RU2642380C2 - Способ управления структурой инфокоммуникационной системы - Google Patents

Способ управления структурой инфокоммуникационной системы Download PDF

Info

Publication number
RU2642380C2
RU2642380C2 RU2016121535A RU2016121535A RU2642380C2 RU 2642380 C2 RU2642380 C2 RU 2642380C2 RU 2016121535 A RU2016121535 A RU 2016121535A RU 2016121535 A RU2016121535 A RU 2016121535A RU 2642380 C2 RU2642380 C2 RU 2642380C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information
networks
communication system
options
management
Prior art date
Application number
RU2016121535A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016121535A (ru
Inventor
Константин Евгеньевич Легков
Original Assignee
Константин Евгеньевич Легков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Евгеньевич Легков filed Critical Константин Евгеньевич Легков
Priority to RU2016121535A priority Critical patent/RU2642380C2/ru
Publication of RU2016121535A publication Critical patent/RU2016121535A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642380C2 publication Critical patent/RU2642380C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
    • G06F15/177—Initialisation or configuration control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу управления структурой инфокоммуникационной системы. Технический результат заключается в обеспечении управления структурой инфокоммуникационной системы. В способе выполняют создание имитационной модели инфокоммуникационной системы, применяя морфологическое описание входящих в инфокоммуникационную систему сетей, подготовку вариантов структурного построения сетей совместно с данными о нагрузках, передачу этих данных серверу подсистемы управления, с помощью которого выполняют моделирование на имитационной модели вариантов структурного построения сетей, получение на сервере подсистемы управления оценок параметров сетей инфокоммуникационной системы или инфокоммуникационной системы в целом по каждому из вариантов, выполнение анализа, в результате которого выбирается наиболее целесообразный вариант структуры инфокоммуникационной системы по комплексу оценочных показателей и оценке показателей качества, реализацию выбранного варианта структуры, при этом обеспечение качественных показателей структуры инфокоммуникационной системы осуществляется с помощью управляющих решений, вырабатываемых на основе анализа результатов функционирования различных структур на имитационной модели инфокоммуникационной системы с использованием полного описания входящих в нее сетей. 6 ил.

