Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат наук Перепелкин, Дмитрий Александрович

• Перепелкин, Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Перепелкин, Дмитрий Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОГРАММНО - КОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЕЙ (ПКС)

1.1 Основные предпосылки к появлению ПКС и особенности их эволюции

1.1.1 Сильные и слабые стороны ранних конфигурируемых сетей

1.1.2 Переход к парадигме ПКС

1.1.3 Появление современных ПКС

1.2 Парадигма и приложения ПКС

1.2.1 Архитектура и основные конструктивные блоки ПКС

1.2.2 Интерфейсы программирования ПКС

1.2.2.1 Южный API-интерфейс контроллера ПКС

1.2.2.2 Северный API-интерфейс контроллера ПКС

1.2.3 Особенности коммутаторов ПКС

1.2.4 Особенности контроллеров ПКС

1.2.4.1 Централизация управления в ПКС

1.2.4.2 Обзор контроллеров ПКС на основе

протокола OpenFlow

1.3 Влияние ПКС на научную и производственную сферу

1.3.1 Обзор попыток стандартизации ПКС

1.3.2 ПКС в промышленности в России и в мире

1.3.3 Перспективы развития ПКС

1.4 Параметры качества сетевых сервисов

1.4.1 Классы качества сетевых сервисов

1.4.2 Классификация сетевых механизмов качества сервиса

1.5 Архитектуры качества сетевых сервисов

1.5.1 Архитектура ШЗегу

1.5.2 Архитектура DiffSeгv

1.6 Основные возможности протокола OpenFlow

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ МАРШРУТИЗАЦИИ В ПКС____110

2.1 Цели и задачи маршрутизации в ПКС

2.2 Методы маршрутизации в ПКС

2.3 Критерии и метрики качества сетевых сервисов

2.4 Алгоритмы адаптивной маршрутизации в ПКС

2.4.1 Алгоритм Дейкстры

2.4.2 Алгоритм Йена

2.5 Алгоритмы многопутевой QoS-маршрутизации в ПКС

2.5.1 MCP QoS-маршрутизация

2.5.2 MCOP QoS-маршрутизация

2.5.3 CSP QoS-маршрутизация

2.5.3.1 Упрощенная задача CSP QoS-маршрутизации

2.5.3.2 Двойственная задача CSP QoS-маршрутизации

2.5.4 LARAC QoS-маршрутизация

2.6 Алгоритмы сегментации структур ПКС для адаптивной маршрутизации

2.6.1 Алгоритм бинарного деления

2.6.2 «Жадный» алгоритм сегментации

2.6.3 Алгоритм Гирвана - Ньюмана

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 3 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АДАПТИВНОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ В ПКС

3.1 Метод и алгоритм парных переходов в ПКС

3.2 Метод и алгоритм парных переходов в условии динамических подключений узлов и каналов связи ПКС

3.3 Метод и алгоритм парных переходов в условии динамических

отказов узлов и каналов связи ПКС

3.4 Метод и алгоритм парных перестановок маршрутов в ПКС

3.5 Метод и алгоритм сегментации структур ПКС

для адаптивной маршрутизации

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 4 МЕТОД И АЛГОРИТМ БАЛАНСИРОВКИ ПОТОКОВ ДАННЫХ В ПКС С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ КАЧЕСТВА СЕТЕВЫХ СЕРВИСОВ

4.1 Концептуальная модель и метод балансировки потоков данных

в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов

4.2 Алгоритм балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением

качества сетевых сервисов

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 5 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АДАПТИВНОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ И БАЛАНСИРОВКИ ПОТОКОВ ДАННЫХ

В ПКС С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ КАЧЕСТВА СЕТЕВЫХ СЕРВИСОВ

5.1 Программная инфраструктура распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow

5.1.1 Пользовательский интерфейс

5.1.2 Графический редактор

5.1.3 Дополнительные настройки визуальной среды

5.1.4 Управление проектом

5.1.5 Генератор сценариев на языке Python для запуска

топологии в MiniNet

5.1.6 Модуль визуализации результатов работы контроллера ПКС

5.1.7 Виртуальная среда и эмулятор MiniNet

5.2 Программное обеспечение адаптивной маршрутизации в ПКС

5.2.1 Исследование алгоритма Дейкстры в ПКС

5.2.2 Исследование комбинированного алгоритма Дейкстры

и сегментации в ПКС

5.2.3 Исследование алгоритма Йена в ПКС

5.2.4 Исследование комбинированного алгоритма Йена и сегментации в ПКС

5.2.5 Исследование алгоритма парных переходов в ПКС

5.2.6 Исследование комбинированного алгоритма парных переходов и сегментации в ПКС

