Інформаційна технологія та інструментальні засоби побудови корпоративних комп’ютерних мереж АСУ в динаміці життєвого циклу

Синтез мережі кожного з рівнів ієрархії ККМ виконується з використанням двоетапної процедури. На першому етапі використовується метод “гілок і границь”, що дозволяє вибрати мережну технологію, у рамках якої знаходиться оптимальне проектне рішення. На другому етапі виконується безпосереднє проектування оптимальної структури з урахуванням особливостей класів синтезованих структур.

Множина можливих проектних рішень при синтезі мережі відповідного класу відображується у вигляді графа. У графі виділяється остовне дерево і периферійні дерева, наведені на рис.4. Остовне дерево відображає процедуру вибору мережної технології Тi, у складі якої знаходиться оптимальне рішення. Периферійні дерева відображають процедуру визначення оптимальної, відповідно до критерію (1), структури мережі у рамках обраної технології . Мережна технологія задається своїм індексом i, який визначає базову швидкість передачі інформації даної технології і її вартість.

Для аналізу кожної технології використовується зондуюча булева функція ф_Ti двох змінних

ф_Ti = ,

де- одномісний предикат, який використовує як аргумент максимальне значення пропускної здатності технології Т_i,

- М-місцевий предикат, визначений на множині мінімальних значень часів транзакцій для всіх М абонентів мережі при використанні технології Т_i..

Значення предикатів обчислюються за наступними правилами

=		1, якщо ,	(16)
		0, якщо ,
=		1, якщо ,	(17)
		0, якщо ,

де - сумарний трафік абонентів мережі.

Процедура зондування зводиться до обчислення значень зондуючої функції ф_Ti для досліджуваних мережних технологій у порядку збільшення індексів (вартості). Технологія Тi з мінімальним індексом (i = min), для якої ф_Ti =1, є оптимальною

min {i, i= } .

Для аналізу множини структур у рамках обраної технології використовуються булеві зондуючі функції ф_Si, що містять три компоненти

ф_Si = (z¹_Si, z²_Si, z³_Si ),

де z¹_Si - функція зондування необхідної умови виконання обмежень (1) для структури S_i,

z²_Si - функція зондування достатньої умови для граничних характеристик структури S_i,

z³_Si - функція зондування достатньої умови для середніх значень характеристик структури S_i.

Функції z¹_Si, z²_Si, z³_Si визначені як

z¹_Si = , z²_Si =, z³_Si =, (18)

де - предикати, задані у вигляді:

, ,

,

,

,

,

М - кількість абонентів мережі, L - кількість КП,

- мінімальні, максимальні і середні значення часу транзакції i-го абонента мережі зі структурою S_i,

- максимальні і середні значення завантажень комунікаційних пристроїв мережі зі структурою S_i.

Значення предикатів обчислюється відповідно до виразів (16) - (17).

Зондування зводиться до перевірки необхідних і достатніх умов виконання обмежень (1) для відповідних компонентів векторів користувальницьких і системних характеристик. Структура технології Т_i є оптимальною (), якщо її зондуюча функція ф_Si приймає одиничне значення (ф_Si =1)

(19)

Кількість структур, аналізованих у рамках кожної мережної технології, комбінаторно залежить від числа комунікаційних пристроїв і моноканалів, що визначає високу трудомісткість реалізації даного етапу. У роботі запропоновано ряд евристичних методів, які дозволяють замінити процедуру спрямованого перебору істотно менш трудомісткою процедурою послідовного синтезу оптимальної структури з урахуванням особливостей мереж проектованого класу.

Для класів МЛМ і ЛМ доведені леми, які дозволяють звести процес синтезу оптимальної структури мережі до формального методу послідовного знаходження розбивки Р(А) = {А₁, А₂, …, А_Р} множини абонентів мережі А = {a₁, a₂, …, a_N} мінімальної потужності (|Р(А)|® min), для кожного блока якої виконуються умови зондування (19). Для мереж з однорідним навантаженням () метод забезпечує одержання точного розв'язку. Для неоднорідних мереж () метод дозволяє за кількість кроків не більш, ніж М одержати субоптимальне вирішення задачі, з похибкою, яка не перевищує 6%. Похибка оцінюється як відношення додаткових одиниць комунікаційного обладнання до його кількості, отриманій у результаті точного розв'язку задачі синтезу методом повного перебору.

