Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ особенностей архитектуры. комплекса управления связью узлов телекоммуникационных систем 12
1.1. Обобщенный анализ Единой сети электросвязи РФ 12
1.2. Анализ особенностей построения и функционирования комплекса управления связью узлов телекоммуникационной системы 22
1.3. Обоснование показателя качества функционирования комплекса управления связью и критерия его оценивания. Постановка задачи исследования ...31
Выводы по первому разделу 39
2. Математическое моделирование процесса обработки задач-запросов в аппаратно-программных средствах комплекса управления связью 42
2.1. Математическая модель процесса обработки задач-запросов в ВК БПИ, функционирующем в мультизадачном режиме при конечном числе источников и переменном числе каналов 42
2.2. Математическая модель процесса доставки многопакетных сообщений с обработанными задач-запросами по ЛВС типа Ethernet к ВК сервера КУС 52
2.3. Математическая модель процесса обработки задач-запросов в ВК сервера КУС, функционирующем в однозадачном режиме при конечном числе источников с относительными приоритетами 70
Выводы по второму разделу 80
3. Расчет и обоснование основных требований к производительности аппаратно-программньіх средств кус узла телекоммуникационной системы 82
3.1. Задача оптимизации производительности аппаратно-программных средств КУС узла телекоммуникационной системы и ее решение 82
3.2. Методика обоснования минимально достаточной производительности аппаратно-программных средств КУС узла системы связи общего назначения 87
Выводы по третьему разделу 93
Заключение 94
Список использованных источников
- Анализ особенностей построения и функционирования комплекса управления связью узлов телекоммуникационной системы
- Обоснование показателя качества функционирования комплекса управления связью и критерия его оценивания. Постановка задачи исследования
- Математическая модель процесса доставки многопакетных сообщений с обработанными задач-запросами по ЛВС типа Ethernet к ВК сервера КУС
- Методика обоснования минимально достаточной производительности аппаратно-программных средств КУС узла системы связи общего назначения
Введение к работе
Одной из важной составляющих могущества любого государства является его информационное пространство, включающее в первую очередь сеть связи страны. Сеть связи страны является ее инфраструктурой и обеспечивает эффективное функционирование экономики, образования, силовых ведомств и других многочисленных структур государства. В Российской Федерации в 90-х годах прошлого столетия сеть связи страны вследствие кардинального изменения общего уклада экономики строилась как совокупность независимых сетей связи различных операторов, разнородных по своей организационной, технической и функциональной основе. Необходимость координации их функционирования в общих интересах государства привела к созданию на их базе «Взаимоувязанной сети связи РФ».
К началу XXI века почти все основные операторы связи «выровнялись» по технической оснащенности узлов своих сетей, при этом упор был сделан на цифровые технологии: Усилились интеграционные процессы между операторами связи, обусловленные необходимостью обеспечения требуемых показателей качества предоставляемых услуг связи, диктуемых вхождением России в глобальное информационное сообщество [56]. Данные качественные преобразования привели к трансформации в 2003 году «Взаимоувязанной сети связи РФ» в «Единую сеть электросвязи России» [41]. Лидером в данном процессе является оператор связи «Ростелеком». В настоящее время-Единая , сеть электросвязи (ЕСЭ) РФ завершает переход на современные цифровые технологии, активно использует средства автоматизации управления и конвергирует в автоматизированную систему связи (АСС) страны. АСС в настоящее время принято называть телекоммуникационными системами (ТС) [27, 41].
Основу такой АСС (ТС) представляют автоматизированные узлы связи (АУС), соединенные между собой различными каналами связи. При этом узлы регионального, областного, городского назначения имеют, как правило, каналоформирующее и коммутационное оборудование (проводное и радио), построенное на цифровых принципах. Узлы районного уровня, как правило, 50% имеют каналоформирующее и коммутационное оборудование нового парка (цифровые технологии) и 50% - старого парка (аналоговые технологии). Отметим, что цифровое каналоформирующее и коммутационное оборудование разрабатывалось в конце 90-х годов XX века и в начале XXI века, а имеющиеся образцы аналогового каналоформирующего и коммутационного оборудования разрабатывались в 80-х - 90-х годах прошлого века и ранее [12].
