65233

Методи управління комп’ютерною мережею за наявності затримок управляючої інформації

Автореферат

Информатика, кибернетика и программирование

Актуальність теми дисертаційної роботи визначається тим що вона відповідає пріоритетним напрямам розвитку науки техніки та критичних технологій в частині розвитку інформаційнотелекомунікаційних систем і розробки інтелектуальних систем управління СУ.

Украинкский

2014-07-27

668.5 KB

3 чел.

PAGE  1

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Лукашенко Вікторія Вікторівна

УДК 004.73(042.3)      

МЕТОДи УПРАВЛІННЯ КОМП’ЮТЕРНОЮ МЕРЕЖЕЮ за НАЯВНОСТІ ЗАТРИМОК УПРАВЛЯЮЧОЇ ІНФОРМАЦІЇ

05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:  доктор технічних наук, професор,

заслужений винахідник України

Жуков Ігор Анатолійович, 

Національний авіаційний університет,

завідувач кафедри комп’ютерних систем та мереж.

Офіційні опоненти:    доктор технічних наук, професор

Стасюк Олександр Іонович,

Державний економіко-технологічний

університет транспорту, завідувач кафедри

автоматизації та компютерно-інтегрованих

технологій транспорту;

кандидат технічних наук, доцент

Стіренко Сергій Григорович,

Національний технічний університет

України «Київський політехнічний інститут»,

докторант.

Захист відбудеться ”07  жовтня  2010 р. о   15:00   годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.07 Національного авіаційного університету за адресою: 03680, м. Київ, просп. Космонавта Комарова, 1.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного авіаційного університету за адресою: 03680, м. Київ, просп. Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розісланий   ” 03  вересня   2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради               О.П. Мартинова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дисертаційної роботи визначається тим, що вона відповідає пріоритетним напрямам розвитку науки, техніки та критичних технологій в частині розвитку інформаційно-телекомунікаційних систем і розробки інтелектуальних систем управління (СУ).

Сучасні комп'ютерні мережі характеризуються навантаженнями, які динамічно змінюються. У зв'язку з цим, виникає необхідність у розробці та аналізі нових інтелектуальних методів управління мережною інфраструктурою, що забезпечать передачу інформації із заданими параметрами якості обслуговування при мінімальних витратах мережних ресурсів.

Ефективність обслуговування комп'ютерних мереж в значній мірі залежить від швидкості передачі інформації та рівня їх інтелектуалізації. В даний час велика увага приділяється вирішенню задачі підвищення ефективності функціонування комп'ютерних мереж. При цьому в роботах Л. Клейнрока, М. Шварца, В.Вінницького, Ю. Зайченко та ін. використовувалися математичні методи і моделі, орієнтовані, в основному, на незалежні стаціонарні пуасонівські потоки. Застосування різних способів управління трафіком позначається на його характері, який стає самоподібним. Задачам самоподібності в сучасних комп'ютерних мережах присвячено ряд наукових робіт, серед яких слід виділити роботи В.Столлінгса, В. Заболотського, О. Городецького. При цьому залишаються невирішеними задачі організації ефективного управління комп'ютерною мережею із забезпеченням мінімальної затримки управляючої інформації.

У зв'язку з цим, задачі даної дисертаційної роботи, у якій розроблено методи та способи підвищення ефективності управління комп'ютерними мережами за рахунок оптимізації процедур управління трафіком, актуальні і мають науково-технічний інтерес.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконувалась у рамках  науково-дослідної роботи Національного авіаційного університету (НАУ)   № 668-ДБ-10 (№  державної реєстрації 0110U000221) «Методи та засоби підвищення ефективності розподілених обчислювальних систем на базі тензорних нейронних мереж».

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності управління комп'ютерними мережами шляхом удосконалення методів аналізу і прогнозу управляючої інформації.