Description

Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано в инфокоммуникационных системах (ИКС) специального назначения.
Необходимость управления структурой ИКС вытекает из того, что каждая уровневая сеть Netwi ИКС в целом является динамической средой, внутри которой постоянно происходят изменения. Коммутаторы, мультиплексоры, модемы, серверы услуг, другие средства функционируют с разной производительностью, и их взаимодействие друг с другом меняется. Отдельные элементы уровневой сети выходят из строя, ремонтируются и восстанавливаются. Число пользователей может меняться. Оборудование уровневых сетей обновляется, устанавливаются новые средства и более производительные серверные комплексы и коммутационное оборудование.
В рамках способа управления структурой инфокоммуникационной системы использована модель ИКС, заданная совокупностью уровневых сетей услуг Netwi (соответственно для инфраструктурного i=1, промежуточного i=2 и базового i=3 уровней), каждая из которых описана неориентированным регулярным графом без петель Gi(Ni,Li), i=1, 2, 3 с множеством вершин (узлов) Ni и множеством ветвей (линий связи)
Figure 00000001
, соединяющих вершины.
Каждой ветви likj, соединяющей k-ю и j-ю вершины i-уровневой сети ИКС, ставится в соответствие значение ее пропускной способности, равной скорости передачи информации νikj при информационном обмене и получении zi услуг, которая, в общем виде, зависит от управления структурой всей ИКС us и уровневой сети
Figure 00000002
.
На каждую уровневую сеть Netwi ИКС поступает многомерный пуассоновский поток требований на получение услуг с параметром
Figure 00000003
, а время, на которое требование потока занимает виртуальный канал (с учетом времени получения самой услуги), распределено по произвольному закону ƒi(t) с параметром
Figure 00000004
, одинаковым для всех потоков i-го уровня ИКС. В этом случае вероятности соответствующих состояний обслуживания потока требований Λi на получение уровневой услуги можно задать следующим образом:
Figure 00000005
где
Figure 00000006
Отдельные средства могут работать неправильно, нарушая работу всей ИКС. Конкретный сервер услуг, коммутатор или маршрутизатор может быть удален как узел обслуживания из уровневой сети из-за неисправности аппаратного или программного обеспечения вследствие атаки. Если неисправность временная, то его следует удалить только логически, пометив как недоступный элемент уровневой сети, что соответствует ее реконфигурации.
Способ управления учитывает, что при управлении структурой уровневых сетей ИКС осуществляются следующие функции:
- идентификация любого объекта управления и назначение имени объекту;
- определение любого нового объекта управления;
- установка начальных значений для атрибутов объектов;
- управление взаимодействием объектов управления;
- изменение оперативных характеристик объекта управления и информирование о любых изменениях в состояниях объектов;
- удаление объекта управления;
- ввод в действие объекта управления с организацией его связей с другими объектами.
Разработанный способ управления структурой включает модели ИКС (ее сетей), заложенные в прикладных процессах управления, и модели инфокоммуникационной поддержки прикладных процессов управления (фиг. 1), стандартизованные в документах МСЭ-Т и ИСО.
При управлении структурой каждой уровневой сети ИКС определены основные взаимосвязи состояний объектов управления и допустимые переходы между этими состояниями (фиг. 2).
Выделены следующие рабочие состояния:
- разрешенное состояние: ресурс объекта управления не используется, но он работоспособен и доступен;
- запрещенное состояние: ресурс недоступен или зависим от другого источника, который недоступен;
- активное состояние: ресурс доступен для использования и имеет возможность принять на обслуживание другой источник;
- занятое состояние: ресурс доступен, но не имеет свободной емкости (пропускной способности) для дополнительных услуг.
Допустимые рабочие состояния (фиг. 2) не обязательны для всех объектов управления. Некоторые объекты не ограничены по числу субъектов, которые могут одновременно использовать этот объект. В этом случае объект управления не может быть в занятом состоянии. Кроме того, объект управления не может находиться в запрещенном состоянии, если это не влияет на другие объекты управления, т.е. это состояние несущественно.
Переход в разрешенное состояние обеспечивают средства, которые делают объект управления действующим. Действия типа замены сервера, коммутатора, маршрутизатора или вышедшего из строя одного порта, устранение дефекта программного обеспечения и т.д. переводят объект в действующее состояние. Следует отметить, что переход «разрешать» может иметь место тогда, когда рабочее состояние объекта было запрещенным. Однако и некоторые другие действия позволяют объекту переходить в разрешенное состояние. Например, субъект может завершить работу с объектом, не использующим коллективный доступ, что переводит объект из занятого состояния в разрешенное.
Запрещенное состояние имеет место тогда, когда объект управления объявлен неработоспособным. Например, компонент уровневой сети ИКС может иметь параметры выше допустимого порога (например, число сбойных ситуаций или температура коммутатора, сервера), неприемлемого для системы управления уровневой сетью. Объект управления объявляется запрещенным из любого рабочего состояния (объект объявляется запрещенным вторично, потому что зафиксирована другая неисправность).
Действие «завершение работы» позволяет объекту управления переходить из занятого к неактивному состоянию или из активного к разрешенному состоянию, потому что это действие не переводит объект управления в запрещенное или неактивное состояние.
При управлении структурой описание трех административных состояний объектов ИКС при управлении ее структурой следующие (фиг. 3):
- не заблокирован: объект управления может использоваться;
- заблокирован: объект управления не может использоваться;
- закрытие: объект управления может использоваться текущими пользователями, но не может использоваться новыми пользователями.
Некоторые ресурсы не могут быть в заблокированном состоянии. Например, файл-сервер локальной сети органа управления с доступом только для чтения (read-only) не может быть заблокирован за исключением подмножеств файлов, которые могут иметь ограниченный доступ. Кроме того, некоторые ресурсы не могут быть закрытыми, и там нет ситуаций, как «закрытое состояние». Так административный логический канал в плате коммутатора пакетов должен быть постоянно в разблокированном состоянии, т.к. любое закрытие канала 0 в интерфейсах передачи данных может создать хаос в зависимых логических каналах и соединениях.
Запрещенное заблокированное состояние определяет объект управления, который административно запрещен для использования. Состояние считается запрещенным, если оно связано с определенными проблемами. Для перехода объекта управления в рабочее состояние проводится диагностика, а также некоторые действия, чтобы вначале перевести объект в незаблокированное и разрешенное состояние.
Разрешенный заблокированный объект управления запрещен административно для использования, но в нем нет никаких отказов. Это состояние имеет место в ресурсах, предназначенных для резервирования, которые вводятся в действие, когда отказывают другие разрешенные модули.
