Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ задачи реконфигурации структуры информационной системы 10
1.1. Условия и факторы, определяющие развитие современных информационных систем 10
1.2. Анализ существующего методического обеспечения для реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы 23
1.3. Содержательная постановка и декомпозиция задачи по совершенствованию методического обеспечения для реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы 32
Выводы 34
2. Модель реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы 36
2.1. Постановка задачи моделирования реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы 36
2.2. Модель логической структуры интегрированной информационной системы 50
2.3. Модель эволюционной адаптации логической структуры интегрированной информационной системы 60
2.4. Синтаксис преобразований логической структуры интегрированной информационной системы 73
Выводы 81
3. Методика реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы 83
3.1. Показатели качества синтезируемых допустимых структур информационных систем 83
3.2. Реконфигурация логической структуры информационной системы с ограниченной максимальной пропускной способностью каналов связи 86
3.3. Реконфигурация логической структуры интегрированной информационной системы в условиях воздействия дестабилизирующих факторов 95
Выводы 115
4. Способы реконфигурации логических структур интегрированной информационной системы 117
4.1. Способ сравнительной оценки альтернативных логических структур интегрированной информационной системы 117
4.2. Способы реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы управлением маршрутами трафика 125
4.3. Способ мониторинга качества интегрированной информационной системы 136
4.4. Способ восстановления конфигурации интегрированной информационной системы в условиях воздействия дестабилизирующих факторов 148
Выводы 154
Заключение 157
Список литературы 162
- Анализ существующего методического обеспечения для реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы
- Модель логической структуры интегрированной информационной системы
- Реконфигурация логической структуры информационной системы с ограниченной максимальной пропускной способностью каналов связи
- Способы реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы управлением маршрутами трафика
Введение к работе
Актуальность исследования. Современный этап развития информационных систем предполагает их интеграцию, глобализацию, абстракцию от физического оборудования и местоположения, динамический характер поведения, а также реализацию технологий распределенных вычислений и виртуализации.
Слияние информационных систем и систем связи породило новое понятие — интегрированная информационная система. Интегрированная информационная система — это совокупность процессов связи, устройств, сетей и служб связи информационной системы и выделенного ресурса сети связи общего пользования, объединенная в единую многофункциональную систему для передачи, хранения и обработки всех видов информации.
Основными направлениями исследований в интегрированных информационных системах являются: вопросы анализа, проектирования, динамики функционирования, управления и оптимизации.
Несмотря на значительное число работ в смежных областях, в которых уже рассматривались схожие вопросы, существует большое количество нерешенных задач, а так же, учитывая, что область интегрированных информационных систем объединяет в себе такие области, как автоматизированные системы, распределенные вычисления, системы связи, технологии виртуализации и т.д., возникают принципиально новые задачи, ранее не рассматриваемые.
Отмеченное выше позволяет выделить сложившееся противоречие между возрастающими потребностями в применении новых концепций интегрированных информационных систем и существующим недостаточным уровнем разработки методического обеспечения и практических рекомендаций, соответствующих современным условиям функционирования информационных систем.
Данное противоречие позволяет сформулировать научную задачу, заключающуюся в разработке на основе анализа существующих решений и существующего методического обеспечения моделей реконфигурации логической структуры ИИС, методик реконфигурации логической структуры ИИС и способов реконфигурации и сравнительной оценки логических структур ИИС.
Выявленное противоречие и сформулированная научная задача обусловили выбор темы данного исследования: «Модель и методика реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы» и ее актуальность.
Цель исследования — разработка методического обеспечения процесса реконфигурации логической структуры для повышения эффективности функционирования интегрированной информационной системы.
Объект исследования — реконфигурация логической структуры интегрированной информационной системы.
Предмет исследования — модель, методика и способы реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы.
В ходе исследования были использованы следующие методы:
теоретические (системный анализ, метод моделирования, теория исследования операций, метод динамического программирования, теория алгоритмов, теория графов);
эмпирические (обобщение передового опыта в области защиты информации, наблюдение, количественный и качественный анализ эмпирических данных, полученных в ходе исследования, опытно-экспериментальная работа по проверке исходных положений и полученных теоретических результатов).