Структура мережі рівня будинку S_МБ визначається двома компонентами: структурою комунікаційних пристроїв S_КП і топологічною структурою S_Т, яка залежить від розташування центрального комутатора будинку (ЦКБ). Для синтезу S_КП розроблено метод маршрутної оптимізації, що дозволяє визначати маршрути мережі, для яких не виконуються умови зондування (19). Доведено лему, яка задає процедуру модифікації вихідної структури до оптимальної . Для синтезу оптимальної топологічної структури S_Т запропоновано двоетапний метод. На першому етапі використовується алгоритм пошуку центра графа. На другому етапі - процедура знаходження “центра мас” зваженого графа S_Т. ЦКБ переміщується послідовно з центра графа в напрямку “центра мас”, при цьому обчислюється функція F

F = ,

де , К^М - номери вершин розташування попереднього і поточного “центра мас”,

- відстані від вершин до “центра мас”,

N - кількість вершин графа топології.

Значення F=0 чи F< 0 відповідає досягненню “центра мас” і побудові оптимальної топологічної структури зваженого графа .

Для класу мереж рівня підприємства запропонована 3-етапна процедура синтезу. На першому етапі виконується побудова графа топологічної структури з мінімальною довжиною ліній зв'язку . На відміну від відомих алгоритмів даного класу, розроблений послідовний алгоритм синтезу враховує обмеження на ступінь вершин графа , що зв'язано з наявністю лише двох магістральних портів у комутаторах ( = 2). На другому етапі з використанням методу пошуку оптимальної розбивки граф розрізається на мінімальну кількість підграфів , які дають розбивку , для кожного блоку якої виконуються обмеження (19). На третьому етапі з використанням методу маршрутної оптимізації виконується процедура зменшення пропускної здатності і вартості найменш завантажених каналів мережі підприємства. Отримана в результаті даної процедури синтезу структура мережі підприємства є оптимальної відносно критерію (1).

В шостому розділі розглянута структура системи моделювання (СМ) ККМ, структура системи активного моніторингу мережі і методика використання інформаційної технології побудови ККМ АСУ разом з інструментальними засобами моделювання і моніторингу на всіх етапах життєвого циклу мережі.

СМ ККМ призначена для автоматизації всього комплексу робіт по проектуванню і модернізації мережі від введення технічних вимог на розробку системи до видачі специфікації проекту, готового до впровадження. Відповідно до модульного принципу система реалізована у вигляді множини функціонально закінчених блоків (рис.5).

Блок графічного інтерфейсу користувача виконує наступні функції:

введення вхідних даних для синтезу проекту ККМ;

відображення результатів моделювання і корекція проекту;

заповнення бази даних мережних пристроїв і кабельних систем.

Система управління базою даних (СУБД) забезпечує введення, збереження і використання різними блоками системи даних про наявні типи мережних пристроїв (робочі станції, сервери, комунікаційне обладнання, кабельні системи).

Блок логічного синтезу виконує в автоматичному режимі проектування логічної структури мереж різних рівнів ієрархії ККМ. Логічна структура мережі є основою для побудови фізичної структури проектованої ККМ.

Блок синтезу математичних моделей виконує автоматичну генерацію моделей масового обслуговування для блоків аналітичного і імітаційного моделювання.

Блок моделювання дозволяє обчислювати ІЧХ функціонування ККМ із використанням аналітичних і імітаційних методів розрахунку.

Блок зміни параметрів дозволяє розраховувати ІЧХ функціонування мережі при зміні її параметрів, що надає можливість досліджувати поведінку мережі для різних варіантів реалізації її структури.

Блок синтезу оптимального плану дозволяє в автоматичному режимі вибирати фрагмент мережі для впровадження, який має максимальний показник “продуктивність/вартість”.

Ядро СМ ККМ реалізоване в програмному середовищі С++. Для реалізації графічного інтерфейсу користувача використане середовище візуального проектування С++ Builder і Delphi фірми Inprise/Borland. СМ використовує як апаратну платформу ПЕОМ із x86-архітектурою і орієнтована на роботу в середовищі операційних системах Windows-95/98/NT/2000/XP.

Система активного моніторингу ККМ призначена для підвищення ефективності всього комплексу робіт по впровадженню проекту мережі і містить набір генераторів мережного навантаження, що працюють зі стеками протоколів SPX/IPX і TCP/IP та систему SNMP-моніторингу. Система має розподілену структуру, працює за схемою “агент-менеджер” і дозволяє вирішувати весь комплекс задач по впровадженню і модернізації ККМ АСУ.

Розроблено методику використання інформаційної технології побудови ККМ, яка забезпечує синтез оптимальних проектних рішень на всіх етапах життєвого циклу мережі із використанням розроблених інструментальних засобів синтезу і моніторингу. Методика охоплює всі три фази життєвого циклу ККМ. Перша фаза - проектування мережі містить етапи аналізу, синтезу оптимальної структури мережі, вибору пілотного проекту і його впровадження.

На етапі аналізу на підставі даних технічного завдання для кожного i-го рівня ієрархії ККМ () визначаються вектора: абонентів , навантаження , обмежень на системні і користувальницькі характеристики.