Завдання дослідження, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети:

  1.  Провести аналіз та дослідження відомих способів управління комп'ютерними мережами з метою визначення чинників, що істотно впливають на якість обслуговування, та вибір способу управління мережними процесами з широким діапазоном навантажень.
  2.  Розробити модель розрахунку основних параметрів передачі інформації в комп'ютерних мережах з урахуванням особливостей різних видів трафіка, що передається.
  3.  Розробити методи управління комп'ютерними мережами шляхом перерозподілу навантаження від автономних сегментів з відмовами і перевантаженнями на автономні сегменти, що працюють в штатному режимі.
  4.  Розробити та дослідити метод управління комп'ютерними мережами при випадкових затримках управляючої інформації.
  5.  Розробити математичну модель СУ з еталонною моделлю та зміною її параметрів при випадкових відхиленнях затримок сигналів і управляючої інформації.

Об’єктом дослідження є процес управління параметрами та станом комп’ютерних мереж.

Предметом дослідження є моделі та методи прогнозу і адаптивного управління комп’ютерною мережею на основі теорії рівнянь з аргументом, що відхиляється, та еталонних моделей.

Методи дослідження. У роботі використовувалися методи теорії систем та мереж, теорії диференційних та різницевих рівнянь з аргументом, що відхиляється, теорії функцій комплексної змінної, системного аналізу, теорії управління, апарат експертних систем, методи моделювання та розрахунки на ЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів визначається  наступними положеннями:

1. Вперше запропоновано модифікований метод управління комп'ютерною мережею, за рахунок застосування прогнозу затримок сигнальної та управляючої інформації по еталонній моделі, що дозволяє отримати ефективні оцінки параметрів та стану мережного обладнання, а також підвищити якість поточного управління мережею.

2. Удосконалено метод налаштування системи для забезпечення стійкості, який відрізняється від існуючих збереженням динамічних характеристик, завдяки чому знижено чутливість СУ до стрибкоподібних змін затримок інформації.

3. Отримав подальший розвиток метод управління комп'ютерною мережею при випадкових затримках управляючої інформації, заснований на структурному узгодженні еталонної моделі та об’єкту управління. Це дозволяє спростити структуру еталонної моделі у вигляді послідовного з'єднання біквадратних ланок, а, в кінцевому рахунку – налаштування моделі під зміни параметрів та стану об'єкту управління.  

Практичне значення одержаних результатів визначається спрямованістю на:

1. Запропонований метод управління комп'ютерною мережею дозволяє підвищити ефективність СУ мережею за рахунок аналізу та прогнозування аномалій у її роботі.

2. Запропонована математична модель та методи можуть використовуватися при розробці нових або модифікації існуючих способів.

3. Розроблені методи і алгоритм управління доведені до конкретних схем та алгоритмів, які можуть бути практично реалізовані апаратно або програмно.

Одержані результати дисертаційної роботи впроваджено у Державному підприємстві «Український обчислювальний центр цивільної авіації» та використовуються у навчальному процесі НАУ на кафедрі комп’ютерних систем та мереж у навчальних дисциплінах «Мережеорієнтовані і комп'ютерні технології», «Мережі ЕОМ» і «Комп'ютерні мережі та телекомунікації», що підтверджено відповідними актами про впровадження.

Особистий внесок здобувача. Всі результати, що складають основний зміст дисертаційної роботи, отримані автором самостійно. У роботах, що були опубліковані у співавторстві, здобувачеві належить:

[1] – удосконалений метод приведення системи до сталого стану при змінах затримки інформації;

[2] – визначена функціональна структура та обґрунтовані вимоги до програмного забезпечення інтегрованого середовища моделювання;

[3] – метод адаптивної корекції режимів передачі мультимедійного трафіку, на основі рішення первинної задачі створення математичної моделі аналізу процесів синхронізації компонент переданого мультимедійного трафіку;

[4] – аналіз ефективності способів розбиття мережі на зони маршрутизації;

[6] – аналіз систем підтримки прийняття рішень на основі OLAP технології;

[9] – створено СУ потоками даних у комп’ютерній мережі.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи апробовані та обговорювалися на VII Міжнародній науково-практичній конференції «Современные информационные електронные технологии» (м. Одеса, 2006 р.);      VI Міжнародній науково-практичній конференції молодих учених і студентів «Політ - 2006» (м. Київ, 2006 р.); VII Міжнародній науково-практичній конференції з програмування «УкрПРОГ’2010» (м. Київ, 2010 р.); Х Міжнародній науково-практичній конференції молодих учених і студентів «Політ - 2010» (м. Київ, 2010 р.);            ІII Міжнародній науково-технічній конференції «СNST-2010: Комп’ютерні системи та мережні технології» (м. Київ, 2010 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані у 10 наукових працях, серед яких 5 – у наукових фахових виданнях України [1–5] і 4 – у матеріалах і тезах конференцій [6–9].