Теоретическую основу исследования составили работы отечественных (Б. Я. Советов, С. А. Яковлев, В. А. Терехов, Б. В. Соколов, М.Ю. Охтилев, Р. М. Юсупов, В. В. Цехановский, Л. А. Растригин, С. В. Петров) и зарубежных (Перез П., Боллобас Б., Барабаси А.) ученых.
Положения, выносимые на защиту:
Модель реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы.
Методика реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы.
Способы реконфигурации и сравнительной оценки логических структур интегрированной информационной системы.
Научная новизна работы.
Разработана модель реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы, учитывающая динамический характер и адаптивное поведение. Процесс реконфигурации описан с помощью нового (2007 г.) математического аппарата матричных графовых грамматик.
На основе разработаной модели разработана методика реконфигурации логической сруктуры интегрированной информационной системы, позволяющая выбирать наилучшую из множества альтернативных синтезированных
структур. Используется метод динамического программирования, марковские случайные процессы и численные методы решения систем дифференциальных уравнений.
3. Разработаны способы реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы, реализующие мониторинг состояния логической структуры ИИС, восстановление конфигурации логической структуры ИИС в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, сравнительную оценку альтернативных логических структур.
Научно-практическая значимость исследования заключается в возможности использования его результатов в интегрированных информационных системах в следующих аспектах:
Модель реконфигурации логической структуры ИИС позволит описать модель самой логической структуры ИИС, учесть ее динамический характер и адаптивное поведение, а также описать синтаксис преобразований логической структуры ИИС, что необходимо для программной реализации данной модели.
Методика реконфигурации логической структуры ИИС позволит изменять логическую структуру ИИС путем реорганизации логических каналов связи, учитывая ограниченную максимальную пропускную способность физических каналов связи, а также реконфигурировать логическую структуру ИИС в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.
Способы реконфигурации и сравнительной оценки логических структур интегрированной информационной системы, реализующие мониторинг состояния ЛСИИС, сравнительную оценку альтернативных ЛСИИС, восстановление конфигурации ЛСИИС в условиях дестабилизирующих факторов и осуществляющие реконфигурацию ЛСИИС управлением маршрутами трафика позволят пополнить существующий комплекс методов для реконфигурации логической структуры ИИС.
Реализация. Результаты диссертационного исследования внедрены в научно-исследовательских работах:
ФГУП «НИИ «Масштаб»; Военная академия связи им. СМ. Буденного; СПбГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», о чем имеются соответствующие акты о внедрении.
Достоверность полученных научных результатов обеспечена применением современной научной методологии, использованием современных математических методов, апробированных на практике и результатами экспериментальных исследований.
Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических и научно-практических конференциях: 63-й научно-технической конференции «Научно-технического общества радиотехники, электроники и связи» 2008 г; научно-практическая конференции «Инновационная деятельность в ВС РФ», Военная академия связи, СПб, (2006-2008); научно-технические семинары кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2007-2010); научно-технические семинары научно-исследовательского отдела Военной академии связи (2007-2010).
Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 8 статьях, докладах и патентах, из них по теме диссертации 8, среди которых 1 публикация в ведущем рецензируемом издании, рекомендованном в действующем перечне ВАК. Доклады доложены и получили одобрение на 4 научно-технических и научно-практических конференциях, перечисленных в конце автореферата. Основные положения защищены 3 патентами на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав с выводами, заключения и списка литературы. Она изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 38 рисунков, 25 таблиц и содержит список литературы из 90 наименований, среди которых 52 отечественных и 38 иностранных авторов.
Анализ существующего методического обеспечения для реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы
Проведённый анализ существующего методріческого обеспечения в области распределённых интегрированных информационных систем (в зарубежной литературе термин — «Облачные вычисления») показал, что в данный момент основными направлениями исследований являются: работы над составлением понятийного аппарата (термины, определения), работы над стандартами, работы над постановкой задач и проблем и направления путей их решения.