5.2.7 Анализ результатов работы алгоритмов адаптивной маршрутизации в ПКС

5.3 Программное обеспечение балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов

5.3.1 Исследование алгоритма Йена с модулем ТЕ и алгоритма балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов

5.3.2 Анализ результатов работы алгоритмов балансировки

потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов

Основные результаты и выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Копии актов о внедрении

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Копии свидетельств о регистрации программ

для ЭВМ в РОСПАТЕНТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Копии наград и отраслевых сертификатов

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Основные термины протокола OpenFlow

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Листинг программного обеспечения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы и ее значимость. Развитие современных компьютерных сетей (КС) сопровождается непрерывной сменой сетевых технологий, направленной на повышение быстродействия и надежности сетей, возможностей интегрированной передачи данных, голоса и видеоинформации. Обеспечение высокоскоростного и надежного обмена информацией между узлами КС при жестких требованиях к задержкам передачи информации в условиях возможных всплесков трафика в каналах связи является одной из важнейших проблем. Для повышения качества сетевых сервисов (Quality of Service, QoS) необходимо использовать эффективные модели и алгоритмы адаптивной маршрутизации, которые непосредственно влияют на значения ключевых QoS-параметров: пропускной способности, средней задержки передачи, джиттера, значения отклонения от длины оптимального маршрута. Особую важность имеет эффективная маршрутизация пакетов данных в условиях динамических подключений и отказов отдельных элементов сети, всплесков трафика и локальных перегрузок. В связи с этим особое значение приобретают подходы по внедрению и поддержке решений быстрой перемаршрутизации и балансировки нагрузки, использованию композитных метрик линий связи, максимально учитывающих численные значения различных QoS-параметров, а также обеспечению масштабируемости маршрутных решений, т. е. способности сохранить в заданных пределах свою эффективность в условиях роста территориальной распределенности сети связи, числа и типов обслуживаемых трафиков пользователей.

Традиционная архитектура КС требует больших ресурсов для обеспечения потребностей по передаче растущих объемов трафика для большого числа устройств. Принципы, положенные в основу классической архитектуры, позволили обеспечить функционирование сетей в условиях ограниченной пропускной способности каналов связи и ненадежных соединений. Основным ограничением существующих КС является неполная совместимость сетевых решений и зависимость от производителя телекоммуникационного оборудования. Развитие в последнее время технологии программно-конфигурируемых сетей (ПКС) по-

зволяет устранить данные ограничения и обеспечить гибкость в управлении потоками данных за счет разделения плоскости управления и передачи данных. Основная идея ПКС состоит в том, чтобы, не изменяя существующего сетевого оборудования отделить управление маршрутизаторами и коммутаторами за счет создания специального программного обеспечения, которое находится под контролем администратора сети. Внедрение ПКС упрощает сетевые элементы плоскости передачи данных за счет логической централизации управления сетью. Концепция ПКС позволяет выполнить переход от отдельных сетевых элементов и сети, к платформам в целом. Управление сетевыми потоками происходит с помощью приложений, которыми можно оптимизировать потоки, чтобы найти оптимальный маршрут, а также сконфигурировать сеть для максимального использования связей и числа пользователей. Архитектура ПКС состоит из множества программных приложений и аппаратных коммутаторов, подключенных к общему контроллеру, реализованных в виде обычного сервера со специальным программным обеспечением. Для управления потоками данных между сетевыми устройствами и контроллером применяется протокол OpenFlow. OpenFlow представляет собой интерфейс, который соединяет коммутаторы ПКС с управляющим контроллером. С помощью этого интерфейса контроллер осуществляет конфигурацию и управление коммутаторами, получает от него отчеты и отправляет ему пакеты данных. Технология ПКС дала мощный толчок к разработке новых и развитию существующих методов управления потоками данных в КС, внедрению новых алгоритмов адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных.