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота, що викладена на 146 сторінках друкованого тексту складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, що містять основні результати роботи, викладених на 120 сторінках основного тексту, списку використаних джерел із 122 найменувань. Дисертаційна робота містить 31 рисунок, 2 таблиці, 2 акти про впровадження результатів дисертаційної роботи та додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, запропоновано методику наукового дослідження, сформульовано мету і завдання дослідження, зазначено практичну цінність, наукову новизну, показано звязок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведено відомості про апробацію результатів і їх впровадження.

У першому розділі визначено область і об'єкт дослідження, в якості якого розглядаються комп’ютерні мережі з широким діапазоном зміни навантаження та заданими вимогами до якості обслуговування. Проведено аналіз відомих методів забезпечення якості обслуговування в сучасних комп’ютерних мережах, який показав, що підвищення якості обслуговування значною мірою залежить від вирішення ряду взаємозалежних завдань розробки та впровадження методів управління мережею, методів та алгоритмів управління трафіком.

Виявлено основні причини низької ефективності функціонування СУ, які суттєво залежать від алгоритмів управління ресурсами, за допомогою яких можливо спрогнозувати  майбутній стан мережі. У силу розподіленості та стохастичного характеру зв'язків між мережними компонентами СУ повинна мати структурну стійкість. Тому системи інтелектуального управління можуть стати основою для побудови нового покоління інформаційних додатків, функціонування яких здійснюється за допомогою взаємодії великого числа автономних мережних компонентів.

В дисертаційній роботі проведено аналіз відомих методів управління комп’ютерними мережами, який дозволив стверджувати, що відомі математичні моделі не дають можливість в достатній мірі адекватно описувати процеси, що відбуваються у сучасних комп’ютерних мережах, в зв’язку з цим виникає необхідність розробки та аналізу математичних моделей з урахуванням фрактальності трафіку. Сформульовано загальну мету та завдання дослідження.

У другому розділі з метою аналізу відомих математичних моделей СУ комп'ютерними мережами масштабу мегаполісу або великої корпорації, які мають багатозв'язну розподілену структуру, розроблено алгоритми обробки результатів експертизи завантаження мережі у припущенні, що існує m системних адміністраторів, які виробляють оцінку n вузлів по l показникам. Для цього результати оцінки представлено у вигляді величин , де j – номер системного адміністратора, i – номер вузла, h – номер показника (ознаки) порівняння. Якщо величини  отримано методами безпосередньої оцінки або послідовного порівняння, тобто  є числами, або балами. Для отримання від адміністраторів m повної інформації щодо стану мережі можна скористатися середнім значенням оцінки для кожного вузла:

де  – коефіцієнт ваг h показників порівняння вузлів;

     – коефіцієнт компетентності j-го адміністратора. 

У загальному випадку алгоритм обчислення коефіцієнтів компетентності адміністраторів має вигляд рекурентної процедури

де оцінки завантаження вузлів системою моніторингу першого наближення дорівнюють середнім арифметичним значенням оцінок системних адміністраторів

Показано, що менше збіжність думок  адміністраторів при ранжуванні для всіх  вузлів оцінюється за коефіцієнтом рангової кореляції Спірмена :

де – математичне очікування;

    rij коефіцієнт кореляції;

    .

Крім того запропоновано метод управління сегментом мережі за критерієм узагальненої роботи А.А. Красовського із застосуванням концепції так званого «оптимального адміністратора» – еталонної моделі СУ. Показано, що параметри еталонної моделі визначаються на основі рішень, які вважаються оптимальними для даного стану мережі. В подальшому вихідні параметри еталонної моделі уточнюються і змінюються при відповідних змінах параметрів і станів сегмента мережі, яким керують. По суті, вирішується задача дуального управління.

У роботі використано метод управління мережею на основі еталонної моделі, який модифіковано для умов наявності випадкових затримок управляючої та сигнальної інформації, що завжди має місце на практиці.