По поводу определения термина «Облачные вычисления» велись длительные дискуссии. Большинство крупных ИТ-компаний выпустили технические описания (whitepapers), в которых дали свои определения этому термину (например, IBM — [9], Sun Microsistems — [10], Gartner — [11] и Forrester Research — [12]). Национальный институт стандартов и технологий США (US National Institute of Standards and Technology — NIST) разработал определение покрывающее общесогласованные точки зрения на «облачные вычисления». «Облачные вычисления» [13] — «модель, реализующая удобный, по требованию, сетевой доступ к общему пулу настраиваемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, хранилищ, приложений и услуг), которые могут быть быстро предоставлены и реализованы с минимальными усилиями по управлению и взаимодействию с проводниками услуг». Эта модель облачных вычислений обеспечивает доступность и состоріт из 5 ключевых характеристик, 3 моделей доставки и 4 моделей развёртывания.
Основными характеристиками являются: - Самообслуживание при необходимости: вычислительные ресурсы могут в одностороннем порядке арендоваться и использоваться в любое время без необходимости человеческого взаимодействия с поставщиком услуг облачных вычислений. Вычислительные ресурсы включают в себя вычислительные мощности, хранилища, виртуальные машины и т.д. - Повсеместный доступ к сети: упомянутые ресурсы должны доступны через сеть с использованием гетерогенных устройств, таких как ноутбуки, мобильные телефоны и т. д. - Объединение ресурсов, независимо от расположения. Вычислительные ресурсы проводника услуг объединены для обслуживания всех пользователей, используя многопользовательский режим. Например, на одном физическом сервере может быть размещено несколько виртуальных машин, принадлежащих различным категориям пользователей. Различные физические и виртуальные ресурсы динамически выделяются и отключаются в соответствии с запросом потребителя. Клиенты в целом не имеют никакого контроля или знания по поводу точного местонахождения предоставляемых ресурсов. - Эластичность: пользователь может быстро получить больше ресурсов путём масштабирования. Ресурсы могут быть свёрнуты обратно, если в них больше нет потребности. Арендуемые ресурсы должны казаться пользователю бесконечными и доступными в любой момент времени. - Измеряемые услуги: использование ресурсов измеряется с использованием соответствующих метрик таких как мониторинг использования храненилищ, процессорного времени, пропускной способно и т. д. Перечисленные характеристики применимы ко всем системам, реализующих «облачные вычисления», но каждая такая система предоставляет пользователям услуги на разных уровнях абстракции, которые относятся к модели услуг (к модели доставки услуг) согласно определению NIST. Тремя основными моделями доставки услуг являются: - «Программное обеспечение как услуга» [Software as a Service — SaaS). Для доступа к программному обеспечению, которое распологается в сети и предоставляется как услуга, пользователи используют вэб-браузер. На этом уровне пользователи не имеют доступа к нижележащей инфраструктуре. Примерами такой модели служат Google Docs, GMail и т.д. - «Платформа как услуга» (Platform as a Service — PaaS). Пользователь может размещать приложения, разработанные с помощью средств и языков программирования, поддерживаемые проводником услуг (например, Java, python, .Net). На этом уровне пользователи не имеют доступа к нижележащей инфраструктуре. Примерами такой модели служат Google Арр Engine и Microsoft Azure. - «Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service — IaaS). Пользователи приобретают вычислительные ресурсы (процессорную мощность, память, хранилища) у поставщика услуг и используют эти ресурсы для размещения и запуска собственных приложений. В про тивоположность моделям «SaaS» и «PaaS», модель «IaaS» — самый низкий уровень абстракции, который позволяет пользователям иметь доступ к нижележащей инфраструкуре через использование виртуаль ных машин. Модель «IaaS» предоставляет пользователям больше гиб кости, чем модель «PaaS», так как позволяет размещать любой набор программного обеспечения, включая операционные системы. Пользо ватели не имеют доступа к нижележащей инфраструктуре, но име ют контроль над операционными системами, хранилищами и сетевыми компонентами. Примерами такой модели служат Amazon Web Services ЕС2 и S37. Модели размещения систем: - Частное «облако» — система эксклюзивно используется одной организацией. Управление осуществляется самой организацией или третьей стороной. - «Облако» сообщества — система используется несколькими организациями и учитывает их общие интересы и требования. - Общественное «облако» — система, которая может использоваться широкой публикой. Общественные «облака» требуют больших вложений и обычно принадлежат таким крупным корпорациям как Microsoft, Google или Amazon. - Гибридное «облако» — система, объединяющая различные комбинации предыдущих трёх моделей.