Кожен компонент вектора навантаження задається у вигляді сумарного трафіка , де - локальний трафік j-го абонента, - зовнішній трафік j-го абонента.

Етап синтезу ККМ здійснюється від нижнього рівня ієрархії до верхнього. Для кожного i-го рівня з використанням послідовних методів проектування, розглянутих у розділі 4, виконується синтез мережних структур , оптимальних за критерієм “продуктивність/вартість”.

На етапі вибору пілотного проекту визначається такий фрагмент мережі, що містить усі типи структур для кожного з рівнів ієрархії ККМ і має максимальне значення критерію “продуктивність/вартість”.

Множину структур i-го рівня ієрархії розбито на L класів еквівалентності таких, що в кожнім містяться структури j-го типу. Вибір оптимальної структури пілотного проекту i-го рівня зводиться до формальної процедури формування множини представників класів еквівалентності таких, що кожна структура має максимальний трафік на множині структур свого класу . Оптимальна структура пілотного проекту ККМ визначається : .

Етап впровадження пілотного проекту реалізується з використанням розроблених засобів активного моніторингу і методик їхнього застосування.

Фаза впровадження виконується ітераційно і повинна за Q етапів забезпечити введення в експлуатацію повного проекту мережі АСУ з урахуванням динаміці зміни вимог до її функціонування. Ключовим елементом даної фази є розрахунок оптимального плану впровадження, який забезпечує максимальне значення критерію “продуктивність/вартість” для кожного впроваджуваного фрагмента мережі на q-му () етапі її побудови. Структура ККМ на q-му етапі впровадження визначається виразом = (S_q1, S_q2, …, S_qМ), де S_qi - структура i-й мережі деякого рівня ієрархії ККМ, , К - кількість рівнів ієрархії ККМ, - кількість мереж на i-му рівні ієрархії. Кожна з структур може бути обрана з деякої множини реалізацій S_i = {S_1i, S_2i, …, S_Li}, де L - число можливих реалізацій структури S_i. Кожній структурі поставлена у відповідність її вартість С_i і інтенсивність трафіку Ш_i.

Задача синтезу оптимального плану розвитку зводиться до вибору на кожнім q-му етапі впровадження фрагмента мережі, що забезпечує максимальне збільшення трафіку ДЕ_q

ДЕ_q = max , (20)

при обмеженнях

,

де - збільшення трафіку i-й мережі при переході від структури до структури ,

- обсяг виділених інвестицій для реалізації даного етапу.

Для вирішення задачі оптимізації використовується метод динамічного програмування, який дозволяє за М кроків знаходити оптимальний план впровадження на q-му етапі , що забезпечує максимальне значення критерію (20).

Фаза модернізації містить етапи аналізу, синтезу, впровадження фрагмента мережі і виконується при необхідності внесення змін у структуру ККМ протягом усього її життєвого циклу.

Інформаційна технологія проектування разом з інструментальними засобами синтезу і аналізу була застосована при розробці і модернізації ряду ККМ АСУ різного функціонального призначення, які обробляють інформаційний, мультимедійний, а також трафік реального часу. Застосування інформаційної технології забезпечує істотне скорочення часових (на 30-50%) і вартісних (на 40-60%) витрат на виконання проектних робіт. Зменшення часових витрат забезпечується автоматизацією найбільш трудомістких етапів синтезу ККМ, пов'язаних з проектуванням її логічної структури і побудовою математичних моделей, а також використанням менш трудомістких аналітичних методів розрахунку ІЧХ функціонування мережі. Зменшення вартості проектування пов'язано з скороченням термінів проектних робіт і використанням більш дешевих інструментальних засобів синтезу і аналізу ККМ.

У висновках сформульовані основні наукові і практичні результати дисертаційної роботи.

У додатках наведено документи про впровадження результатів роботи.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розроблена і науково обґрунтована нова інформаційна технологія побудови ККМ АСУ з урахуванням динаміки життєвого циклу, яка дозволяє одержувати оптимальні за критерієм “продуктивність/вартість” проектні рішення на всіх етапах побудови та модернізації мережі. Інформаційна технологія разом з розробленими інструментальними засобами дозволяє вирішити найважливіші стратегічні задачі побудови і розвитку мережі АСУ, пов'язані з програмуванням життєвого циклу, а також істотним скороченням часових і вартісних витрат на створення та модернізацію мережі АСУ протягом усього строку експлуатації.