Розглянемо структуру СУ комп’ютерною мережею зображену на рис.1.

Рис. 1. Система управління корпоративною

комп’ютерною мережею

Встановлено, що при цьому повинна підтримуватися необхідна якість управління мережею, яка залежить від динамічних характеристик СУ. Необхідно також дати порівняльні оцінки точності передбачення параметрів еталонної моделі. Вирішенню цих завдань і присвячена дана робота. 

Враховуючи розмірності задачі, глобальну СУ практично неможливо реалізувати. У роботі запропоновано розбити глобальну СУ комп’ютерної мережі на підсистеми (автономні сегменти) (АС), пов'язані між собою лініями передачі даних (рис.2). Для забезпечення стійкості до відмов обладнання, перевантажень АС реалізовано ланку управління вищої ієрархії. У цій ланці вирішуються задачі глобального управління, зокрема, перерозподілу обчислювального навантаження від АС з відмовами і перевантаженнями на АС, що працюють у штатному режимі.

На початковому етапі модель будується на основі результатів аналізу параметрів і структури АС. У процесі поточного функціонування АС виконується збір статистики, ідентифікація, будується прогноз його стану. Дані прогнозу вводяться в еталонну модель для поточної корекції.

Рис. 2. Інформаційна структура системи управління

автономним сегментом з еталонною моделлю

При зборі статистики враховуються розбіжності параметрів еталонної моделі і реального об'єкта, інформація про які надходить з деяким запізненням.

Еталонна модель розділена на два підрівня: 1-й рівень відповідає за стан кожного елемента АС окремо і прив'язаний до конкретного устаткування (маршрутизатори, мости, комутатори);    2-й рівень (мереженезалежний) відповідає за загальний стан АС.
Такий підхід дозволяє відокремити задачі управління надійністю обладнання від задачі аналізу та управління топологією комп'ютерної мережі.

У СУ здійснюється пошук об'єктів в мережі і збір статистик для навчання еталонної моделі. Далі виконується моніторинг об'єктів і формується прогноз стану мережі. У процесі управління потоками і процесами мають місце затримки отримання інформації про стан і параметри мережі. Також мають місце затримки доставки даних управління до об'єкта управління. Управління системою описується дискретизованим диференціальним рівнянням з аргументом, що відхиляється. Апроксимуємо його рівнянням в кінцевих різницях виду:

                                (1)

де  – функція стану об’єкта;  

     управляючий сигнал;

      та  затримки сигналів стану та управління відповідно. В загальному випадку

Системна функція обєкту, що описується рівнянням (1), має вигляд:

,

     (2)

де к, m – затримки сигналів стану та управління відповідно;

Внаслідок затримок інформації характеристичний поліном системної функції (2) набуває специфічного вигляду:

.

       (3)

У роботі відзначено, що обмеженням запропонованої моделі є ризик втрати стійкості при випадкових змінах затримок, тобто порядку рівняння (3), а також при спробі досягнення потрібної якості управління шляхом простого збільшення коефіцієнта посилення b в колі зворотного зв'язку. Тому необхідно виконувати постійний контроль стійкості системи управління та при нестабільній роботі приводити її до стійкого стану.   

У третьому розділі на основі результатів досліджень, проведених у другому розділі, представлено результати розробки моделі управління комп’ютерною мережею при наявності затримок доставки управляючої інформації.

Розглянутий шлях примусового приведення нестійкої дискретної системи до сталого стану: визначення положення полюсів системної функції (2) на z-площині і дзеркальне відображення полюсів, що знаходяться поза одиничним колом, всередині неї (рис.3).

Рис. 3. Конфігурація полюсів

Якщо модуль кореня ,  знаходимо віддзеркалений :

– для дійсного кореня  ;

  •  для комплексного кореня

: .

Значення  визначаються за рівнянням еталонної моделі, якими описується бажана поведінка об'єкта управління. Тому представимо структуру пристрою для обчислення параметрів еталонної моделі у вигляді послідовного з'єднання ланок другого порядку (біквадратних ланок), до яких у разі потреби (непарний порядок характеристичного полінома) додається ланка першого порядку. Зручність такого представлення полягає в тому, що ми отримуємо ланки з дійсними коефіцієнтами як у випадку дійсних, так і у випадку комплексно-спряжених коренів характеристичного полінома:

  •   корені                 (4)
  •  корені            (5)

Різницеве рівняння для і-го біквадратної ланки має вигляд:

,

(6)

де коефіцієнти, які  визначаються за співвідношеннями (4) або (5).