Модель логической структуры интегрированной информационной системы
Сегодня этот механизм реализован во многих операционных системах, существует большое количество его модификаций как для операционных систем семейства UNIX, так и для семейства Windows, где он носит название Windows Sockets (WinSock). Данный механизм обеспечивает удобный и достаточно универсальный интерфейс обмена сообщениями, предназначенный для разработки сетевых распределённых приложений. Его универсальность обеспечивает следующие положения. Независимость от нижележащих сетевых протоколов и технологий. Для этого используется понятие коммуникационный домен {communication domain), который обладает некоторым набором коммуникационных свойств, определяющих способ наименования сетевых узлов и ресурсов, характеристики сетевых соединений (надежные, дейтаграммные, упорядоченные), способы синхронизации процессов и т. п. Одним из наиболее популярных доменов является домен сети Интернет с протоколами семейства TCP/IP. Использование абстрактной конечной точки соединения. Сетевое соединение между двумя процессами осуществляется через пару сокетов. Каждый процесс пользуется своим со-кетом, при этом сокеты могут находиться как на разных компьютерах, так и на одном (в этом случае сетевое межпроцессное взаимодействие сводится к локальному). Сокет может иметь как высокоуровневое символьное имя (адрес), так и низкоуровневое, отражающее специфику адресации определённого коммуникационного домена. Например, в домене сети Интернет низкоуровневое имя представлено парой (ІР-адрес, порт).
Для каждого коммуникационного домена могут существовать сокеты различных типов. Так во многих доменах существуют дейтаграммные соединения {datagram) и соединения потоковые {stream), гарантирующие надежную упорядоченную доставку (с подтверждением). Для обмена сообщениями сокеты обеспечивают следующие примитивы, реализованные как системные вызовы.
Создание сокета (рис. 2.2). Процесс должен создать сокет перед началом его использования. Системный вызов socket создает новый сокет с параметрами, определяющими коммуникационный домен (domain), тип соединения (type), поддерживаемого сокетом, и транспортный протокол (например, TCP или UDP), который будет поддерживать это соединение. Если транспортный протокол не задан, то система сама выбирает протокол, соответствующий типу сокета. Указание домена определяет возможные значения остальных двух параметров. Системный вызов socket возвращает идентификатор созданного сокета, который используется как идентификатор сокета в последующих операциях.
Связывание сокета с адресом (рис. 2.2). Этот системный вызов связывает созданный сокет с его высокоуровневым именем либо с низкоуровневым адресом. Адрес addr относится к тому узлу, на котором расположен сокет. Для низкоуровневого адреса домена сети Интернет адресом будет пара /Р-адрес, порт. Связывать сокет с адресом необходимо только в том случае, если на данный сокет будут приниматься сообщения.
Запрос на установление соединения с удалённым сокетом (рис. 2.2). Системный вызов connect используется только в том случае, если предполагается передавать сообщения в потоковом режиме, который требует установления сообщения. Процедура установления несимметрична: один процесс (процесс-сервер) ждёт запроса на установление сообщения, а второй (процесс-клиент) — инициирует соединение, посылая такой запрос. Такой системный вызов является запросом клиента на установление соединения с сервером. После установления соединения по нему могут передаваться в дуплексном режиме, то есть в любом направлении. Способ, с помощью которого клиенты узнают адрес сокета сервера, не стандартизован.
