Моделирование объектов сетевой инфраструктуры АСУП на базе аппарата модифицированных нечетких сетей Петри

• Автор: Кочкин, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1. Сетевая инфраструктура АСУП как объект исследования
1.1.1. Задачи сети АСУП
1.1.2. Тенденции развития АСУП
1.1.3. Интеграция АСУП и АСУТП
1.1.4. Технологии сети АСУП
1.1.5. Механизмы QoS
1.2. Постановка задачи
1.3. Критерии выбора математического аппарата
1.4. Обзор подходов к анализу сетей АСУП
1.4.1. Анализ реально существующей сети
1.4.2. Графовые потоковые алгоритмы
1.4.3. Системы массового обслуживания
1.4.4. Сети массового обслуживания
1.4.5. Сети Петри различных расширений
1.5. Экспертная оценка подходов к решению задачи анализа сетей АСУП
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НЕЧЕТКИХ
СЕТЕЙ ПЕТРИ
2.1. Свойства раскрашенных СП в аппарате МНСП
2.2. Свойства нечетких СП в аппарате МНСП
2.3. Свойства временных СП в аппарате МНСП
2.4. Свойства приоритетных СП в аппарате МНСП
2.5. Свойства иерархических СП в аппарате МНСП
2.6. Модифицированные нечеткие сети Петри
2.7. Приведение модифицированной нечеткой сети Петри к виду раскрашенных
сетей Петри
2.8. Свойства модифицированных нечетких сетей Петри и их анализ
2.9. Соответствие математического аппарата выдвигаемым требованиям
2.10. Выбор среды разработки моделей
3. МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ СЕТЕВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ АСУП, МЕТОД КОМПОЗИЦИИ МОДЕЛИ СЕТИ АСУП
3.1. Организация имитационного моделирования
3.2. Метод построения моделей объектов сетевой инфраструктуры АСУП
3.3. Определение моделируемых характеристик
3.4. Декомпозиция объектов сети АСУП
3.5. Построение моделей элементов
3.6. Построение моделей объектов сети АСУП
3.7. Тестирование моделей
3.7.1. Анализ просгранства состояний сети
3.7.2. Имитационное моделирование сети
3.7.3. Пошаговое выполнение
3.7.4. Тестирование на основе генераторов трафика
3.7.5. Получение характеристик модели за счет добавления измерительных
фрагментов
3.8. Построение базы моделей
3.9. Интерфейс с системой нечеткого вывода
3.10. Условия активации системы нечеткого вывода
3.11. Метод композиции модели сети АСУП
3.12. Построение структурной схемы исследуемой сети
3.13. Определение потоков данных
3.14. Определение типов трафика и классов обслуживания
3.15. Композиция и моделирование сети
3.16. Анализ результатов моделирования
4. МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ СЕТЕВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ, ВНЕДРЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Объявления типов, переменных, функций
4.2. Модель канала данных
4.3. Модель генератора трафика
4.4. Модель приемника трафика
4.5. Модель рабочей станции
4.6. Модели очереди FIFO

4.7. Модель приоритетной очереди Priority Queue
4.8. Модель справедливой очереди Fair Queue
4.9. Модель взвешенной справедливой очереди Class-Based Weighted Fair Queue
4.10. Модель очереди с отсечением конца Tail Drop
4.11. Модель очереди со случайным ранним обнаружением Random Eearly Detect
4.12. Модели алгоритмов формирования и профилирования трафика
4.13. Модель маршрутизатора
4.14. Модель порта маршрутизатора, коммутатора
4.15. Внедрение результатов исследования
4.15.1. Существующая сетевая инфраструктура, оборудования, характеристики
4.15.2. Адекватность разработанных моделей
4.15.3. Моделирование сети
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСТОЧНИКИ
Приложение А - Листинг расчетов по обоснованию адекватности разработанных
моделей в математическом пакете Mathcad
Приложение Б - Акт научно-технической комиссии о внедрении результатов диссертационной работы Кочкина Д.В. на предприятии ООО
«ХАРОВСКЛЕСПРОМ»
Приложение В - Акт научно-технической комиссии о внедрении результатов диссертационной работы Кочкина Д.В. у ИП «Паничев Игорь Валентинович» ОГРН

Приложение Г - Акт о внедрении результатов диссертационной работы Кочкина Д.В. в учебный процесс кафедры «Автоматики и вычислительной техники» Череповецкого филиала Вологодского государственного технического университета (ВоГТУ) по дисциплине «Теория вычислительных процессов» и об использовании результатов в гранте в рамках федеральной целевой программы «Разработка методов формализации и верификации распределённых информационно-поисковых систем на основе сервис-ориентированной архитектуры» 2010-2012 г

ограниченным объемом памяти, узлы маршрутизации, управляющие движением заявок по СеМО. СеМО с дополнительными элементами называются стохастическими сетями. Стохастические сети позволяют строить модели, которые в большей степени соответствуют реальным объектам, за счет введения дополнительных узлов и заданию конфигурации связей.
В настоящее время методы моделирования СеМО хорошо разработаны и широко применяются на практике. Примером такого использования может служить система имитационного моделирования вР88. Программа на языке СР88 состоит из блоков, которые имитируют различные параметры элементов в модели.
Оценка методов анализа на основе СеМО в соответствии с разработанными требованиями к математическому аппарату.
1. СеМО могут быть использованы для построения модели сети АСУП. Марковские СеМО и стохастические сети могут быть использованы для комплексного анализа сложных многоэлементных систем.
2. В модели на базе СеМО могут быть выделены различные элементы, отвечающие за выполнение тех или иных операций. При этом может быть построена достаточно сложная система связей между узлами СеМО.
3. Аналитический аппарат СеМО хорошо проработан и позволяет моделировать работу сложной сети АСУП.
4. Модели на базе аппарата СеМО могут быть использованы на этапе проектирования сети АСУП.
5. Программные продукты, моделирующие работу СеМО обладают низкими системными требованиями.
6. В модель на базе СеМО могут быть внесены дополнительные элементы и связи, что позволяет оценить возможности масштабирования сети.
1.4.5. Сети Петри различных расширений
Математический аппарат сетей Петри (СП) предложен Карлом Петри в 1962 году. СП разрабатывались для моделирования дискретных, динамических систем. Исследуемая система может быть представлена в виде сети Петри. Анализ СП позволяет получить важную информацию о структуре и динамических свойствах моделируемой системы [31].