Необходимость автоматизации процессов управления всей АСС (ТС) и ее сегментов выливается в задачу автоматизации управления элементами АУС [29]. В силу разнотипности каналоформирующего и коммутационного оборудования на типовом узле связи задача эффективного управления ими является нетривиальной. Действительно, если современные элементы узла связи имеют управляющие интерфейсы, работающие в локальной вычислительной сети (ЛВС) типа Ethernet, то каналоформирующее и коммутационное оборудование предыдущих поколений допускает управление по интерфейсам типа ИРПС и даже по принципу «провод-команда». «Выравнивание» (сопряжение) форматов управляющих сообщений, с разнотипными средствами связи, имеющими различные интерфейсы, осуществляется с помощью различных блоков преобразования, интерфейсов (БПИ) [28].
Задачи управления элементами АУС возникают тогда, когда на всей ТС или на ее отдельном сегменте появляются некие нештатные ситуации: выход из строя (восстановление) отдельных каналов или всего направления связи по той или иной причине; перегрузка (разгрузка) сообщениями отдельных каналов или- всего направления- связи; динамическое перераспределение канального ресурса в интересах приоритетных пользователей и другие [1,2].
Для решения таких задач в составе каждого АУС имеются комплексы управления связью (КУС). При этом КУС АУС представляет собой совокупность аппаратно-программных средств (АПС), под которыми понимаются вычислительные комплексы (ВК) и их специальное программное обеспечение. Взаимодействие КУС смежных АУС по управлению между собой в рамках АСС (ТС) осуществляется, в основном, в виде передачи данных через, так называемые, транспортные станции. Возникающие при этом задачи управления в рамках функционирования КУС называются «задачи-запросы» [3].
АПС КУС представляет собой объединение АПС БПИ, на которые поступают первичные задачи-запросы на восстановление связи от различных каналоформирующих устройств (проводных и радио) и абонентских систем, АПС ЛВС, обеспечивающих доставку задач-запросов, прошедших первичную обработку к основному ВК, АПС сервера КУС, являющегося основным ВК КУС, вырабатывающим решение по управлению связью согласно пришедшей задаче-запросу [4, 5].
К оперативности решения задач КУС по управлению связью. предъявляются жесткие требования. В частности, предоставление подготовленного резервного канала, например, в интересах Министерства обороны РФ оператором «Ростелеком» должно произойти за время не более 1,2 с с момента браковки основного канала. Учитывая, что на коммутацию уходит время 1,0 с, следует, что задача перевода основного канала на резервный в КУС такой сети должна быть решена за 0,2 с [55].
Из анализа процесса управления средствами связи на АУС с помощью КУС следует, что оперативность выработки (формирования) решения по управлению по возникшей ситуации в системе связи (задаче-запросу) напрямую зависит от производительности АПС КУС. При этом под производительностью (вычислительной мощностью) АПС понимается число операций, выполняемых ВК, в единицу времени. Данная величина выражается в МФлоПС (MfloPS - Mega Floating point operation Per Second) (для операций ВК над числами, представленными в форме с плавающей запятой) и в МИПС (MIPS - Mega Instruction Per Second) (для операций ВК над числами, представленными в форме с фиксированной запятой). Техниче ские решения по разработке КУС и его созданию показывают, что его стоимость напрямую зависит от производительности составляющих его АПС. К настоящему времени открытой является задача нахождения таких производи-тельностей АПС составных частей КУС, которые бы обеспечили заданную оперативность выработки решения по управлению связью при их минимальной стоимости [19, 20].
Решение данной задачи невозможно без использования системного подхода к обоснованию минимально достаточной пропускной способности АПС ВК, чему посвящено большое количество публикаций отечественных и зарубежных специалистов в области теории информации, информатики, управления и связи. Среди них особого внимания заслуживают монографии и труды научных школ B.C. Семенихина, А.П. Пятибратова, В.Г. Лазарева, Э.А. Якубайтиса, И.А. Мизина, А.В. Максименкова, В.В. Мачулина, Б.А. Со-ветова, Ю.В. Новикова, В.Г. Олифера, А.А. Ларина, Е.Н. Хохлачева, В.И. Зло-бина, В.А. Цимбала, С.Н. Шиманова, Л. Клейнрока, Д. Феррари и многих других ученых [19, 21, 23, 25, 31, 32, 39, 42, 44, 58, 65, 70-73, 79, 81].