Занятый закрытый объект управления действует, но по определенным причинам подсистема управления структурой ИКС закрывает ресурс. Эта ситуация имеет место, когда ресурс ИКС должен быть отключен или объект имеет малую доступность для пользователей, обращающихся к нему. Обычно переход объекта управления в это состояние обусловлен его недостаточной производительностью.
Запрещенное незаблокированное состояние административно не запрещено для использования, однако ввиду определенных причин фиксируется запрещенное состояние. Это обычно наблюдается при определенных неполадках в программном или аппаратном обеспечении компонентов сетей ИКС после воздействия атак нарушителей.
Разрешенное незаблокированное состояние - состояние, когда объект управления в рабочем режиме. Следующее активное незаблокированное состояние определяет объект управления, который является действующим, используется и имеет свободную производительность (пропускную способность) для дополнительных пользователей.
Занятый незаблокированный объект управления - это объект, который либо занят, либо работает с максимальной производительностью. В этом состоянии другие пользователи не имеют доступа к объекту управления, пока обслуживаемые им пользователи не освобождают части или всего ресурса.
Активное закрытие - это состояние объекта управления, когда он в настоящее время доступен и имеет производительность для предоставления новых услуг, но не принимает на обслуживание любого.
Активное незаблокированное состояние - это состояние, в котором объект управления обладает свободной производительностью и может использоваться. На фиг. 4 показан один из возможных сценариев задач управления структурой ИКС при необходимости временного введения сегмента сети с коммутатором пакетов (или маршрутизатором) и подключенных к нему пользователям с последующим отключением этого сегмента. На фиг. 4 подрисуночные записи имеют следующее значение.
1. Посылка разрешающего сигнала
2. Магистраль (канал) доступна и не заблокирована
3. Магистраль (канал) принимает нагрузку
4. Центр управления посылает команду о закрытии
5. Коммутатор принимает нагрузку от обслуживаемых пользователей, но отказывает в обслуживании по этой магистрали (каналу) новым пользователям
6. Закончено обслуживание по этой магистрали и об этом уведомляется центр
7. Центр блокирует ресурс для поиска неисправностей
8. Ресурс заблокирован
Сначала управление сетью ИКС открывает магистраль (канал) коммутатору пакетов (маршрутизатору, серверу) путем использования сигнала разрешения управления конфигурацией. Предполагается, что магистраль (тракт) находится в активном состоянии и принимает нагрузку. В случае высокой занятости магистрали (тракта), что может быть источником проблем (переполнение буферных накопителей и т.д.), коммутатор извещает об этом центр, который посылает сигнал о закрытии.
Эта директива (команда) определяет в коммутаторе пакетов активное состояние магистрали до тех пор, пока пользователи, которые работают с магистралью, не завершат сеансы связи, или до тех пор, пока коммутатор не выдаст преждевременное прекращение из-за неблагоприятной ситуации. Центр посылает команду блокировки, прекращая использование магистрали (тракта), тем самым исключая сегмент из сети в ИКС.
Задачей управления структурой ИКС является оптимальная перестройка структуры (в случаях, когда это необходимо: ввод в строй новых или выход из строя существующих узлов ИКС, существенное изменение числа пользователей, старая структура не обеспечивает качественные показатели и т.д.).
При известных зафиксированных конфигурациях уровневых сетей Netwi, параметрах поступающей нагрузки
Figure 00000007
, процедурах обслуживания Proci оптимальное управление каналами
Figure 00000008
обеспечивает минимизацию суммарных отказов в обслуживании в каждой уровневой сети, т.е. выбираться из условия:
Figure 00000009
где Pikj - вероятность потери требования или отказа в обслуживании ikj-го потока в уровневой сети Netwi с нагрузкой
Figure 00000007
, структурой Si и процедурах обслуживания Proci.
Для типовой Proci в уровневой сети Netwi ИКС выражение (2) преобразуется к виду:
Figure 00000010
Оптимизация функционала (3) аналитическими методами для сложной ИКС практически неосуществима либо сопряжена с непреодолимыми на сегодняшний день вычислительными трудностями.
Для оценки того или иного варианта структуры сети, один из которых выбран в качестве окончательного и реализован в процессе управления структурой ИКС, рассчитываются обоснованные показатели качества обслуживания пользователей для вариантов сети при фиксированных процедурах обслуживания процедурах обслуживания Proci и методах управления потоками требований, сообщений обслуживания, пакетов (кадров, ячеек) либо рассчитываются численные значения этих показателей в процессе имитационного моделирования функционирования уровневых сетей ИКС с разной структурой.
Поэтому в связи с чрезвычайной сложностью получения аналитических выражений показателей качества обслуживания пользователей для сложной ИКС предпочтение отдается второму подходу. Многоуровневая структура ИКС еще сложнее, поэтому процессы управления структурой ИКС организованы с применением ее имитационной модели в контуре управления АСУ ИКС.
Имитационная модель ИКС создается в рамках специального программного обеспечения сервера управления АСУ ИКС. Администратор сети осуществляет анализ задачи управления, подготавливает (автоматизировано или вручную) возможные варианты структурного построения сетей совместно с данными о нагрузке.
После этого пакет исходных данных выдается в сервер подсистемы управления для осуществления моделирования и получения оценки параметров функционирования сетей ИКС или ИКС в целом по каждому из вариантов. Полученные сведения о параметрах подвергаются анализу, в результате которого выбирается наиболее целесообразный вариант структуры, которую необходимо реализовать соответствующими процессами управления.
Таким образом, управляющие решения по структуре ИКС вырабатываются с оптимальной перестройкой по результатам расчета обоснованных показателей качества обслуживания пользователей для вариантов сети при фиксированных процедурах обслуживания в случаях ввода в строй новых или выхода из строя существующих узлов ИКС, существенного изменения числа пользователей, необеспечения качественных показателей старой структурой на основе управляющих решений по структуре, которые вырабатываются на основе результатов функционирования различных структур на имитационной модели ИКС, с использованием полного морфологического описания входящих в него сетей, их характеристик и возможных вариантов воздействий.
Разработанный способ управления структурой ИКС, основанный на применении имитационной модели в контуре АСУ ИКС, представлен на фиг. 5.
Сравнительная характеристика разработанного метода управления структурой (фиг. 5) показала, что его применение позволяет существенно сократить время формирования новой структуры ИКС (в среднем в 1,9-2,1 раза в зависимости от структуры ИКС - количество узлов предоставления услуг, связности и т.д.) по сравнению с существующими методами неавтоматизированного управления (фиг. 6).

