элементов X, К таким образом, что вершины и рёбра чередуются, а всякие два соседних элемента инцидентны. Квазимаршрут в гиперсети 8 = (X, V, К) называется конечная последовательность ц., в которой пара соседних элементов хь г; инцидентна, а П, Xi+1 слабо инцидентна. Если в определении маршрута заменить «инцидентность» на «слабую инцидентность», то получим определение слабого маршрута. Необходимо отметить следующее: S в гиперсетях целевая функция содержит весовые коэффициенты не только коммуникационных сетей, но их подосновы (первичная сеть гиперсети); S места размещения серверов зависят не только от структур транспортной и коммуникационных сетей, но и от реализации этих коммуникационных (вторичных) сетей связи в транспортной (первичной) сети связи; S в отличие от графов, в гиперсетях существуют три определения маршрутов и, следовательно, число задач по этой причине утраивается.
Будем считать, что первичная сеть гиперсети N задана графом Р8 = (Х,У), где X - множество вершин: 1Х = п; V - множество каналов связи: V = т. Каждый канал характеризуется нагрузкой и пропускной способностью.
Вторичная сеть задана множеством тяготеющих пар X , на котором возможны различные соединения между вершинами.
Итак, синтезируемая ТКС имеет иерархическую структуру и содержит топооснову первичную (магистральную) и вторичную сеть (сеть доступа). Магистральный сегмент соединяет каналами связи (КС) узлы доступа (УД). УД обеспечивают передачу информации через магистральный сегмент между абонентами сети (АС), закрепленными за разными УД. Магистральный сегмент помимо УД содержит узлы управления, узлы предоставления услуг и шлюзы в вышестоящую сеть. Зададим иерархическую гиперсеть М=(Х,У,А,В,C), соответствующую структуре сети филиала.
В ряде задач о размещении пунктов обслуживания требуется так расположить пункт в вершине графа, чтобы сумма расстояний от этого пункта до остальных вершин графа была бы минимальной. Задачи на нахождение оптимального в этом смысле места расположения пункта называются «минисуммными задачами размещения» и являются задачами оптимизации. Впервые задачу размещения был.
Такие задачи встречаются при выборе месторасположения телефонных станций (впервые опубликованные шведским ученым Ульфом Раппом)[165,166], подстанций в электросетях, складов в сети дорог, где вершины представляют потребителей, ребра задают связь между ними, а веса ребер выражают, например, расстояние.
В терминах сетей связи задача нахождения Ь-медианы графа может иметь следующую содержательную интерпретацию. Населенные пункты мыслятся как вершины графа G; там, где можно соединить пару населенных пунктов кабельной линией связи, в графе С пара соответствующих вершин соединяется ребром. Вес вершины интерпретируется как стоимость единицы длины кабельной линии, а вес ребра это расстояние на карте между населенными пунктами, выраженное, например, в километрах. В населенных пунктах требуется разместить ровно Ь станций связи так, чтобы общая стоимость кабеля построенной сети была минимальной. Естественно, при этом считается, что населенный пункт подключается к ближайшей станции.
С математической точки зрения, задача о Ь-медиане относится к классу NP-тpyдныx задач [28], и поэтому для ее решения используются приближенные алгоритмы. Если в графе N вершин и требуется разместить Ь медиан, то для решения задачи полным перебором требуется вычислить N1 / (N-b)! Ы, передаточных чисел, что является для счета слишком большой величиной, даже при небольших N и Ь. Приближенный алгоритм нахождения Ь-медианы.
Выберем начальное множество 8, аппроксимирующее Ь-медианное множество У ь Затем проверим, может ли некоторая вершина w-}e У/8 заменить вершину V; Е 8 (как медианная вершина), для чего строится новое множество 8 = (Su{ Vj})-{ Vj } и сравниваются передаточные числа а( 8 ) и а( 8). Если а( 8 ) а( 3), то вершина Vj в множестве 8 замещается вершиной Vj, в результате получается новое множество 8, которое лучше аппроксимирует Ь-медианное множество У b. Процесс продолжается до тех пор, пока построено множество 8 , такое, что ни одну его вершину нельзя будет заместить из множества У/8 и получить при этом множество с меньшим передаточным числом, чем cr(8 ). Множество 8 является требуемым приближением Ь-медианы и объявляется приближенным решением задачи.