В ПКС загрузка и пропускная способность каналов связи динамически меняются, что, в свою очередь, может приводить к относительно частой рассылке информации о ситуации в сети между контроллером и коммутаторами ПКС. Применение и использование современных протоколов и алгоритмов адаптивной маршрутизации в ПКС в этом случае оказывается неэффективным. Изменения характеристик каналов связи, модификация структуры сети, включение в нее новых узлов и линий связи приводят к полному пересчету таблиц коммута-

ции потоков данных. Разработка новых, более эффективных моделей, методов, алгоритмов и программного обеспечения адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных позволяет повысить быстродействие и надежность ПКС и обеспечить требуемое качество сетевых сервисов. Под адаптивной ускоренной маршрутизацией понимается метод поиска оптимальных маршрутов для передачи пакетов данных от узла-отправителя к узлу-получателю в условиях динамически изменяющейся структуры сети и параметров каналов связи, позволяющий сократить трудоемкость построения таблиц коммутации потоков данных путем частичного изменения дерева оптимальных маршрутов за счет использования дополнительной информации о конфигурации и параметрах ПКС.

В ПКС имеет место прямая зависимость производительности сети от производительности центрального контроллера сети и количества коммутаторов, обрабатывающих межсетевой трафик. На практике из-за высокой загруженности контроллера ПКС и частого обновления информации об изменениях в сети получить действительно оптимальный маршрут передачи данных довольно сложно. Большинство ПКС использует при выборе маршрута передачи критерий минимальной задержки передачи или максимальной пропускной способности канала связи. Отечественные и зарубежные ПКС не используют алгоритмов маршрутизации, которые прогнозируют поведение сети и дополнительно рассчитывают информацию о возможных динамических изменениях в структуре и на линиях связи ПКС. В то же время выбор маршрута, учитывающий динамику ПКС, может улучшить пропускную способность каналов, среднюю задержку передачи и ее вариацию, обеспечить необходимый уровень качества сервиса для сетевых приложений.

Задача создания гибкой и быстро перепрограммируемой сетевой инфраструктуры является актуальной и может быть решена на основе разработки специализированного математического и программного обеспечения адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов. Актуальность темы диссертации подтверждается

тем, что она выполнялась при финансовой поддержки грантов Президента РФ для молодых российских ученых - кандидатов наук МК-819.2014.9 «Разработка и развитие моделей, алгоритмов и технологии динамического управления маршрутами передачи данных программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей» (2014-2015) и МК-6016.2016.9 «Разработка и развитие методов, алгоритмов и технологии динамического управления сетевыми ресурсами и потоками данных в программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетях на основе виртуализации сетевых функций» (2016-2017), гранта РФФИ № 16-47-620300 р_а «Разработка и развитие моделей, методов и алгоритмов многопутевой адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных программно-конфигурируемых компьютерных сетей с обеспечением качества обслуживания сетевых сервисов» (2016-2018) и гранта Фонда содействия инновациям по программе «СТАРТ» № 1586ГС1/24270 «Разработка комплекса программных приложений виртуализации сетевой инфраструктуры и сетевых сервисов IT-компаний» (2016-2018).

Научные результаты диссертационной работы отмечены на региональном и всероссийской уровне различными наградами: дипломом и премией Губернатора Рязанской области № 18 молодым ученым и специалистам в области науки и инноваций за высокие результаты в научно-исследовательской и инновационной деятельности (2013 г.), дипломом за 2 место в номинации «Молодой ученый года» среди молодых ученый и специалистов по направлению физико-технические науки (2014 г.), почетным знаком Губернатора Рязанской области «За усердие» (2014 г.), сертификатом эксперта Российской академии наук (РАН) № 2016-01-7830-0299 (2016 г.).

Современное состояние исследований в данной области. Проблемами совершенствования методов и алгоритмов маршрутизации в КС занимались такие ученые, как D.P. Bertsekas [155], Д. Филипс [150], А. Гарсиа-Диас [150], P. Gupta [175], А.Б. Гольдштейн [21-23], Б.С. Гольдштейн [23], О.Я. Кравец [70], Д.В. Куракин [73-74], И.П. Норенков [99], В.А. Трудоношин [99], S. Floyd [207], L.R. Ford [167], D.R. Fulkerson [166, 167] и другие. Задачу нахождения