Из анализа процесса обработки типовой задачи-запроса в АПС КУС следует, что, во-первых, в данном процессе есть три независимые ступени (ВК БПИ, ЛВС и ВК сервера КУС), и, соответственно, достигаемое среднее время обработки определяется средними временами обработки каждой из трех ступеней; во-вторых, оперативность обработки задач-запросов в каждой ступени АПС КУС обратно пропорциональна их производительности; и, в-третьих, стоимость АПС каждой из трех ступеней обработки прямо пропорциональна их производительности [11, 12, 19, 73].
В связи с изложенным, возникает следующее противоречие: с одной стороны, увеличение производительностей АПС ступеней КУС приводит к повышению оперативности обработки задач-запросов по управлению связью, с другой - увеличение производительностей АПС ступеней КУС приводит к повышению их стоимости. Разрешение данного противоречия требует нахождения минимально достаточной производительности АПС КУС узла систе мы связи общего назначения, обеспечивающей требования по оперативности управления связью при их минимальной стоимости.
Исходя из изложенного, актуальной является тема диссертации «Обоснование производительности аппаратно-программных средств комплекса управления связью узлов телекоммуникационных систем».
Целью диссертационного исследования является минимизация затрат на производительность АПС КУС узла системы связи общего назначения.
Объектом исследования является комплекс управления связью узлов системы связи общего назначения.
Предметом исследования являются методы и алгоритмы обработки сообщений в АПС КУС узла системы связи общего назначения.
Научной задачей является разработка научно-методического аппарата нахождения минимально достаточной производительности АПС .КУС узла системы связи общего назначения, обеспечивающей требования по оперативности управления связью при их минимальной стоимости.
В ходе исследований были получены следующие научные результаты, представляемые к защите:
1. Математическая модель процесса обработки задач-запросов в АПС комплекса управления связью.
2. Методика обоснования минимально достаточной производительности АПС КУС узла системы связи общего назначения.
Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в том, что: разработанная математическая модель процесса обработки задач-запросов в АПС КУС впервые комплексно учитывает последовательные процессы обработки серий задач-запросов в разнородных АПС БПИ, ЛВС и сервера КУС; методика обоснования минимально достаточной производительности АПС КУС узла системы связи общего назначения, в отличие от известных, учитывает минимальную стоимость реализации АПС.
Достоверность результатов подтверждается корректностью и логической обоснованностью разработанных вопросов, принятых допущений и ограничений, использованием апробированного математического аппарата теории систем массового обслуживания, теории телетрафика, моделирования систем, высокой согласованностью полученных результатов с физикой исследуемого процесса.
Практическая значимость результатов диссертационных исследований заключается в том, что они доведены до уровня инженерной методики и позволяют на стадии проектирования АПС КУС закладывать в процесс их разработки и создания адекватную стоимость.
Результаты исследований представляют практический интерес для научно-исследовательских учреждений и проектных организаций с целью усовершенствования существующих и создания перспективных АСУ С ТС. Кроме того, результаты работы могут быть использованы в ввузах при изучении учебных дисциплин, соответствующих тематике данной диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников и приложения.
Основные результаты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на:
5-й НТК различного уровня, в том числе Всероссийского уровня;
4-х НТС кафедры АСУ СВИ РВ; опубликованы в 15-и работах, из них:
8 статей в научно-технических сборниках (1 статья в журнале из Перечня ВАК); тезисы 2 докладов на НТК;
3 отчета о НИР и ОКР;
2 патента на полезную модель.
Результаты работы реализованы: 1. В ОАО «Воронежский опытный завод программной продукции» при разработке ТТЗ на перспективный комплекс автоматизации управления связью в рамках ОКР «Баллиста» (акт о реализации ОАО «ВОЗПП» от 15.11.2007 г.).