Разработка алгоритмов и методов онаружения фрода
Данный метод позволяет обеспечить полноту данных о состоявшихся соединениях по контрольным точкам и предупредить всевозможные сбои и потери, обеспечивать их оперативное выявление и ликвидацию с наименьшими затратами и ресурсами.
В К1 для выявления нехарактерных всплесков трафика применяется метрика Хаусдорфа. Для контроля объемных и динамических процессов, которые имеют место в сетях операторов связи, необходимо использование быстродействующих алгоритмов и методов мониторинга и анализа трафика. Представление трафика в виде временного ряда позволяет использовать инструментарий прикладного анализа данных.
Трафик — это объем данных или количество сообщений, переданных через канал за определенный промежуток времени. Трафик также включает отношение между попытками вызова оборудования, чувствительного к трафику, и скоростью выполнения этих вызовов.
Для контроля телефонного трафика необходимо применение быстродействующих алгоритмов и методов мониторинга и анализа. Представление трафика в виде временного ряда позволяет использовать инструментарий прикладного анализа данных (ПАД).
При этом целесообразно отдельно рассматривать и анализировать ряды с различными аргументами, параметрами или показателями. Например, при рассмотрении трафика операторов связи это могут быть ряды, отображающие загруженность каналов связи в фиксированные моменты времени, активность ОТ 7Т Є TTTVHblX абонентов во времени, количество и продолжительность звонков, проходящих через конкретную станцию, активность абонентов отдельного тарифного плана и пр. Получаемые таким образом временные ряды являются классическими объектами ПАД, и для их анализа удобно использовать аддитивную математическую модель.
Нелегальное использование каналов связи сопровождается появлением аномальных участков во временном ряду, представляющем один из видов трафика оператора. Всплески или провалы, резкие переходы к более низкому или более высокому установившемуся значению могут свидетельствовать о случаях злоупотреблений или нетипичного поведения абонентов. Поэтому, кроме выявления участков трафика с аномальным поведением и определением источников, являющихся причиной появления таких участков, может потребоваться анализ множества дополнительных признаков, проведение различных тестов, профилактических мероприятий и пр. для дифференциации нелегального использования ресурсов операторов от анормального поведения абонентов. Например, мошенническое оборудование, работающее в качестве шлюза, не будет реагировать на входящие звонки по номеру, который сопровождает исходящий трафик.
Таким образом, для автоматизации процесса выявления случаев нелегального использования ресурсов операторов необходимо разработать ма тематические модели эффективные для анализа временных рядов, содержащих интервенции и другие признаки, характерные для случаев злоупотреблений, ав-томатизировать анализ ряда дополнительных признаков и, при необходимости, задействовать оператора для принятия окончательного решения о необходимости проведения дополнительных тестов или блокирования недобросовестных абонентов. Для анализа трафика и распознования аномалий в трафике оператора мобильной связи в работе [124] использовался метод сегментации кривых. Для реализации метода была предложена модификация алгоритма голосования оценок из семейства методов распознавания образов Г-модели (модели голосования). Для количественной оценки сравниваемых участков трафика применена мера близости в качестве функции сложности. Для выявления несанкционированного трафика необходимо проводить объемные математические расчеты и анализ различных второстепенных признаков, таких как время пребывания абонента, в качестве клиента оператора связи, среднее количество звонков абонента за заданный интервал времени, средняя длительность звонков, направление исходящего звонка, успешность его завершения и другие параметры соединения.
В работе [79] рассмотрены классические методы кластеризации. В качестве объекта классификации рассмотрен трафик оператора мобильной связи где в качестве исходных данных используется профиль абонента, состоящий из наиболее значимых характеристик пребывания в сети абонента, которые сводятся в таблицу «объект - свойство» (ТОС):
X ={Xij}, j = 1,2,...,n, где i - объект (численное значение всех свойств i-го объекта), j - признак (численное значение j-ro свойства для всех объектов), m - количество объектов, п - количество признаков. Из множества метрик, определяющих расстояние между объектами, используется евклидова метрика, которая оптимально согласуется с интуитивным представлением о близости объектов [79].
При выборе конкретного метода определения расстояния между классами следует учитывать, что метрика по методу ближайших соседей сильно сжимает а по методу дальних соседей - растягивает пространство признаков. В случае необходимости объемных вычислений, требующих трудоемких изысканий, а также для дальнейшего развития методов классификации, целесообразно использовать нейронные сети.
Похожие диссертации на Исследование и разработка моделей и методов эффективной эксплуатации современных систем связи