кратчайших путей в транспортной системе рассматривали в своих трудах ученые E.W. Dijkstra [164], R. Bellman [154], Г. Габов, С. Гудман [26], В.А. Евстигнеев [27-29], В.Н. Касьянов [27-29], Р. Седжвик [138], Р.Э. Тарьян [144], S. Floyd [207], L.R. Ford [167], D.R. Fulkerson [166, 167]. Подробное описание методов поиска кратчайших путей можно найти в работах Т. Кормена, Ч. Лейзерсона и Р. Ривеста [52]. Заметный вклад в разработку методов и алгоритмов управления многопотоковым трафиком в КС внесли В.М. Вишневский [14-16, 31], Г.П. Захаров [33-35], В.П. Корячко [54-68, 183-193], А.П. Шибанов [37, 55, 151], P. Merindol [199-201], В.В. Поповский [135], А.В. Лемешко [76-77, 135, 195], В.В. Кореньков [1-4, 48-50, 170-171], Я.А. Коган [47], В.И. Борисов [8] и многие другие ученые. Вопросы разработки и развития технологии ПКС изложены в работах N. McKeown [165, 177, 198, 217, 240-241], T. Anderson [198], G. Parulkar [165, 194, 198, 217], L. Peterson [198], J. Rexford [166, 198]. Результаты разработки и исследования сетевых операционных систем (СОС) для ПКС отражены в работах M. Casado [159-160], S. Shenker [198, 218], A. Tavakoli, T. Koponen [181]. Развитие методов и алгоритмов управления потоками данных с обеспечением качества сервиса в ПКС подробно рассматривается в работах Р.Л. Смелянского [5, 12-13, 32, 139, 222-223, 233, 239], В.Н. Тарасова [89-90, 131, 142-143], Н.Ф. Бахаревой [130, 132-133, 143], В.Г. Карташевского [9-10, 18, 39-41, 92], В.А. Соколова [182, 224-225], Ю.Л. Леохина [17, 78-87, 196], H. Egilmez [179], Ian F. Akyildiz [152], Pu Wang и Min Luo [197].

Цель диссертационной работы состоит в повышении эффективности и надежности процессов обработки и передачи потоков данных в программно-конфигурируемых компьютерных сетях за счет разработки новых моделей, методов, алгоритмов и программного обеспечения адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных с обеспечением качества сетевых сервисов, обеспечивающих сокращение вычислительной сложности построения таблиц коммутации потоков данных в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети, возникающих из-за изменения нагрузки и реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1 Выполнить анализ целей и задач маршрутизации в ПКС. Провести исследование существующих алгоритмов адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных с обеспечением качества сетевых сервисов, применяемых в ПКС, чтобы выявить достоинства, недостатки и область их применения.

2 Разработать концептуальную модель процесса обработки и передачи потоков данных в ПКС в виде задачи поиска дерева оптимальных маршрутов, с использованием метрик каналов связи с учетом динамических изменений, возникающих из-за вариации нагрузки и пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования.

3 Разработать методы и алгоритмы определения оптимальных маршрутов в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети с учетом информации о возможных парных переходах и перестановках маршрутов, которые позволят уменьшить вычислительную сложность построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с имеющимися аналогами.

4 Разработать метод и алгоритм сегментации структур ПКС на основе протокола OpenFlow с учетом информации о структуре базовой сети и связности каналов связи, которые позволят уменьшить вычислительную сложность построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами при решении задачи адаптивной маршрутизации.

5 Разработать концептуальную модель и эффективный метод и алгоритм балансировки потоков данных в ПКС, которые позволят повысить быстродействие, эффективность и надежность процессов обработки и передачи потоков данных, а также обеспечат требуемое качество сетевых сервисов по сравнению с известными аналогами.

6 Разработать программную инфраструктуру и визуальную среду для глобально распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow, которая позволит повысить эффективность и надежность

функционирования ПКС, а также обеспечит требуемое качество сетевых сервисов.

7 Разработать программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных, сегментации структур ПКС для организации параллельной и распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов.

Объектом диссертационного исследования являются ПКС и методы управления потоками данных в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети.