Ожидание запроса на установление соединения (рис. 2.2). Системный вызов listen используется для организации режима ожидания сервером запросов на установление соединения. Система обмена сообщениями после отработки данного системного вызова будет принимать запросы на установление, имеющие адрес сокета S, и передавать их на обработку другому системному вызову accept, который решает, принимать их или отвергать. Максимальное число хранимых системой запросов на установление соединения, ожидающих принятия, оговаривается аргументами вызова backlog.
Принятие запроса на установление соединения (рис. 2.2). Системный вызов accept используется сервером для приема запроса на установление соединения, поступившего от системного вызова через некоторый сокет S от клиента с определённым аргументом адресом client_ addr (если этот аргумент опущен, то принимается запрос от любого клиента). При этом создается новый сокет, через который и устанавливается соединение с данным клиентом. Таким образом, сокет S используется сервером для приема запросов на установление соединения от клиентов, а сокеты по аргументу — для обмена сообщениями с клиентами по индивидуальным соединениям.
Отправка сообщения по установленному соединению (рис. 2.2). Сообщение определённой длины msg_len, хранящееся в буфере message, отправляется получателю, с которым предварительно соединен сокет S. Прием сообщения по установленному соединению (рис. 2.2). Сообщение, поступившее через сокет snew, с которым предварительно соединен отправитель, принимается в буфер фиксированного размера amount. Если сообщений нет, то процесс-получатель блокируется.
Отправка сообщения без установления соединения (рис. 2.2). Поскольку сообщение отправляется без предварительного установления соединения, в каждом системном вызове sendto необходимо указывать адрес сокета получателя.
Реконфигурация логической структуры информационной системы с ограниченной максимальной пропускной способностью каналов связи
В то же время, вычислительные трудности решения стохастических задач большой размерности и специфический характер ограничений заставляют обращаться к поиску алгоритмов нахождения приближённых решений: методами отыскания локального экстремума, методами случайного поиска в области допустимых решений и их комбинацией, имеющей преимущества перед итеративными алгоритмами случайного поиска [80]. Общая схема комбинации методов заключается в следующем. Производится выбор (случайно или в соответствии с некоторым детерминированным правилом) исходного допустимого решения и с помощью алгоритма локальной оптимизации строится локальный экстремум. Процесс повторяется фиксированное количество шагов и лучший по значению ЦФ локальный экстремум принимается за приближённое решение. Значительный интерес представляют методы случайного поиска оптимума непосредственно в области локально-оптимальных решений. Участие ЛПР в изменении начальных условий генерации приводит к снижению вероятности её восстановления. Другими словами, чувствительная зависимость от начальных условий («эффект бабочки») приводит к необратимости.
Оценивание структур целесообразно осуществлять на первом этапе в статике методом кластерного анализа введением расстояния до оптимальной структуры (или от исходной) на N-м этапе адаптации. В дальнейшем возможно стохастическое расширение (уточнение) решения с учётом сто-хастичности среды. В результате на следующий этап эволюции остается q0 лучших структур. Можно применить и алгоритм вероятностного отбора, когда структура, имеющая худшее значение критерия выбывает с большей вероятностью, а процесс разыгрывания заканчивается тогда, когда остается qo лучших структур. На следующем шаге указанная последовательность действий повторяется, но для первой итерации берется не нулевой вектор, а допустимое решение, полученное в конце первого этапа.
В процессе эволюции в качестве допустимых целесообразно рассматривать наиболее устойчивые структуры, определив в качестве критериев устойчивости массовость структур с близкими значениями показателей. Иначе в случае изменения обстановки будет не к чему перейти и потребуется глобальный поиск. Кроме того, если лучшая из структур хуже исходной, что возможно при относительно малом ко, то необходимо вернуться к исходной структуре. Общее число новых структур суммируется с родительскими. Такой алгоритм будет отбирать структуры W, среди которых находится и оптимальная W (с необходимым значением критерия), до тех пор, пока не выполнен критерий останова. Случайность вариации 5W обеспечивает сходимость процесса эволюции к оптимальному решению W . Другими словами, теоретическая сходимость алгоритма доказывается тем, что оптимальное решение задачи находится среди локально-оптимальных решений, а вероятность получения любой точки локального максимума больше нуля.