Аналіз відомих інформаційних технологій побудови ККМ АСУ показує, що використовувані в них методи і інструментальні засоби не враховують динаміку розвитку системи протягом життєвого циклу, використовують для побудови мережі надлишкові типові структури і принципово не дозволяють одержувати оптимальних за критерієм “продуктивність/вартість” проектних рішень при створенні і модернізації мереж АСУ. Доведено доцільність розробки нової прогресивної інформаційної технології, яка враховує динаміку життєвого циклу ККМ АСУ і об'єднує на базі методології системного проектування послідовні методи синтезу і впровадження мережних структур, які забезпечують побудову оптимальних за критерієм “продуктивність/вартість” мереж АСУ.

З використанням методології системного проектування розроблені об'єктно-орієнтовані моделі мереж усіх рівнів ієрархії ККМ АСУ. Запропоновано метод об'єктної декомпозиції, який дозволяє представляти мережі довільної структури у вигляді множини інформаційно квазінезалежних об'єктів, що забезпечує вирішування задач побудови мережі на рівні складових її об'єктів (підмереж) відповідних класів.

Методами системного аналізу проведено дослідження параметрів архітектури мережі, що істотно впливають на продуктивність ККМ АСУ, у якості яких виділені використовувана мережна технологія і спосіб поділу моноканалу між абонентами мережі. Відповідно до такого підходу множину мережних структур кожного рівня ієрархії розбито на підкласи, еквівалентні по продуктивності, які упорядковані за критерієм “продуктивність/вартість”, що дозволяє істотно скоротити число аналізованих варіантів мережних структур до рівня їхніх підкласів у задачах спрямованого перебору при синтезі мереж АСУ.

Розроблено методологічні основи послідовної побудови мереж різного рівня ієрархії ККМ АСУ, які реалізують у формалізованому вигляді стратегію одержання оптимальних за критерієм “продуктивність/вартість” проектних рішень. На першому етапі, з використанням методу “гілок і границь”, проводиться вибір класу мережних структур, до якого належить оптимальна структура. На другому етапі з використанням методів побудови ланцюга мінімальної довжини, знаходження мінімальної розбивки графа, пошуку “центра мас” зваженого графа виконується синтез оптимальної мережної структури.

Розроблено аналітичні моделі функціонування управляючих мереж з детермінованим і випадковим методом доступу абонентів до моноканалу, які працюють за схемою “клієнт-сервіс”. Моделі описують функціонування управляючих мереж нижнього рівня АСУ, побудованих на базі відомих стандартних магістралей, і забезпечують істотне скорочення часу розрахунку їх імовірносно-часових характеристик (ІЧХ) в порівнянні з імітаційними моделями для мереж даного класу.

Розроблено аналітичні і імітаційні моделі функціонування мереж усіх рівнів ієрархії ККМ АСУ, які працюють за схемою “клієнт-сервер”. На відміну від відомих моделей, орієнтованих на “ідеальний” канал зв'язку, дані моделі враховують параметри фізичної структури мережі, які істотно впливають на швидкість передачі інформації: рівень помилок у фізичному каналі, розмір мережних буферів, величину тайм-ауту і дозволяють розраховувати, як середні значення, так і процентиль часу транзакції абонентів мережі. Отримано аналітичні моделі розрахунку граничних значень ІЧХ функціонування ККМ АСУ, які використовуються на початкових етапах синтезу з метою зменшення загальної трудомісткості знаходження оптимальних проектних рішень.

Проведено верифікацію аналітичних і імітаційних моделей функціонування мереж різних рівнів ієрархії ККМ АСУ методами натурних експериментів, яка показала, що похибка аналітичних моделей не перевищує 14%, а імітаційних - 8%. Це свідчить про адекватність розроблених моделей і дозволяє використовувати їх у задачах синтезу й аналізу ККМ АСУ.

Розроблено метод синтезу оптимального плану впровадження ККМ АСУ, що визначає для заданого обсягу інвестицій набір мережних засобів, які необхідно ввести в дію, щоб забезпечити оптимальне за критерієм “продуктивність/вартість” функціонування фрагмента мережі, який вводиться в експлуатацію. Метод використовує послідовну розрахункову схему динамічного програмування і дозволяє знаходити оптимальні проектні рішення з урахуванням розвитку мережі на всіх етапах життєвого циклу;

Розроблено структурні моделі стеків протоколів, які дозволяють формалізувати процедуру побудови мережного програмного забезпечення ККМ АСУ. Запропоновано двоетапний метод вибору оптимальних значень змінних параметрів стеків протоколів, які забезпечують максимальну продуктивність мережі. На першому етапі виконується розрахунок оптимального розміру інформаційного кадру. На другому, з урахуванням обраного розміру кадру, проводиться оптимізація величини тайм-ауту.

Розроблено систему активного моніторингу мережі, яка використовується як інструментальний засіб аналізу функціонування ККМ АСУ на етапах її впровадження. Система реалізує функції пасивного та активного моніторингу і дозволяє вирішувати весь комплекс задач по впровадженню і модернізації ККМ АСУ.