Завдяки зниженню чутливості моделі згідно зі спрощеним уявленням (6) виникає можливість знизити чутливість СУ до нестаціонарності об'єкту управління і варіації параметрів процесів передачі даних управління.

Для широкого класу нестаціонарності можна забезпечити робастне управління, що особливо важливо для таких специфічних об'єктів з розподіленими параметрами, як корпоративні мережі.

Відомо, що умовою робастності управління є структурне узгодження між еталоном і об'єктом управління:

;

,

де   – функції з обмеженою варіацією, які підбираються з урахуванням фізичного змісту задачі. Наприклад, можна взяти функції у вигляді суми постійної складової і гармонійного тренда. Однак для рівняння високого порядку типу (1) хороші результати дає представлення функцій у вигляді суми постійної складової і поліноміального тренду.

Нев'язка станів об'єкта управління та еталонної моделі визначається як

(7)

а її динаміка описується рівнянням:

,

де  

    

     – управляючий вплив на еталонну модель;

     – випадкові збурення, що діють на об'єкт управління.

У роботі для мінімізації нев’язки структурного узгодження розроблено алгоритм уточнення коефіцієнтів еталонної моделі на основі методу параметризації структури об’єкту. Для визначення оптимальних коефіцієнтів запропоновано використовувати метод випадкового пошуку Л.А. Растрігіна. У якості векторів управління параметрами та структурою вибрані двійкові вектори коду структури.  

Задача управління з еталонною моделлю полягає у приведенні нев'язки рішення рівняння (7) до нуля з використанням результатів аналізу та прогнозу стану об'єкта управління та збурюючих впливів (в даному випадку – характеристик трафіка).

Для вирішення задачі прогнозу стану мережі запропоновано застосувати стандартний метод оцінки параметрів за критерієм мінімуму середньоквадратичної помилки (МСКП).

Таким чином необхідно проаналізувати порівняльну ефективність методів МСКП та апроксимації поліномами виду (6) для моделей трафіка з властивостями самоподібності.

У четвертому розділі на підставі отриманих методів та моделей проведене імітаційне моделювання процесів передбачення (прогнозу) характеристик трафіка та їх впливу на якість управління мережею.

У якості моделі самоподібного потоку використовувався потік заявок, який було згенеровано за методом FSNDPfractal-shot-noise-driven Poisson process.  На рис. 4 представлено алгоритм генерації потоку даних, на рис. 5 – відрізок вибірки згенерованого потоку.

Рис. 4. Алгоритм FSNDP генерації самоподібного потоку

Рис. 5. Відрізок вибірки згенерованого потоку

На рис. 6 зображено гістограми щільності розподілів згене- рованого потоку та щільності розподілу Парето, отриманої шляхом відповідного функціонального перетворення випадкової вибірки з рівномірним розподілом.

а)

б)

Рис. 6. Гістограми розподілів: а) згенерованого потоку;

б) щільність розподілу Паретто

З результатів моделювання видно, що гістограми мають практично однакову форму.

Досліджено, що автокореляційна функція і спектральна щільність згенерованого потоку, в повній відповідності з теоретичними характеристиками самоподібного процесу, являють собою так звані повільно спадні залежності.

У роботі розраховно залежності помилок оцінки за методом МСКП.

 Для розрахунків за результатами прогнозу параметрів еталонної моделі використано різницеві рівняння п'ятого порядку, представлені у вигляді системи з двох рівнянь другого порядку та одного рівняння першого порядку.

Крім потоків, згенерованих за методом FSNDP, також використано вибірки потоків трафіку, отримані експериментально на корпоративній мережі великого підприємства.

а)

б)

Рис. 7. Вибірка, отримана експериментально (а),

та шляхом моделювання (б)

Проведено розрахунки помилки передбачення інтенсивності трафіку, яка є необхідною апріорною інформацією для обчислення коефіцієнтів ланок еталонної моделі (рис.8).