Сократить объём вычислений (избежать явного полного перебора) позволяют: - некоторые априорные сведения об оптимальном решении, или их совокупности; - конкретизация ограничений; - задание критериев предпочтения при ветвлении процесса перебора; - задание критериев отсева тех компонент решения, которые не могут быть достроены до оптимальных; - учёт фактов невозможности одновременного выполнения тех или иных условий. Примерами критериев, по которым проверяется эффективность синтезируемых структур, могут являться: Экономические. Стоимость обслуживания ИИС с заданной структурой. Стоимость оборудования для реализации ИИС с заданной структуры. Стоимость реконструкции структуры ИИС для реализации ИИС с заданной структурой. Надёжность (устойчивость к воздействию помех). Среднее время простоя Т(РНРУИИС)- Коэффициент исправного действия і идуиис- Вероятность нарушения работы при помехе -РНРУВДИС Критерии СМО. Среднее время нахождения заявок в очереди. Средняя длина очереди заявок. Максимальное время нахождения заявки в очереди. Производительность сетевого сегмента — важный фактор, который надо учитывать при проектировании ИИС PI системы мониторинга [81]. Чем выше производительность сегмента ИИС, тем выше уровень потенциальных ошибок при проведении мониторинга трафика. При нехватке пропускной способности каналов связи, для обеспечения требуемого качества связи между абонентами, а также при необходимо-сти ограничить пропускную способность между абонентами производится реконфигурация сети. Ограгоіченис пропускной способности можно реализовать средствами операционной системы или, к примеру, программным обеспечением маршрутизатора или другого сетевого оборудования. Для увеличения пропускной способности необходимо сегментировать участок сети для минимизации коллизий. Этого бывает достаточно, так как связь между сегментами, обычно, имеет регулярную интенсивность. Но иногда одной сегментацией не обойтись и требуются изменения в инфраструктуре (замены, прокладки новых линий (кабелей) связи) для повышения пропускной способности сети. В случае увеличения трафика или необходимости реконфигурации ИИС, необходимо выбрать пропускную способность (производительность) имеющихся, а также дополнительных каналов так, чтобы суммарные затраты по всем каналам были наименьшими возможными, а ресурс пропускной способности каналов связи ИИС максимально использовался ИИС по целевому предназначению.
Очевидно, что в общем случае принципы синтеза и реконфигурации логических структур должны быть ориентированы на худший для доступности ИИС случай, т. с. обладать повышенной устойчивостью к нарушениям адекватности между априорной моделью и реальной ситуацией. Одно из важнейших направлений в реализации этого подхода — применение принципа минимакса, когда строится наилучшее решение для наименее благоприятных условий. Минимаксный подход, по существу, является единственным методом, обеспечивающим в условиях неопределённости строгий математический результат.
Способы реконфигурации логической структуры интегрированной информационной системы управлением маршрутами трафика
Для того чтобы иметь возможность реконфигурации структуры, УС ИИС должны быть обеспечены специальным программным обеспечением, позволяющими варьировать ЛСИИС [88]. Это ПО является частью СППРР.