Розроблено систему моделювання характеристик функціонування ККМ, яка дозволяє автоматизувати всі етапи побудови мережі і призначена для використання в якості основного інструментального засобу проектування і розвитку мережі на всіх етапах життєвого циклу. Системи моделювання і активного моніторингу впроваджені як засоби адміністрування ККМ АСУ інформаційно-статистичного центру Одеської залізниці і мережі АСУ ЗАТ НВО “Харчопромавтоматика” м.Одеси.

Розроблено методику використання прогресивної інформаційної технології і інструментальних засобів побудови ККМ АСУ в динаміці її розвитку, яка дозволяє на кожнім етапі життєвого циклу мережі отримувати оптимальні за критерієм “продуктивність/вартість” проектні рішення. Застосування інформаційної технології забезпечує істотне скорочення часових (на 30-50%) і вартісних (на 40-60%) витрат на побудову ККМ АСУ. Технологія разом з інструментальними засобами використовувалася при створенні ряду мереж АСУ виробничих і науково-дослідних організацій, у тому числі інформаційно-статистичного центру Одеської залізниці, відділення ЗАТ НВО “Харчопромавтоматика”, ВАТ Одеський завод “Промзв'язок” ім. В.М. Комарова, НДІ “Шторм”.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ОПУБЛІКОВАНІ У НАСТУПНИХ РОБОТАХ:

1. Нестеренко С.А., Карпов С.Н. Малые локальные сети микроконтроллеров и М-ЭВМ - М., ЦНИИ “Электроника”. - 1987. - 64 с.

2. Гальперин М.П., Нестеренко С.А., Резник А.Э. Два способа обмена между системой однокристальных и одноплатных М-ЭВМ семейства “Электроника - С5” // Радиотехника. - 1984.- №6. - C. 14 - 19.

3. Малые локальные сети М-ЭВМ для гибких автоматических производств / Гальперин М.П., Маслеников Ю.А., Нестеренко С.А., Резник А.Э. // Автоматика и вычислительная техника. - 1984. - №5. - С. 42 - 45.

4. Эстафетный метод доступа для малой локальной сети / Дряпак А.Ф., Нестеренко С.А., Карпов С.Н., Резник А.Э. // Автоматика и вычислительная техника. - 1986. - №4. - С. 48 - 52.

5. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Микропроцессорная система проектирования и отладки микроконтроллеров // Микропроцессорные средства и системы. - 1990. - №4. - С. 52 - 53.

6. Нестеренко С.А., Фомин Д.А. Разработка моделей вычислительных сетей со случайным методом доступа // Радиоэлектроника и информатика. - 1997. - №1. - С. 80 - 82.

7. Нестеренко С.А.. Фомин Д.А. Комплекс программ анализа функционирования ЛВС // Труды Одесского политехнического университета. - 1996. - Вып.2. - С. 14 - 15.

8. Нестеренко С.А., Фомин Д.А., Шварц О.П. Система моделирования вероятностно-временных характеристик ЛВС SCAT // Труды Одесского политехнического университета. - 1997. - Вып.2. - С. 41 - 43.

9. Нестеренко С.А., Шварц О.П. Региональные сети ЛВС // Труды Одесского политехнического университета. - 1996. - Вып.2. - С. 15 - 17.

10. Нестеренко С.А., Фомин Д.А. Анализ методов моделирования локальных вычислительных сетей // Труды Одесского политехнического университета. - 1997. - Вып.2. - С. 44 - 48.

11. Методы повышения пропускной способности ЛВС передачи данных. С.А.Нестеренко, Д.А.Фомин, В.Ф.Шапо, О.П.Шварц // Автоматизация судовых технических средств. - 1997. - №2. - С. 116 - 120.

12. Нестеренко С.А., Проценко И.В., Шварц О.П. Расчет характеристик функционирования ЛВС подразделения управления АСУ с использованием САПР “MODLAN for Windows” // Труды Одесского политехнического университета. - 1999. - Вып.1. - С. 216 - 218.

13. Нестеренко С.А., Шапо В.Ф., Проценко И.В. Проблемы построения локальных вычислительных сетей для тренажерных комплексов // Труды Одесского политехнического университета. - 1999. - Вып.2. - С. 147 - 149.

14. Нестеренко С.А., Проценко И.В. Синтез математических моделей для расчета характеристик функционирования корпоративных вычислительных сетей // Труды Одесского политехнического университета. - 2000. - Вып.2. - С. 108 - 110.

15. Нестеренко С.А., Серегин С.Н. Распределенная система активного мониторинга // Труды Одесского политехнического университета. - 2002 - Вып.2. - С. 98 - 105.

16. Нестеренко С.А. Анализ пропускной способности стека протоколов // Труды Одесского политехнического университета. - 2002 - Вып.3. - С. 92- 94.

