Исследование и создание адаптивных телекоммуникационных систем для региональных научно-образовательных сетей с интенсивным трафиком

• Автор: Ромасевич, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Методология проектирования

телекоммуникационных систем

1.1. Сравнительный анализ методологий и подходов разработки телекоммуникационных

систем передачи данных.

1.2. Особенности процесса проектирования и реализации научнообразовательных

телекоммуникационных систем передачи данных в России.

1.3. Выводы

Глава 2. Модель региональной телекоммуникационной

сети передачи данных образования и науки.

2.1. Роль и место моделирования в исследовании
телекоммуникационных систем
2.2. Создание концептуальной модели телекоммуникационной
сети передачи данных.
2.3. Исходные данные моделирования телекоммуникационной сети.
2.4. Математическая модель телекоммуникационной сети.
2.5. Методы и средства моделирования телекоммуникационной сети
2.6. Адекватность модели.
2.7. Выводы
Глава 3. Исследование н разработка телекоммуникационных систем
региональной сети передачи данных
3.1. Исследование и разработка цифровых каналов
передачи данных телекоммуникационной сети
с использованием сетей .
3.2. Разработка методов резервирования каналов
передачи данных ядра телекоммуникационной сети.
3.3. Разработка способов снижения загрузки телекоммуникационных систем i
3.4. Исследование статистических характеристик сетевого трафика региональной телекоммуникационной сети
для выбора его адекватной модели.
3.5. Разработка методик оценки оперативной памяти маршрутизирующего телекоммуникационного оборудования для повышения стабильности работы телекоммуникационной
3.6. Выводы.
Глава 4. Программные средства расчета параметров и управления
телекоммуникационными системами
4.1. Программный комплекс расчета параметров оперативной памяти телекоммуникационных систем на базе маршрутизаторов i
4.2. Разработка концептуальной модели системы мониторинга и адаптивного контроля перегрузок
телекоммуникационной сети
4.3. Программный комплекс системы мониторинга и адаптивного контроля перегрузок каналов связи в
телекоммуникационной сети
4.4. Выводы.
Заключение
Литература


Разработанный алгоритм положен в основу программного комплекса для предотвращения перегрузок активного сетевого оборудования. Работа созданного программного комплекса основана на мониторинге канала передачи данных, оценки основных статистических характеристик и степени самоподобия трафика, проходящего через этот канал и определение канальных ресурсов, необходимых для поддержания его работоспособности. В основу расчета необходимой полосы пропускания положены две модели (Ыоггоб, М/РагсЮ) и при запуске программного комплекса необходимо выбрать одну из них, а также метод оценки параметра Херста. На основании рассчитанной полосы пропускания программный комплекс в случае наступающей перегрузки интерфейса автоматически изменяет конфигурацию последнего. При этом на экране отображается трасса трафика, оценка параметра Херста и необходимая полоса пропускания канала передачи данных в данный момент времени. Эксплуатация разработанного программного комплекса на маршрутизаторах региональной научно-образовательной сети показала его работоспособность и эффективность при предупреждении перегрузок каналов передачи данных и поддержания стабильной работы телекоммуникационного оборудования научно-образовательной сети. Показана применимость данного программного комплекса для управления маршрутизаторами Cisco Systems в условиях интенсивного сетевого трафика. Заключение данной работы позволяет оценить ее место в числе работ, посвященных исследованию, разработке и внедрению адаптивных телекоммуникационных систем в регионах России. Результатом деятельности автора явилось поэтапное создание успешно функционирующей сети передачи данных науки и образования в Волгоградском регионе. Практика эксплуатации сети подтвердила жизнеспособность разработанной методологии проектирования, позволяющей осуществлять создание подобных телекоммуникационных сетей в рамках жестких технических условий и бюджетных ограничений. Созданная телекоммуникационная система является управляемой, отказоустойчивой и масштабируемой, что позволяет применять данный подход в различных регионах страны для создания подобных сетей. Список литературы содержит 1 наименование. По теме диссертации опубликовано работ [, , , 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 2, 7, 8, 1]. В приложениях приведены состав технических средств ядра региональной научно-образовательной сети, графики и акты внедрения диссертационных материалов. Впервые на основании полученной в диссертации формулы для расчета средней задержки пакетов в телекоммуникационной сети установлено, что при наличии эффекта самоподобия трафика в телекоммуникационной системе с дефицитом полосы пропускания время задержки снижается при определенных значениях коэффициента использования интерфейсов. Обобщена формула Клейнрока отношения задержек одноканальных телекоммуникационных систем для случая самоподобного трафика, в результате чего удалось определить области значений коэффициента использования, при которых достигается снижение задержки на «зажатом» канале и показана связь данного явления со степенью самоподобия сетевого трафика. Предложены методика расчета оперативной памяти ввода/вывода и оригинальные способы снижения загрузки центрального процессора и экономии оперативной памяти телекоммуникационных систем Cisco Systems серий , , в условиях самоподобного сетевого трафика и обоснована необходимость уточнения фирменной методики Cisco Systems для расчета памяти этих систем. Разработаны оригинальные структурная схема и алгоритм работы адаптивной телекоммуникационной системы, обеспечивающей контроль и предотвращение перегрузок сети, построенной с использованием телекоммуникационных систем компании Cisco Systems серий , и , использующей анализ и обработку текущих параметров сетевого трафика. Созданием системы мониторинга телекоммуникационных систем сети регионального масштаба, которая обеспечивает автоматическую адаптивную реакцию на наступающие перегрузки интерфейсов телекоммуникационных систем ядра сети и не зависит от типа используемых протоколов сетевого и транспортного уровней модели OSI.