Первоначально подсистема мониторинга осуществляет сбор недостающих данных о ИИС (ИП № 1). Синтезированную ЛСИИС подсистема управления ЛСИИС реализует, осуществляя управляющее воздействие (ИП № 2) на элементы ИИС (на рисунке 4.2 показан для примера ИП № 2 только к одному УС). Для обеспечения информационного обмена абонентов ИИС осуществляется выбор маршрута передачи ПС из совокупности альтернативных маршрутов между абонентами (УС) ИИС. Выбрать маршрут передачи сообщений — значит определить последовательность транзитных УС, через которые надо передавать сообщения, чтобы доставить их адресату. Определение маршрута сложная задача, особенно когда между парой абонентов существует значительное количество альтернативных маршрутов. Задача определения маршрутов состоит в выборе из всего этого множества одного или нескольких маршрутов по некоторому критерию. В существующих ССОП выбор маршрута осуществляется по критериям операторов связи. В качестве критериев выбора, как правило, выступают, например, номинальная пропускная способность; загруженность каналов связи; задержки, вносимые каналами; количество промежуточных транзитных УС; надежность каналов связи и транзитных УС. При этом выбор маршрута осуществляется транзитными УС (маршрутизаторами) операторов связи. На каждом из маршрутизаторов маршрут определяется самостоятельно, и первоначально заданный маршрут может изменяться. В соответствии с разработанными предложениями, в рамках реконфигурации логической структуры ИИС решается задача использования управляемой маршрутизации, которая позволяет манипулировать информационными потоками. Решение этой задачи заключается в том, чтобы, изучив ЛСИИС, выделить в ней подходящие маршруты, где, например, вероятность исправного действия канала максимальна. После этого осуществляют использование протоколов передачи данных с маршрутизацией от источника. В рамках системы взаимодействия подсистемы управления с элементами ИИС, структурная схема которой представлена на рис. 4.2, использование управляемой маршрутизации входит в задачи СППРР. Определив необходимый маршрут, сервер маршрутизации передаёт информацию о нём СППРР. После этого по предопределённому маршруту она посредством ССОП передаётся в ЛВС2 (ИП № 4). В рамках данного диссертационного исследования обобщён один из пяти способов использования управляемой маршрутизации, отличающихся предъявляемыми к маршрутам требованиями и методами определения соответствия маршрутов этим требованиям. В разработанных способах осуществляется выбор маршрутов по заданным критериям их надёжности, однако аналогичным образом могут выбираться маршруты по другим заданным критериям. Решение поставленной задачи может быть осуществлено путём выполнения следующей последовательности действий: предварительно задают информацию о ЛСИИС, исходные данные о транзитных УС и абонентах ИИС, и вычисляют комплексные показатели транзитных УС. Формируют матрицу смежности вершин графа ЛС и совокупность возможных маршрутов связи между абонентами ЛС в виде деревьев графа. Используя полученные результаты, осуществляют выбор маршрутов из совокупности всех возможных маршрутов связи между абонентами и доведение маршрута до абонентов ИИС. Под абонентом в данном случае понимается оборудование связи, осуществляющее передачу информационных потоков УС или отдельного пользователя в ИИС с целью передачи информации другому абоненту ИИС. Под транзитным УС понимается любое телекоммуникационное оборудование ИИС, не входящее в состав УС, и осуществляющее функции ретрансляции, коммутации и маршрутизации трафика абонентов ИИС. Способ заключается в выборе на сервере маршрутизации наиболее подходящих маршрутов для всех абонентов ИИС, оповещении их и реализации этих маршрутов. Далее подробно РІЗ ложен базовый способ. Пусть ИИС (рис. 4.2) представляет собой совокупность из X 2 транзитных УС 1, сервера маршрутизации 2 PI абонентов ИИС 3, объединённых линиями связи 4. Все ЗТРІ элементы определяются идентификато-рами, в качестве которых в наиболее распространённом семействе протоколов TCP/IP используют сетевые адреса (IP-адреса). При необходимости распределённой обработки информации PI (или) её передачи абоненты осуществляют подключение к ИИС. Множество адресов подключённых к ИИС абонентов и транзитных УС не пересекаются.
Передача сообщений между абонентами ИИС осуществляется через транзитные УС при наличии связи между ними, для чего из совокупности всех возможных маршрутов связи выбирают один.
Маршрут связи — это последовательность транзитных узлов сети связи на пути от отправителя к получателю. Математическое описание маршрута определено. Связи между элементами ИИС характеризуются только двумя значениями: наличие связи и её отсутствие. Остальные параметры линий связи считаются постоянными и не учитываются, так как наиболее вероятным и часто встречающимся нарушением информационного обмена в ИИС является нарушение работы транзитных УС.