17. Нестеренко С.А. Модель расчета пропускной способности моноканала ЛВС // Вісник Черкаського державного технічного університету. - 2002. - №4. - С. 5 - 6.

18. Нестеренко С.А. Об одном методе расчета сетевых транзакций // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіо і телебачення). - 2002. № 2. - С. 81 - 83.

19. Нестеренко С.А. Аналитическая модель расчета сети с централизованным методом опроса абонентов // Вісник Черкаського державного технічного університету. - 2002. - №3. - С. 72 - 74.

20. Нестеренко С.А., Шапо В.Ф. Оптимизация пропускной способности ЛВС // Автоматизация судовых технических средств. - 2002. - №2. - С.101 - 105.

21. Нестеренко С.А. Расчет эффективной скорости передачи информации в локальной сети // Холодильная техника и технология. - 2002. - №3. - С.54 - 56.

22. Нестеренко С.А. Модель расчета процентиля времени транзакции абонентов малой локальной сети // Холодильная техника и технология. - 2002. - №4. - С. 71 - 73.

23. Нестеренко С.А. Модель расчета управляющей сети с централизованным методом доступа абонентов // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіо і телебачення). - 2002. - №4. - С. 78 - 80.

24. Нестеренко С.А. Аналитическая модель расчета малой локальной сети // Холодильная техника и технология. - 2002. - №5. - С. 66 - 67.

25. Нестеренко С.А. Оптимизация производительности локальной вычислительной сети распределенной системы управления // Електромашинобудування та електрообладнання. - 2002. - №58 - С. 100 - 103.

26. Нестеренко С.А., Кравцов В.А., Болгаров Д.В. Расчет оптимального плана развития корпоративной вычислительной сети // Труды Одесского политехнического университета. - 2003. - Вып.1. - С. 125 - 128.

27. Нестеренко С.А.. Синтез алгоритмической структуры вычислительной сети АСУТП предприятия // Електромашинобудування та електрообладнання. - 2002. - №59 - С. 93 - 95.

28. Нестеренко С.А., Гогунский В.Д. Синтез магистрали корпоративной вычислительной сети АСУ предприятия // Труды Одесского политехнического университета. - 2003. - Вып.1. - С. 128 - 131.

29. Нестеренко С.А., Гогунский В.Д. Модели и методы синтеза скоростной магистрали корпоративной вычислительной сети // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - 2003. - Вип.2, Т.1 . - С. 206 - 209.

30. Нестеренко С.А. Модель расчета сетевых транзакций абонентов ЛВС // Електромашинобудування та електрообладнання. - 2003. - №60 - С. 69 - 71.

31. Нестеренко С.А., Гогунский В.Д., Кравцов В.А. Технология динамического синтеза корпоративных вычислительных сетей АСУ // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - 2003. - Вип.2, Т.1 . - С. 203 - 206.

32. Нестеренко С.А., Кравцов В.А., Болгаров Д.В. Расчет транзакций абонентов локальной сети на базе коммутаторов // Труды Одесского политехнического университета. - 2003. - №2. - С. 68 - 70.

33. Нестеренко С.А. Анализ временних характеристик малой локальной сети // Холодильная техника и технология. - 2003. - №4. - С. 79 - 80.

34. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Декомпозиционный метод расчета вероятностно-временных характеристик функционирования КВС // Вестник Херсонского государственного технического университета.- 2003.- №3.- С. 326 - 328.

35. Нестеренко С.А., Резник А.Э. Последовательный канал коллективного пользования для мультимашинной системы на базе ОК М-ЭВМ // Тезисы докладов научно-технической конференции “Большие интегральные схемы и вычислительные системы”. - М., ЦНИИ “Электроника”. - 1982. - С. 9 - 11.

36. Нестеренко С.А., Резник А.Э. Малая локальная сеть как средство предварительной обработки информации в вычислительных сетях // Тезисы докладов 1-й Всесоюзной конференции “Локальные сети ЭВМ”. - Рига, 1984. - С. 120 - 121.

37. Нестеренко С.А. Локальная сеть управления микро-ЭВМ // Тезисы докладов 2-й Всесоюзной конференции “Локальные сети ЭВМ”. - Рига, 1996. - С. 124 - 125.

38. Нестеренко С.А., Карпов С.Н., Чернопольский А.Д. Архитектура малой локальной сети уровня ГПС // Тезисы докладов 3-й Всесоюзной конференции “Локальные сети ЭВМ'. - Рига, 1998. - С. 198 - 201.

39. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Гетерогенная локальная сеть персональных ЭВМ // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара “Локальные сети ЭВМ в системах обработки и управления”. - Ленинград, 1990. - С. 72 - 73.

40. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Малая локальная сеть контроля и диагностики // Тезисы докладов научно-технической конференции “Проблемы автоматизации контроля электронных устройств”. - Винница, 1990. - С. 49 - 51.

41. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Локальная сеть ПЭВМ // Тезисы докладов 1-й Международной конференции “Локальные вычислительные сети”. - Рига, 1996. - С. 114 - 115.

42. Нестеренко С.А., Зеленин В.В., Карпенко В.П. Коммуникационная сеть системы сбора и обработки информации // Тезисы докладов Всесоюзной конференции “Радиофизическая информатика”. - Москва, 1990. - С. 139 - 140.

43. Нестеренко С.А., Кравцов В.А., Бугров Л.С. Неоднородная локальная сеть персональных ЭВМ // Тезисы докладов Всесоюзной конференции “Радиофизическая информатика”. - Москва, 1990. - С. 141 - 142.

44. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Коммуникационная сеть для распределенных систем управления // Тезисы докладов Всесоюзной конференции “Микропроцессорные системы управления технологическими процессами”. - Одесса, 1990. - С. 3 - 5.

45. Нестеренко С.А., Данильченко А.В. Комплекс моделей методов доступа в ЛВС на основе замкнутых сетей массового обслуживания // Тезисы докладов Всесоюзной конференции “Микропроцессорные системы управления технологическими процессами”. - Одесса, 1990. - С.31 - 33.

46. Нестеренко С.А., Болгаров Д.В. Проектирование локальной сети масштаба предприятия // Труды 2-й Международной конференции “Современные информационные и электронные технологии”. - Одесса, 2001. - С. 157 - 158.

47. Нестеренко С.А., Шварц О.П. Использование интерсети на современном промышленном предприятии // Сборник трудов “Научные труды молодых ученых'. - Одесса, 1997. - С. 101 - 106.

48. Нестеренко С.А., Фомин Д.А. Распределенное имитационное моделирование дискретно-событийный динамических систем // Сборник трудов “Научные труды молодых ученых”. - Одесса, 1997. - С. 94 - 97.

49. Нестеренко С.А., Серегин С.В. Интранет-технология для корпоративных сетей // Сборник трудов “Экономика. Моделирование технических и общественных процессов”. - Одесса, 2000. - С. 137 - 140.

50. Нестеренко С.А., Шапо В.Ф. Оптимизация алгоритмической структуры локальной вычислительной сети // Сборник трудов Всероссийской конференции “Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении”. - Москва, 2002. - С. 312 - 314.

51. Нестеренко С.А., Болгаров Д.В. Методология динамического проектирования корпоративных вычислительных сетей // Труды 4-й Международной конференции “Современные информационные и электронные технологии”. - Одесса, 2003. - С. 97.

52. Нестеренко С.А., Гогунский В.Д. Информационная технология построения корпоративных компьютерных сетей АСУ предприятия // Материалы Х семинара “Моделирование в прикладных научных исследованиях”. - Одесса, 2003. - С. 14 - 16.

53. Нестеренко С.А., Кравцов В.А. Информационная технология динамического синтеза сетей АСУТП // Материалы Х Международной конференции по управлению “Автоматика, 2003”. - Севастополь, 2003. - Т.3. - С. 84 - 85.

54. Нестеренко С.А., Кулюкин В.А., Нестеренко С.А. Малая локальная сеть одноплатных микро-ЭВМ / Депонирована в НИИЭИР. - № 3-8287. - Серия АТ № 33. - 1988. - 4с.

АНОТАЦІЯ

Нестеренко С.А. Інформаційна технологія та інструментальні засоби побудови корпоративних комп'ютерних мереж АСУ в динаміці життєвого циклу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. Одеський національний політехнічний університет. Одеса, 2003.

Дисертація присвячена розробці інформаційної технології побудови корпоративних комп'ютерних мереж АСУ, яка враховує всі етапи та динаміку їхнього життєвого циклу і забезпечує прийняття на кожнім з етапів оптимальних за критерієм “продуктивність/вартість” проектних рішень. Для розв'язання даної задачі були розроблені математичні моделі, що відображають функціонування мереж, працюючих за схемою “клієнт-сервіс” і “клієнт-сервер”, методи послідовного синтезу мереж різного рівня ієрархії ККМ і методи вибору оптимального плану їхнього впровадження. Реалізовано інструментальні засоби синтезу і моніторингу ККМ. Розроблено методику використання інформаційної технології, інструментальних засобів синтезу і аналізу в задачах побудови мереж АСУ на всіх етапах життєвого циклу. Інформаційна технологія та інструментальні засоби використані при розробці ряду ККМ АСУ.

Ключові слова: корпоративна комп'ютерна мережа АСУ, математична модель мережі, інформаційна технологія побудови мережі, система моделювання мережі.