2. В МОУ «Институт инженерной физики РФ» при разработке ТТЗ на специальный программно-аппаратный комплекс управления системой связи специального назначения в рамках ОКР «Буханка-ВУ» (акт о реализации МОУ «ИИФ РФ» от 12.12.2007 г.).
3. В учебном процессе СВИ РВ при изучении дисциплин «Информационные сети и телекоммуникации» и «Цифровые сети интегрального обслуживания» (акт о реализации СВИ РВ от 27.12.2007 г.).
Анализ особенностей построения и функционирования комплекса управления связью узлов телекоммуникационной системы
Автоматизированная система управления связью (АСУС) представляет собой совокупность взаимоувязанных автоматизированных информационных и управляющих систем, комплексов и средств различных звеньев управления связью, действующих по единому замыслу и плану при решении совместных задач по управлению связью [6, 32, 66].
Автоматизированная система управления связью Автоматизированной системы связи общего назначения (АСС ОН) создается в целях повышения эффективности управления перспективной АСС. Она призвана обеспечить автоматизацию основных процессов управления связью (планирования, оперативного управления, контроля состояния АСС, а также автоматизированного управления комплексами и средствами связи) [29].
Автоматизация процессов управления связью обеспечивается внедрением в органах управления связью, на автоматизированных узлах связи (АУС) систем, комплексов и средств автоматизации решения задач по связи обслуживающим персоналом, а также средств дистанционного контроля и управления комплексами, средствами связи и коммутации [17, 23, 55].
Управление связью в ТС строится по централизованному (иерархическому) принципу. Разграничение зон ответственности между органами управления связью различных уровней иерархии производится по принципу - вышестоящий орган управления организует и обеспечивает взаимодействие подчиненным [26].
В АСУС АСС обеспечивается автоматизированное решение трех групп взаимоувязанных задач [26, 48-50]: планирования связи и управления узлами связи (контур планирования связи и управления узлами связи); оперативного управления связью (контур оперативного управления); технологического управления комплексами, средствами связи и автоматизации (технологический контур управления).
В рамках контура планирования связи и управления узлами связи обслуживающим персоналом решаются задачи планирования действующей связи, организации управления АУС, оперативно-технической службы на АУС, технической эксплуатации комплексов и средств связи.
Задачи планирования связи включают разработку планирующих документов по связи. Результатами решения этих задач является формирование выходных документов по связи, регламентирующих деятельность персонала на АУС.
Задачи организации управления АУС включают [40]: разработку и выполнение мероприятий, предусмотренных планами приве дения узла связи в установленные степени эксплуатационной готовности; организацию и проведение мероприятий по материально-техническому обеспечению; организацию и руководство оперативно-технической службой (основными задачами оперативно-технической службы, решаемыми должностными лицами узлов связи, являются: обеспечение прохождения на узлах связи всех видов информации в установленные контрольные сроки; обеспечение своевременного и качественного установления связей, предусмотренных установленными схемами для АУС ТС; обеспечение постоянной готовности заданных связей к обмену информацией, в том числе с учетом обходных направлений; организацию и обеспечение деятельности обслуживающего персонала на узлах связи-и их элементах; организацию и поддержание взаимодействия между элементами узла связи,» другими узлами связи (старшими, подчиненными и взаимодействующими), предприятиями связи ЕСЭ РФ; осуществление мероприятий по обеспечению безопасности связи и информации; сбор, анализ и обобщение данных о состоянии эксплуатации узла связи.
Решение вышеперечисленных задач осуществляется должностными лицами пункта управления узлом связи и пункта управления элементом узла связи под руководством должностных лиц пункта управления связью с использованием автоматизированных рабочих мест должностных лиц органов управления связью и узлов связи и обеспечивается формированием последовательности рациональных действий (инструкций) номерам дежурной смены связи.
Обоснование показателя качества функционирования комплекса управления связью и критерия его оценивания. Постановка задачи исследования
Ключевым элементом АСУС ТС общего назначения является КУС. Именноi от реакции КУС на возникающие (поступающие на обработку) в той или иной ситуации задачи-запросы зависит своевременность управления связью, а, следовательно, и эффективность всей АСУС ТС в целом.