Предметом исследования являются модели, методы, алгоритмы и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что впервые разработаны эффективные модели, методы, алгоритмы и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети, которые позволяют получить меньшую вычислительную сложность [О(Л^) и 0(И) соответственно, где N - число узлов или коммутаторов ПКС] построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами и обеспечить требуемое качество сетевых сервисов. Научная новизна сформулирована в положениях, изложенных ниже:

1 Концептуальная модель процесса обработки и передачи потоков данных в ПКС в виде задачи поиска дерева оптимальных маршрутов с использованием метрик каналов связи с учетом динамических изменений, возникающих из-за вариации нагрузки и пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования.

2 Метод и алгоритм парных переходов в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети, позволяющие получить меньшую вычислительную сложность

где N - число узлов или коммутаторов ПКС, k - число парных переходов] по-

строения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами.

3 Метод и алгоритм парных перестановок маршрутов в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи, позволяющие получить меньшую вычислительную сложность 0(№) построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами.

4 Эффективный метод и алгоритм сегментации структур ПКС на основе протокола OpenFlow с учетом данных о структуре базовой сети и связности каналов связи, позволяющие получить меньшую вычислительную сложность построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами при решении задачи адаптивной маршрутизации.

5 Концептуальная модель, эффективный метод и алгоритм балансировки

потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow с вычислительной слож-

2

ностью позволяющие повысить быстродействие, эффективность и на-

дежность процессов обработки и передачи потоков данных, а также обеспечить требуемое качество сетевых сервисов по сравнению с известными аналогами.

6 Программная инфраструктура и визуальная среда для глобально распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow, позволяющая повысить эффективность и надежность функционирования ПКС, а также обеспечить требуемое качество сетевых сервисов.

7 Программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных, сегментации структур ПКС для организации параллельной и распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработанные в диссертационной работе алгоритмы адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных с обеспечением качества сетевых сервисов предназначены для применения в ПКС и реализованы в виде программных приложений для контроллера ПКС.

Алгоритм адаптивной маршрутизации позволяет уменьшить размерность задачи нахождения оптимальных маршрутов и сократить вычислительную сложность решения задачи поиска кратчайших путей с учетом динамических изменений метрик каналов связи и структуры ПКС на основе информации о возможных парных переходах. Алгоритм парных перестановок маршрутов предназначен для поиска оптимальных маршрутов с учетом динамических изменений метрик каналов связи и структуры ПКС, который целесообразно применять в сравнительно больших ПКС с относительно редкими изменениями значения метрик каналов связи при необходимости получения актуального дерева оптимальных маршрутов за время, линейно зависящее от количества коммутаторов в ПКС. Алгоритм сегментации структур ПКС учитывает структуру базовой сети и связность каналов связи и позволяет получить оптимальные структуры меньшей размерности, а также сократить вычислительную сложность построения таблиц коммутации потоков при решении задачи адаптивной маршрутизации. Алгоритм балансировки потоков данных позволяет повысить быстродействие и надежность передачи данных в ПКС и обеспечить требуемое качество сервиса с учетом различных QoS-показателей и QoS-метрик.

Методы исследования. Разработка и исследование проводились на основе теории графов, теории множеств, теории алгоритмов, теории матриц, методов компьютерного моделирования и технологии объектно-ориентированного программирования. Для практической проверки работоспособности предложенных моделей, методов и алгоритмов использовалось разработанное программное обеспечение.

В рамках диссертационной работы разработана программная инфраструктура и визуальная среда SDNTopology для глобально распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow, реализующая разработанные алгоритмы адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных с обеспечением качества сетевых сервисов. Данная программная инфраструктура предназначена для создания и проектирования топологий и маршрутов передачи данных ПКС на основе протокола OpenFlow и последую-

щего запуска в эмуляторе MiniNet. Визуальная среда SDNTopology доступна на платформах Linux и Windows и включает ряд полезных и ключевых особенностей:

1) графический редактор;

2) генератор сценариев на языке Python для запуска топологии в MiniNet;

3) модуль визуализации результатов работы ПКС контроллера;

4) возможность загрузки и сохранения проектов;

5) панели быстрого доступа;

6) набор горячих клавиш.