а)

б)

Рис. 8. Самоподібний і пуасонівський потоки

а) метод МСКП,  б) Парето

При розрахунках залежності помилки прогнозу від величини параметра спостеріга- ється асимптотичне зменшення помилок при збільшенні пара- метра H  (рис.9).  Це пов'язано зі збільшенням часу кореляції самоподібних процесів прагнення параметра H до одиниці.

Рис. 9. Залежність відносної помилки прогнозу від параметра Н

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна задача підвищення ефективності управління комп’ютерними мережами за рахунок більш точного прогнозування поводження роботи мережі при фрактальному трафіку.

1. Проведено аналіз способів управління комп'ютерними мережами з метою визначення чинників, які суттєво впливають на якість обслуговування та вибір способу управління мережевими процесами з широким діапазоном навантажень.

2. Запропоновано і обґрунтовано модель розрахунку основних параметрів передачі даних в комп'ютерних мережах з урахуванням особливостей переданого трафіку.

3. Запропоновано та обґрунтовано спосіб управління динамічно реконфігурованою комп'ютерною мережею за рахунок перерозподілу навантаження від АС з відмовами і перевантаженнями на АС, що працюють в штатному режимі.

4. Розроблено метод управління комп'ютерними мережами при випадкових затримках управляючої інформації.

5. На основі запропонованого способу управління комп'ютерною мережею розроблена математична модель системи управління з еталонною моделлю та зміни її параметрів при випадкових відхиленнях затримок сигналів і керуючої інформації.

6. З практичної точки зору, розроблені в роботі методи, в порівнянні з відомими системами моніторингу мають стійку структуру і забезпечують мінімальний обсяг управляючого трафіку при реконфігурації мережі.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ

ДИСЕРТАЦІЇ

1. Жуков И.А. Асимптотические оценки ошибок управления корпоративными компьютерными сетями в системах с предсказанием текущего состояния / И.А. Жуков, Н.Н. Лесная, В.В. Лукашенко // Наукові записки УНДІЗ. – 2010. – № 2(14). –   С. 73-79.

2. Жуков И.А. Программное обеспечение инструментально-технологической системы проектирования телекоммуникаций со сменяемым набором модулей моделирования / [Жуков И.А.,  Ластовченко М.М.,  Лукашенко В.В. и др.] // Проблеми програмування «УкрПРОГ’2010». – 2010. – № 2-3. – С. 155-161.

3. Лукашенко В.В. Метод адаптивной коррекции режимов передачи мультимедийных трафиков / В.В. Лукашенко, В.С. Терещенко, В.Н. Ярошенко // Проблеми створення, випробування, застосування та експлуатації складних інформаційних систем: зб. наук. праць. – 2010. – №3. – С. 53-60.

4. Лукашенко В.В. Анализ эффективности способов разбиения сети на зоны маршрутизации / В.В. Лукашенко,        А.В. Левчук // Електроніка та системи управління: зб. наук. праць. – 2010. – № 1(23). – С. 112-118.

5. Лукашенко В.В. Средства интеллектуализации системы управления корпоративной компьютерной сетью / В.В. Лукашенко // Проблеми інформатизації та управління: зб.наук.праць. – 2010. – № 1(29). – С. 122-126.

6. Красовская Е.В. Компьютерные системы поддержки принятия решения на основе OLAP технологии / Е.В. Красовская, В.В. Левчук (В.В. Лукашенко), И.Е. Альтман // Современные информационные и электронные технологии (СИЭТ–2006): VII междунар. науч.-практич. конф., 22-26 травня 2006 р.: тезисы докл. – Одесса, 2006. – С. 73.

7. Левчук В.В. (Лукашенко В.В.) Анализ архитектуры MPLS / Левчук В.В. (В.В. Лукашенко) // ПОЛІТ-2006. Сучасні проблеми науки: VI міжнар. наук.-практич. конф., 11-12 квітня 2006 р.: тезисы докл. – К., 2006. – С.  117.

8. Лукашенко В.В. Способ конструирования трафика в мобильных сетях интегрального обслуживания / В.В. Лукашенко // ПОЛІТ-2010. Сучасні проблеми науки: Х міжнар. наук.-практич. конф., 7-9 квітня 2010 р.: тезисы докл. – К., 2010. – С. 270.