ANNOTATION

Nesterenko S.А. Information technology and instrumental tools of corporate computer networks for MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS construction in their life cycle dynamics. -- Manuscript.

Thesis for a doctor's degree in technical science, specialty 05.13.06 -- Automated control systems and progressive information technologies. The Odessa national polytechnical university. Odessa, 2003.

Thesis is devoted to development of information technology for construction the corporate computer networks (CCN) for MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS (MIS) taking into account all stages of their life cycle and providing on each of stages receiving optimum of the design projects by criterion "productivity/cost". For the decision of given task the mathematical models displaying functioning of networks based on discipline "client - service" and "client - server", methods of synthesis of subnetworks for a various level of CCN hierarchy and methods of the optimum plan choice for their installation were developed. The instrumental tools for synthesis and monitoring corporate computer networks are realized. The methodic of information technology and instrumental tools use in the tasks of a MIS network construction at all stages of their life cycle is developed. Information technology and instrumental tools are used for developing a number of corporate computer networks for MIS.

Keywords: MIS corporate computer network, mathematical model of a network, information technology of a network construction, network modeling system.

АННОТАЦИЯ

Нестеренко С. А. Информационная технология и инструментальные средства построения корпоративных компьютерных сетей АСУ в динамике жизненного цикла. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.06 - Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. Одесский национальный политехнический университет. Одесса, 2003.

Диссертация посвящена разработке информационной технологии и инструментальных средств построения корпоративных компьютерных сетей (ККС) АСУ с учетом динамики их жизненного цикла. Разработанная информационная технология построения ККС АСУ позволяет получать оптимальные по критерию “производительность/стоимость” проектные решения на всех этапах развития сети от проектирования и внедрения до модернизации в процессе эксплуатации. Для решения задач проектирования ККС АСУ используется объектно-ориентированный подход, позволяющий представить сеть в виде информационно квазинезависимых объектов (подсетей) соответствующих уровней иерархии. Анализ и синтез сети выполняется на уровне объектов, что позволяет существенно снизить трудоемкость и стоимость создания и модернизации ККС АСУ.

Разработаны методы последовательного синтеза сетевых структур различного уровня иерархии ККС, позволяющие в формализованном виде получать оптимальные по критерию “производительность/стоимость” проектные решения.

Для управляющих систем нижнего уровня АСУ разработаны математические модели, описывающие функционирование сетей, работающих по схеме “клиент-сервис”. Модели построены с использованием аппарата стохастических разомкнутых сетей массового обслуживания и позволяют в аналитическом виде рассчитывать вероятностно-временные характеристики (ВВХ) функционирования управляющих сетей на базе известных стандартных магистралей данного уровня.

Для сетей верхних уровней иерархии ККС АСУ, работающих по схеме “клиент-сервер”, с использованием метода анализа средних значений получены аналитические зависимости, описывающие ВВХ функционирования сетей данного класса. В качестве концептуальной основы моделирования систем данного уровня используются стохастические замкнутые сети массового обслуживания.

Для реализации фазы внедрения ККС АСУ разработан метод синтеза оптимального плана введения сети в эксплуатацию. Метод использует расчетную схему динамического программирования и позволяет находить оптимальные проектные решения с учетом динамики развития сети на всех этапах ее жизненного цикла.

Разработаны модели стеков протоколов, позволяющие формализовать процедуру синтеза сетевого программного обеспечения ККС АСУ. Предложен двухэтапный метод выбора оптимальных значений варьируемых параметров стеков протоколов. На первом этапе выполняется расчет оптимального размера передаваемого кадра. На втором - с учетом выбранного размера кадра проводится оптимизация величины тайм-аута.

Для практической реализации информационной технологии разработаны инструментальные средства анализа и синтеза ККС АСУ. Комплекс средств активного мониторинга сети предназначен для использования в качестве инструментальных средств анализа функционирования ККС АСУ на этапах ее внедрения. Комплекс содержит набор программ генерации сетевой нагрузки и измерительных мониторов, работающих в среде стеков протоколов SPX/IPX и TCP/IP. Система моделирования характеристик функционирования ККС позволяет автоматизировать все этапы синтеза и расчета оптимального плана внедрения сети, и предназначена для использования в качестве основного инструментального средства проектирования ККС АСУ на всех этапах ее жизненного цикла.

Разработана методика использования информационной технологии построения ККС АСУ в динамике ее развития, которая позволяет с использованием разработанных инструментальных средств получать оптимальные по критерию “производительность/стоимость” проектные решения для всех этапов жизненного цикла сети АСУ.

Ключевые слова: корпоративная компьютерная сеть АСУ, математическая модель сети, информационная технология построения сети, система моделирования сети.

Размещено на Allbest.ru

...