Claims (24)

  1. Способ управления структурой инфокоммуникационной системы на основе ее перестройки по результатам расчета показателей качества обслуживания пользователей, содержащей этапы:
  2. - создания имитационной модели инфокоммуникационной системы с помощью сервера управления автоматизированной системы управления инфокоммуникационной системой, применяя морфологическое описание входящих в инфокоммуникационную систему сетей, их характеристик и возможных вариантов воздействий;
  3. - подготовки вариантов структурного построения сетей совместно с данными о нагрузках;
  4. - передачи этих данных серверу подсистемы управления, с помощью которого выполняют моделирование на имитационной модели вариантов структурного построения сетей;
  5. - получения на сервере подсистемы управления оценок параметров сетей инфокоммуникационной системы или инфокоммуникационной системы в целом по каждому из вариантов;
  6. - выполнения анализа, в результате которого выбирается наиболее целесообразный вариант структуры инфокоммуникационной системы по комплексу оценочных показателей и оценке показателей качества;
  7. - реализации выбранной структуры инфокоммуникационной системы соответствующими процессами управления,
  8. при этом при построении имитационной модели инфокоммуникационной системы, а также вариантов структурного построения сетей и при выполнении анализа учитывают следующие функции управления структурой уровневых сетей инфокоммуникационной системы:
  9. - идентификация любого объекта управления и назначение имени объекту;
  10. - определение любого нового объекта управления;
  11. - установка начальных значений для атрибутов объектов;
  12. - управление взаимодействием объектов управления;
  13. - изменение оперативных характеристик объекта управления и информирование о любых изменениях в состояниях объектов;
  14. - удаление объекта управления;
  15. - ввод в действие объекта управления с организацией его связей с другими объектами,
  16. также учитывают следующие рабочие состояния ресурсов объектов инфокоммуникационной системы:
  17. - разрешенное состояние: ресурс объекта управления не используется, но он работоспособен и доступен;
  18. - запрещенное состояние: ресурс недоступен или зависим от другого источника, который недоступен;
  19. - активное состояние: ресурс доступен для использования и имеет возможность принять на обслуживание другой источник;
  20. - занятое состояние: ресурс доступен, но не имеет свободной емкости (пропускной способности) для дополнительных услуг,
  21. а также учитывают следующие состояния объектов инфокоммуникационной системы при управлении ее структурой:
  22. - не заблокирован: объект управления может использоваться;
  23. - заблокирован: объект управления не может использоваться;
  24. - закрытие: объект управления может использоваться текущими пользователями, но не может использоваться новыми пользователями, отличающийся от ранее известных тем, что обеспечение качественных показателей структуры инфокоммуникационной системы осуществляется на основе управляющих решений, которые вырабатываются на основе анализа результатов функционирования различных структур на имитационной модели инфокоммуникационной системы с использованием полного описания входящих в нее сетей, их характеристик и возможных вариантов воздействий.
RU2016121535A 2016-05-31 2016-05-31 Способ управления структурой инфокоммуникационной системы RU2642380C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121535A RU2642380C2 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ управления структурой инфокоммуникационной системы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121535A RU2642380C2 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ управления структурой инфокоммуникационной системы