Анализ КУС типовых АУС АСС ОН показал, что время реакции КУС включает в себя три компонента (см. рисунок 1.5) [73, 74]: первичная обработка задач-запросов по возникшей ситуации на сети в вычислительном комплексе БПИ и формирование обобщенного сообщения.о задаче-запросе в формате, удобном для передачи по ЛВС типа Ethernet; передача обобщенного сообщения о задаче-запросе по ЛВС типа Ethernet, к вычислительному комплексу сервера КУС; непосредственная обработка обобщенного сообщения о задаче-запросе на вычислительном комплексе сервера (основной ВК) КУС. Отметим, что данное обобщенное сообщение о задаче-запросе является многопакетным. Обобщенная структура процесса обработки задач-запросов в КУС представлена на рисунке 1.6.
Качество функционирования КУС будем оценивать свойством, именуемым своевременностью. Показателем данного свойства будет выступать среднее время реакции КУС на поступившую задачу-запрос. Для обработки задач-запросов-в КУС имеются соответствующие аппаратные и программные средства. Поступающие на ВК БПИ КУС задачи-запросы имеют разные приоритеты.
Из анализа рабочей конструкторской документации на создаваемые КУС ясно, что [26, 49]: аппаратно-программные средства (АПС) БПИ функционируют в мнозадачном режиме без приоритетов. Это объясняется тем, что источники задач-запросов одного приоритета обслуживаются одним БПИ; АПС ЛВС функционируют по протоколу Ethernet, где осуществляется множественный доступ многопакетных сообщений с обнаружением несущей и предотвращением столкновений пакетов (CSMA/CD); АПС сервера КУС функционируют в однозадачном режиме с относительными приоритетами.
Основным средством обработки является сервер со специальным программным обеспечением. Предметная область данного программного обеспечения в настоящее время бурно развивается и включает в себя программы решения задач по: переводу каналов направления связи с основных на резервные; перераспределению ресурсов на первичной сети с целью поддержания заданного уровня ее связности (перевод связей с проводных на радио (радиорелейные, УКВ, спутниковые)); резервированию одних комплектов каналообразующей аппаратуры связи на другие; динамической маршрутизации на вторичных сетях связи, формированию многомерных маршрутов передачи; выбора параметров протокола доставки служебных сообщений в транспортной сети АСУС и др.
Согласно структуре процесса обработки пришедших в КУС задач-запросов она распадается на три независимых этапа (ступени). Структура решения данной задачи вытекает из структуры процесса обработки задач-запросов в КУС, представленной на рисунке 1.7:
Следовательно, общее время реакции КУС будет равно сумме средних времен каждой ступени обработки. Из анализа рассматриваемого процесса ясно, что своевременность (оперативность) каждой ступени определяется производительностью его реализующих АПС.
Определение 1.1. Под производительностью ВК БПИ и ВК сервера КУС будем понимать число операций, совершаемых АПС БПИ и сервера ВК КУС в единицу времени.
Определение 1.2. Под производительностью ЛВС будем понимать максимально возможную скорость передачи информации в ней при монопольном режиме передачи (передача информации от одного абонента). Сформулируем задачу обоснования производительности аппаратно-программных средств каждого этапа в следующей постановке [74].
Математическая модель процесса доставки многопакетных сообщений с обработанными задач-запросами по ЛВС типа Ethernet к ВК сервера КУС
Проведённый анализ показал, что оперативность выработки АИС КУС управляющих воздействий по поступающим задачам-запросам определяется также и оперативностью доставки обработанных ВК БПИ задач-запросов к ВК сервера КУС.
Транспортной средой между БПИ и ВК сервера КУС является ЛВС типа Ethernet. Ethernet - это самый распространённый на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого её в 1980 году поддержали такие крупнейшие фирмы как DEC и Intel. Стараниями этих фирм в 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, её приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE и ЕСМА [36, 42,44].