9. Лукашенко В.В. Організація системи керування потоками даних у розподілених обчислювальних системах на базі систем керування базами даних / В.В. Лукашенко, О.В. Іванкевич // Комп’ютерні системи та мережні технології (CSNT-2010):              ІII міжнар. наук.-техн. конф., 15-17 червня 2010 р.: тези доп. – К., 2010. – С. 65.

АНОТАЦІЯ

Лукашенко В.В. Методи управління комп’ютерною мережею за наявності затримок управляючої інформації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти. Національний авіаційний університет Міністерства освіти та науки України, Київ, 2010.

Дисертаційна робота присвячена вдосконаленню метода управління комп’ютерними мережами, який дозволяє за рахунок більш точного прогнозування трафіка підвищити якість управління мережними процесами.

Для більш точного виявлення часу затримки передачі даних та розміру буфера, необхідного для передачі інформації без втрат пакетів, розроблені математичні моделі, які враховують фрактальний характер трафіку.

У роботі виконано порівняльний аналіз помилок передбачення апріорних статистичних характеристик мережевого трафіку, які використовуються в якості апріорних даних для настроювання систем управління з еталонною моделлю. Крім того, доведено, що при збільшенні параметра Херста, самоподібного трафіка, помилка прогнозу асимптотично зменшується. Отже, параметр Херста може служити додатковою інформацією про очікувану помилку.

При цьому помилки можуть навіть почати рости через флуктуаційні складові типу джитер пакетів. У кожному конкретному випадку для вибору оптимальної тривалості інтервалу спостереження необхідні додаткові дослідження.  

Ключові слова: корпоративна комп’ютерна мережа, інтелектуальна система, параметр Херста, самоподібний трафік, розподіл Парето, фрактальний трафік.

АННОТАЦИЯ

Лукашенко В.В. Методы управления компьютерной сетью при наличии задержек управляющей информации. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 компьютерные системы и компоненты. Национальный авиационный университет Министерства просвещения и науки Украины, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена усовершенствованию метода управления компьютерными сетями, который позволит за счет более точного прогнозирования трафика повысить качество управления сетевыми процессами. Для более точного определения времени задержки передачи данных и размера буфера, необходимого для передачи информации без потерь пакетов, разработанные математические модели, учитывающие фрактальный характер трафика.

В работе выполнен сравнительный анализ ошибок предсказания априорных статистических характеристик сетевого трафика, используемые в качестве априорных данных для настройки систем управления с эталонной моделью. В работе показано, что необходимыми условиями достижения требуемого качества управления сетью являються устойчивость системы управления к задержкам управляющей и сигнальной информации, а также структурное согласование параметров АС как объекта управления и эталонной модели. Решена задача параметризации структуры системы управления с описанием двоичными векторами кода структуры.  Кроме того, доказано, что при увеличении параметра Херста самоподобного трафика, ошибка прогноза асимптотически уменьшается. Следовательно, параметр Херста может служить дополнительной информацией об ожидаемой ошибке.

При этом ошибки могут даже начать расти из флюктуационных составляющих типа джиттера пакетов. В каждом конкретном случае для выбора оптимальной продолжительности наблюдаемого необходимы дополнительные исследования.

Ключевые слова: корпоративная компьютерная сеть, интеллектуальная система, параметр Херста, самоподобный трафик, распределение Парето, фрактальный трафик.

ANNOTATION

Lukashenko, V.V. Management techniques of computer network in the presence of the delay control information. – Manuscript. 

Thesis for the scientific degree of Ph.D. in the specialty 05.13.05 – computer systems and components. National Aviation University Ministry of education and science of Ukraine, Kiev, 2010. 

Dissertation is dedicated to enhancing method of control of computer networks. This method allows to improve quality of control of  network processes. For better detection delay time data and buffer size needed to transfer data without packet loss, the mathematical models that take into account the fractal nature of traffic. 

In this work the comparative analysis of prediction error priori statistical characteristics of network traffic, which are used as a priori data to configure systems with a reference model. Furthermore, we proved that with increasing parameter Hurst, self-similar traffic prediction error asymptotically decreases. So, Hurst parameter may serve additional information about the expected error. 