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016121535A RU2016121535A (ru) 2017-12-05
RU2642380C2 true RU2642380C2 (ru) 2018-01-24

Family

ID=60580583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121535A RU2642380C2 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Способ управления структурой инфокоммуникационной системы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642380C2 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598532A (en) * 1993-10-21 1997-01-28 Optimal Networks Method and apparatus for optimizing computer networks
US7774440B1 (en) * 2001-07-25 2010-08-10 Scalable Network Technologies, Inc. Method and system for enhancing performance of a physical network under real-time control using simulation of a reference model
US20100241698A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Talk3, Inc. Methods and systems for auto-generating models of networks for network management purposes
RU2450335C1 (ru) * 2011-07-11 2012-05-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ распределенного контроля и адаптивного управления многоуровневой системой и устройство для его осуществления
US20150220639A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Computer-implemented method and apparatus for determining a relevance of a node in a network
US9276774B2 (en) * 2006-08-29 2016-03-01 The Boeing Company Visualizing and modifying ad-hoc network nodes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598532A (en) * 1993-10-21 1997-01-28 Optimal Networks Method and apparatus for optimizing computer networks
US7774440B1 (en) * 2001-07-25 2010-08-10 Scalable Network Technologies, Inc. Method and system for enhancing performance of a physical network under real-time control using simulation of a reference model
US9276774B2 (en) * 2006-08-29 2016-03-01 The Boeing Company Visualizing and modifying ad-hoc network nodes
US20100241698A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Talk3, Inc. Methods and systems for auto-generating models of networks for network management purposes
RU2450335C1 (ru) * 2011-07-11 2012-05-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ распределенного контроля и адаптивного управления многоуровневой системой и устройство для его осуществления
US20150220639A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Computer-implemented method and apparatus for determining a relevance of a node in a network

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016121535A (ru) 2017-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6223219B1 (en) Trail management across transport functionality of large and complex telecommunications networks
US7925727B2 (en) Method and apparatus for efficient communication of management data in a telecommunications network
US7257744B2 (en) System and method for fault diagnosis using distributed alarm correlation
US7734175B2 (en) Network configuring apparatus
US20070180103A1 (en) Facilitating event management and analysis within a communications environment
US7756960B2 (en) Use of a communications network element management system to manage network policy rules
US20090279551A1 (en) Vertical integration of network management for ethernet and the optical transport
WO2002006973A1 (en) Method and apparatus for automated service provisioning across multiple networking technologies
Tsvetkov et al. Model of restoration of the communication network using the technology of software defined networks
Romanov et al. Mathematical description of control problems in SDN networks
US20070291775A1 (en) Self-Adapting Bandwidth Management
RU2642380C2 (ru) Способ управления структурой инфокоммуникационной системы
WO2014128554A1 (en) Transit services in ethernet rings with protection
US7047295B1 (en) Generic alignment method in a multimanager environment
US20230060758A1 (en) Orchestration of Activities of Entities Operating in a Network Cloud
US10284428B2 (en) Graphical policy interface for network control systems
US8775597B2 (en) Technique for management of communication networks
CN110391843B (zh) 多域光网络的传输质量预测、路径选择方法和系统
EP0923270B1 (en) State machine for trail management system
US8719394B2 (en) Method and arrangement for a modification of network management schema
US7212533B2 (en) Method of managing a telecommunication network and a network management unit for implementing the method
Wan et al. Research on Optimization Method of Computer Network Service Quality Based on Integration of Various Artificial Intelligence Technologies
Bertó-Monleón et al. Specification of a policy based network management architecture
CN110011834A (zh) 一种管控融合型电信网络管理方法及系统
CN113301380B (zh) 一种业务管控方法、装置、终端设备和存储介质