Стандарт получил название IEEE 802.3 (по-английски читается как «eight ob two dot three»). Он определяет множественный доступ к моноканалу типа «шина» с обнаружением конфликтов и контролем передачи, то есть с методом доступа-CSMA/CD. Вообще-то нужно сказать, что этому стандарту удовлетворяют и некоторые другие сети, так как он не очень сильно детализирован. В результате сети стандарта IEEE 802.3 нередко не совместимы между собой как по структурным, так и по электрическим характеристикам. Основные характеристики стандарта IEEE 802.3 следующие: топология - шина, среда передачи - коаксиальный кабель, скорость передачи - 10 Мбит/с, максимальная длина - 5 км, максимальное количество абонентов - до 1024, длина сегмента сети - до 500 м, количество-абонентов на одном сегменте - до 1000, метод доступа - CSMA/CD, передача - узкополосная, то есть без модуляции (моноканал). Строго говоря, между стандартами IEEE 802.3 и Ethernet существуют небольшие отличия. В классической сети Ethernet применяется 50-омный коаксиальный кабель двух видов. Однако в последнее время всё большее распространение получает версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определён также-стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. В, 1995 году появился стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), использующий в качестве среды оптоволоконный кабель.
Помимо стандартной топологии «шина» применяются также топологии типа-«пассивная, звезда» и «пассивное дерево». При этом предполагается использование репитеров и пассивных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети (рисунок 2.5). В качестве сегмента может также выступать.единичный абонент. Коаксиальный кабель используется для шинных сегментов, а витая пара и коаксиальный кабель - для-лучей пассивной звезды. Главное, чтобы в полученной в результате топологии не было замкнутых путей (петель): Фактически получается, что абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал от каждого из них распространяется- сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце). Максимальная длина кабеля- всей сети в целом (максимальный-путь сигнала) теоретически может достигать 6,5 км, но практически не превышает 2,5 км.
Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный код Манчестер 2. При этом один уровень сигнала нулевой, а другой - отрицательный, то есть постоянная составляющая сигнала не равна нулю. При отсутствии передачи потенциал в сети нулевой. Гальваническая развязка осуществляется аппаратурой адаптеров, репитеров и концентраторов При этом приёмопередатчик сети гальванически- развязан от остальной аппаратуры с помощью трансформаторов и изолированного источника питания, а с кабелем сети соединён напрямую.
Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему полное равновесие абонентов. В сети используются пакеты пе Длина кадра Ethernet (то есть пакета без преамбулы) должна быть не менее 512 битовых интервалов, при 51,2 мкс (именно такова предельная величина двойного времени прохождения в сети). Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация [19].
В пакет Ethernet входят следующие поля: ? Преамбула состоит из 8 бит, первые семь из которых представляют собой код 10101010, а последний восьмой - код 10101011. В стандарте IEEE 802.3 этот последний байт называется признаком начала кадра (CFD -Start of Frame Delimiter) и образует отдельное поле пакета.
Адрес получателя (приёмника) и адрес отправителя (передатчика) включают по 6 байт. Эти адресные поля обрабатываются аппаратурой абонентов.
Поле управлениЯі (L/T - Length/Type) содержит информацию о длине поля данных. Оно может также определять тип используемого протокола. Принято считать, что если значение этого поля не более 1500, то оно определяет тип кадра. Поле управления обрабатывается программно.
Поле данных должно включать в себя от 46 до 1500 байт данных. Если пакет должен содержать менее 46 байт данных, то поле данных дополняется байтами заполнения. Согласно стандарту IEEE 802.3, в структуре пакета выделяется специальное-поле заполнения (pad data - незначащие данные), которое может иметь нулевую длину, когда данных достаточно (больше 46 байт).
Поле контрольной группы (FCS - Frante Check Sequelce) содержит 32-разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета.
Методика обоснования минимально достаточной производительности аппаратно-программных средств КУС узла системы связи общего назначения
На основании разработанного научно-методического аппарата нахождения минимально достаточных производительностей АПС ступеней КУС (БПИ, ЛВС и ВКС), обеспечивающих заданную оперативность обработки задач-запросов при минимальной стоимости АПС, сформирована методика обоснования основных требований к производительности аппаратно-программных средств КУС узла системы связи общего назначения [50, 74].
Данная методика в обобщенном виде представлена на рисунке 3.1.