This error could even start to grow through fluctuation components jitter type packets. In each case, to select the optimal duration of observation interval requires additional research. 

Keywords: corporate computer networks, intellectual systems, parameter Hurst, self-similar traffic, Pareto distribution, fractal traffic.


(
ti)

h(t)

 

ni

(t)

ti

FSNDP

 

Реалізація

ui

ui

ui

ui

  {ti}

(ni)

h(t)  

µ EMBED Equation.3  

Генератор

пуасонівського

процесу

ni

Фільтр

Генератор

пуасонівського

процесу

w(ui)

EMBED Word.Picture.8  

w(ui)

стратегії 

 

управління

 

Формування 

управляючих

 

сигналів

 

 

Реалізація

 

управляючих

 

          впливів

 

Еталонна

 

модель

M

i

 

 

 

Автономний сегмент

 

S

i

 

Збір та зберігання 

статистик

 

Оцінка параметрів

 

та стану мережі

 

 

Прогноз

 

стану мережі

 

EMBED Equation.3  

 

EMBED Equation.3  

Y

si (i=1..n)

 

Y

Мi (i=1..n)

 

Ψ

 

 

Y

si (i=1..n)

 

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

 

EMBED Word.Picture.8  

EMBED Word.Picture.8  

EMBED Word.Picture.8  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1900. Человек в организации. Функция мотивации. 901.18 KB
  Человек и организационное окружение. Структура и характеристики организационной культуры. Общая характеристика мотивации. Практические аспекты развития мотивации сотрудников.
1901. Жизненный цикл и позиционирование товара. Продуктовый портфель 1.12 MB
  Товар: концепция, форма, характеристики. Товарная политика – ядро маркетинговой стратегии. Форма представления товара и его характеристики. Подходы к определению базовых и дополнительных услуг. Взаимодействие между жизненными циклами товара и рынка. Критика и достоинства концепции жизненного цикла товара. Исключение малорентабельных новых товаров.
1902. Поиск клиента. Управление взаимоотношениями с потребителем 1.33 MB
  Тенденции сегодняшнего дня и будущее. Ошибки формирования каналов продаж. Методика выделения целевых сегментов по продукту. Анализ целевого рынка – методика отбора целевых сегментов по регионам. Пример выделения потребительских характеристик и формирования коммерческого предложения. Характеристики рынка товаров промышленного назначения.
1903. Вексельное обращение и тенденции егоразвития 1.23 MB
  Генезис мирового вексельного обращения. Современная экономическая теория вексельного обращения. Роль корпоративных векселей в преодолении платежного кризиса. Перспективные направления работы с корпоративными векселями.
1904. ОБРАЗОВАНИЕ СОВЕТА ЕВРОПЫ, ЕГО СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 1.22 MB
  Панъевропейские проекты между Первой и Второй мировыми войнами. Планы создания единой Европы после Второй мировой войны. Эволюция системы руководящих органов Совета Европы. Деятельность Совета Европы в области защиты прав человека и основных свобод.
1905. ХОЛОКОСТ НА ЮГЕ РОССИИ В ПЕРИОД ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ (1941-1943 гг.) 1.22 MB
  Идеологическое обоснование гитлеровцами политики холокоста. Создание фабрик смерти для окончательного решения расового вопроса. Преследование евреев и других жертв холокоста в Краснодарском крае. Нацистский геноцид в Ростовской области. Холокост на территории Сталинградской области, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии и Калмыкии
1906. Основы технической диагностики автомобилей 1.21 MB
  Разработка диагностической структурно-следственной модели. Диагностирование цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. Диагностирование электрооборудования прибором мод. Э-214. Проверка технического состояния свечей зажигания и высоковольтных проводов системы зажигания.
1907. Общие сведения по электроснабжению горных предприятий 77.22 KB
  Общие сведения по электроснабжению горных предприятий. Производство, передача и распределение электроэнергии. Электроснабжение горных предприятий. Рационализация электропотребления на горных предприятиях.
1908. Электрооборудование трансформаторных подстанций горных предприятий 175.51 KB
  Выбор силовых трансформаторов главное понизительной подстанции. Соображения по выбору числа и мощности цеховых подстанций. Конструкции распределительных устройств и цеховых трансформаторных подстанций. Аппараты высокого напряжения.