Построение модели вычислительной сети для её применения в процессе поддержки работоспособности сети

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Орловский государственный технический университет, г. Орёл

Построение модели вычислительной сети для её применения в процессе поддержки работоспособности сети

Лысков О.Э. Ассистент кафедры «Информационные системы»,

Фролов А.И.

Annotatіon

This article gives the model of the construction of network, utilized for the support of the correct functioning of the computer network

Современные корпоративные сети представляют собой сложные распределённые системы. Обслуживающему персоналу необходимо постоянно поддерживать сеть в режиме штатного функционирования. Это достигается путём изменения структуры сети или применения систем, управляющих работой сетей, функционирующих некорректно. Воздействия на проблемные участки сетей представлены комплексами организационно-технических мероприятий.

Для формирования методик локализации проблемы в сети и выявления обоснованного комплекса организационно-технических мероприятий необходимо наличие модели сети.

Предложим способ описания структуры сети.

Корпоративная сеть может иметь очень сложную структуру и располагаться за пределами одного здания. Организация взаимодействия между устройствами в сети также является сложной задачей. Как известно, для решения сложных задач используется универсальный прием - декомпозиция, то есть разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач-модулей [3]. Декомпозиция часто сопровождает проведение комплексного анализа сложных систем, используется в процессе обслуживания сети, а также локализации сбоев в работе сети.

В процессе декомпозиции выделяются составляющие сети с точки зрения различных уровней её представления, проводится классификация объектов каждого уровня. Это позволит в дальнейшем описать способ проектирования структуры сети.

Используем многоуровневый подход к проектированию сети [2]. Он состоит в разделении достаточно сложной задачи проектирования на ряд меньших и легче решаемых задач. В нашем случае сеть разбивается на отдельные, связанные уровни. Каждый полученный уровень структуры сети решает свой собственный набор задач. Узлы самого нижнего уровня, до которого будет производиться декомпозиция, предназначены для приёма, хранения данных и передачи их в сети, и они способны объединяться по определённым правилам в узлы более высокого уровня.

В работе под сетью подразумевается совокупность соединённых сетевых элементов: сетевого оборудования, узлов оконечного оборудования, которые соединены посредством линий связи в виде каналов и магистралей.

Существующая корпоративная сеть представляется в виде графа. Узел графа - составляющая сети. Дуга - линии связи, соединяющие составляющие сети. Узлы могут быть оконечными и связующими.

Сеть можно представить как совокупность составляющих определённого уровня представления. Составляющая сети - объект, свойства которого являются контролируемыми признаками на конкретном уровне представления.

Используя многоуровневый подход при декомпозиции сети, можно выделить три уровня представления структуры сети: магистральный, распределительный, уровень доступа [1].

На магистральном уровне сеть представлена совокупностью локальных подсетей, объединённых системой магистралей и маршрутизаторов. Данная структура изображена на рисунке 1:

Рисунок 1 Составляющие сети на магистральном уровне представления

На распределительном уровне каждая локальная подсеть представлена совокупностью сетевых сегментов, объединённых системой каналов передачи данных и коммутаторов. Данная структура изображена на рисунке 2:

сеть данные коммутатор работоспособность

Рисунок 2 Составляющие локальной подсети на распределительном уровне представления

На уровне доставки сетевой сегмент представлен одним или несколькими экземплярами оконечного оборудования, а также концентраторами, объединёнными системой каналов передачи данных. Эта структура изображена на рисунке 3:

Рисунок 3 Составляющие сетевого сегмента на уровне доступа

Унифицированная структура сети представлена на рисунке 4.

Основываясь на данном подходе к структуризации сети, предложим модель описания структуры сети.

В целях формализации представления сети и разработки методики локализации проблемы необходимо разработать модель представления сети. В предыдущем параграфе базовой формой отображения структуры сети были выбраны графы. Для задач анализа сетей, формирования представления сети воспользуемся понятиями теории множеств.

Рисунок 4 Унифицированная структура сети

Каждый уровень абстракции представления сети характеризуется тремя группами элементов, связанных между собой: оконечные элементы, каналы и промежуточные устройства. Опираясь на общую структуру сети, изображённую на рисунке 4, представим сеть N в виде «тройки»:

L - множество локальных подсетей;

R - множество маршрутизаторов;

M - множество отрезков магистралей.

Таким образом, вычислительную сеть можно описать так:

N = {L, R, M}. (1)

Локальную подсеть L можно представить в виде следующих составляющих:

S - множество сетевых сегментов;

Sw - множество коммутаторов;

Cn - множество линий связи, соединяющих элементы множеств S и Sw.

Таким образом, сетевой сегмент можно описать так:

L=(S, Sw, Cn). (2)

Сетевой сегмент S можно представить в виде следующих составляющих:

E - множество экземпляров оконечного оборудования;

H - множество концентраторов;

Cs- множество линий связи, соединяющих элементы множеств E и H.

Таким образом, сетевой сегмент можно описать так:

S=(E, H, Cs). (3)

Схема поуровневой детализации компонентов сети представлена на рисунке:

Рисунок 5 Схема поуровневой детализации компонентов сети

Из рисунка видно, что в процессе локализации объекта некорректного функционирования сети часть составляющих сети способна детализироваться. Составляющие сети можно подразделить на две группы: детализируемые (DC) и недетализируемые (NC). Недетализируемые составляющие, в свою очередь, делятся на промежуточные устройства (TD) и каналы (С). Таким образом, схема сети на каждом уровне абстракции (Lv) представлена в виде тройки:

Lvi={DCi, REi, Ci}, (4)

где Lvi - схема сети на i-м уровне абстракции.

При анализе недетализируемых составляющих сети определённого уровня представления исследуются их контролируемые признаки и составляется отчёт о несоответствии признаков ограничениям желаемыми параметрами. При анализе детализируемых составляющих при нахождении несоответствий составляющая детализируется с последующим анализом признаков каждой получившейся составляющей более низкого уровня представления.

На рисунке 5 детализированные составляющие заключены в прямоугольник той же ширины, что и объединяющая их детализируемая составляющая более высокого уровня представления.

К детализируемым составляющим сети относятся составляющие, принадлежащие множествам L и S. Составляющие, принадлежащие всем остальным из перечисленных множеств, описывающих структуру сети в формулах 1 - 3, являются недетализируемыми.

Представленная модель вычислительной сети позволяет в полной мере описать её структуру, учитывая иерархичность её представления. Модель была применена для создании методики локализации объекта, вызывающего некорректное функционирование сети, а также методики формирования и выбора обоснованного множества организационно-технических мероприятий по модернизации сети

Литература

1. Программа сетевой академии CISCO CCNA 3 и 4. Вспомогательное руководство. [Текст]: [пер с англ.] - М. : ООО «И.Д. Вильямс», 2007. - 994 с. : ил.

2. Лысков, О.Э. Методы оснащения предприятий вычислительной техникой и телекоммуникационными услугами [Текст] / О.Э. Лысков // Известия ОрёлГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии». - 2007. - №4/268(535). - С. 160 - 166.

3. Олифер, Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст]: учебник для вузов. 1-е издание / Н. А. Олифер, В.Г. Олифер.- СПб.: Питер, 2002. - 672 с.

Размещено на Allbest.ru