Шаг 1. Согласно методике, вначале осуществляется ввод исходных данных по всем АПС КУС, в качестве которых выступают: грдоп р — допустимое время реакции (обработки) АПС КУС на поступившую задачу-запрос; к\ - удельная стоимость АПС БПИ; 2 - удельная стоимость АПС ЛВС; " З - удельная стоимость АПС ВК сервера КУС;
У - максимальное число каналов, на которое делится общая производительность ВК БПИ между приходящими задачами-запросами; -А/ - число оконечных устройств связи, подключенных к одному БПИ; а - интенсивность формирования потока задач-запросов от одного оконечного устройства связи; СІ - коэффициент деления производительности АПС БПИ КУС между задачами-запросами, поступившими на обработку; БПИ - средняя трудоемкость решения типовой задачи-запроса ВК БПИ КУС; БПИ - количество БПИ КУС, АРМ - количество АРМ КУС,
ПСС — количество перспективных средств связи со стыком Ethernet, П - длина пакета формата Ethernet, П - среднее число пакетов формата Ethernet в доставляемой задаче-запросе, Рз - максимальное время задержки распространения пакета в кабеле ЛВС, к — длина кабеля ЛВС, С - скорость распространения света в вакууме. ВКС — средняя трудоемкость решения типовой задачи-запроса ВК сервера КУС (среднее число операций, необходимых ВК сервера КУС для обработки типовой задачи-запроса); А и В - коэффициенты аппроксимирующей зависимости.
Шаг 2. Структуризация процесса обработки задач-запросов в АПС КУС и выделение в нем независимых ступеней.
Шаг 3. Нахождение оптимального распределения средних времен обработки типовой задачи-запроса в АПС БПИ, ЛВС и ВКС КУС при минимуме стоимости средств (по методу множителей Лагранжа).
Шаг 4. Расчет минимально достаточной производительности АПС БПИ (по математической модели процесса обработки задач-запросов в ВК БПИ, функционирующем в мультизадачном режиме при конечном числе источников и переменном числе каналов). Ввод исходных данных Т "0" к k k Emi:V,N,a,d,Jhmi; JIB С : N ш1, NАР і,, Nпсс ,Ln,ln, 1К; ВКС:ТВКС,Л,В
Структуризация процесса обработки задач-запросов в АПС КУС и выделение в нем независимых ступеней Нахождение оптимального распределения средних времен обработки типовой задачи-запроса в АПС БПИ, ЛВС и ВКС КУС при минимуме их стоимости (но методу множителей Лагранжа) Расчет минимально достаточной производительности АПС БПИ (по математической модели процесса обработки задач-запросов в ВК БПИ, функционирующем в мультизадачном режиме при конечном числе источников и переменном числе каналов)
Расчет минимально достаточной производительности АПС ЛВС (по математической модели процесса доставки многопакетных сообщений с обработанными задач-запросами по ЛВС типа Ethernet к ВКС КУС)
Расчет минимально достаточной производительности АПС ВКС (по математической модели процесса обработки задач-запросов в ВК сервера КУС, функционирующем в однозадачном режиме при конечном числе источников с относительными приоритетами) Вывод вектора минимально достаточных производительностей АПС БПИ, ЛВС, ВКС и их стоимостей Рисунок 3.1 -Методика обоснования минимально достаточной производительности АПС КУС узла системы связи общего назначения
Шаг 5. Расчет минимально достаточной производительности АПС ЛВС (по математической модели процесса доставки многопакетных сообщений с обработанными задач-запросами по ЛВС типа Ethernet к ВКС КУС).
Шаг 6. Расчет минимально достаточной производительности АПС ВКС (по математической модели процесса обработки задач-запросов в ВК сервера КУС, функционирующем в однозадачном режиме при конечном числе источников с относительными приоритетами).
Шаг 7. Вывод вектора минимально достаточных производительностей АПС БПИ, ЛВС, ВКС и их стоимостей.
Осуществим расчет и обоснование основных требований к производительности АПС КУС узла системы связи общего назначения на основе предложенной методики для следующих исходных данных. Пусть [26, 50, 55]