Разработанные программные средства предназначены для выполнения следующих функций:

1) создание и визуальное проектирование графовых моделей ПКС;

2) поиск оптимальных маршрутов с использованием алгоритмов адаптивной одноадресной маршрутизации (unicast routing) и многоадресной маршрутизации (multicast routing);

3) проведение экспериментов по изменению метрик каналов связи и параметров ПКС (пропускной способности, задержки передачи, проценту потерь пакетов), по подключению и отказу узлов и каналов связи с последующим построением дерева оптимальных маршрутов;

4) проведение экспериментов по сегментации структур ПКС для адаптивной маршрутизации;

5) балансировка потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов на основе различных QoS-показателей и QoS-метрик;

6) экспорт данных в среду MiniNet;

7) оценка трудоемкости разработанных алгоритмов.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие результаты диссертационной работы:

1 Концептуальная модель процесса обработки и передачи потоков данных в ПКС в виде задачи поиска дерева оптимальных маршрутов с использованием метрик каналов связи с учетом динамических изменений, возникающих из-за

вариации нагрузки и пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования.

2 Метод и алгоритм парных переходов в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи и структуры сети, позволяющие получить меньшую вычислительную сложность О^Щ) построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами.

3 Метод и алгоритм парных перестановок маршрутов в ПКС на основе протокола OpenFlow в условии динамических изменений метрик каналов связи, позволяющий получить меньшую вычислительную сложность О(Щ) построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами.

4 Метод и алгоритм сегментации структур ПКС на основе протокола OpenFlow с учетом данных о структуре базовой сети и связности каналов связи, позволяющие получить меньшую вычислительную сложность построения таблиц коммутации потоков данных по сравнению с известными аналогами при решении задачи адаптивной маршрутизации.

5 Концептуальная модель, эффективный метод и алгоритм балансировки

потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow с вычислительной слож-

2

ностью позволяющий повысить быстродействие, эффективность и на-

дежность процессов обработки и передачи потоков данных, а также обеспечить требуемое качество сетевых сервисов по сравнению с известными аналогами.

6 Программная инфраструктура и визуальная среда для глобально распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС на основе протокола OpenFlow, позволяющая повысить эффективность и надежность функционирования ПКС, а также обеспечить требуемое качество сетевых сервисов.

7 Программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных, сегментации структур ПКС для организации параллельной и распределенной обработки и передачи потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов.

Соответствие паспорту специальности. Проблематика, исследованная в диссертации, соответствует специальности 05.13.11 - «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей». Согласно формуле специальности 05.13.11 - это специальность, занимающаяся проблемами создания и сопровождения программных средств для повышения эффективности и надежности процессов обработки и передачи данных и знаний в вычислительных машинах, комплексах и компьютерных сетях. Проблематика диссертации соответствует областям исследований: п.3. Модели, методы, алгоритмы, языки и программные инструменты для организации взаимодействия программ и программных систем; п.8. Модели и методы создания программ и программных систем для параллельной и распределенной обработки данных, языки и инструментальные средства параллельного программирования; п.9. Модели, методы, алгоритмы и программная инфраструктура для организации глобально распределенной обработки данных.

Степень достоверности. Достоверность научных положений и практических результатов, изложенных в диссертационной работе, подтверждена:

- математическими обоснованиями и доказательствами, корректным использованием теоретических выводов, компьютерным моделированием, а также сравнением полученных результатов с рассчитанными параметрами;

- экспериментальными данными, полученными с привлечением результатов исследований и научных положений, разработанных автором;

- разработкой действующего программного обеспечения адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в ПКС с обеспечением качества сетевых сервисов, подтвержденного соответствующими свидетельствами о регистрации программы для ЭВМ в РОСПАТЕНТ (ФГУ «ФИПС»);

- наличием актов внедрения результатов диссертационной работы.

Реализация и внедрение результатов диссертационной работы. Исследования по тематике диссертационной работы проводились в рамках фундаментальных и прикладных исследований, проводимых в ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет» по НИР 34-09Г

«Доработка и апробация компоненты организационно-методической и информационной поддержки системы качества деятельности образовательного учреждения, ориентированных на кадровое обеспечение высокотехнологичной отрасли экономики» (исполнитель, 2010-2012), НИР 15-09Г «Разработка и развитие моделей, методов и технологии создания открытой информационно-образовательной среды для дистанционной подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов в области создания ИПИ (CALS) и CASE технологий» (исполнитель, 2009-2011), НИР 1-12Г «Разработка и создание интеллектуального автоматизированного комплекса управления ресурсами в динамических информационно-телекоммуникационных системах» (ответственный исполнитель, 2011-2012), НИР 2-14Г «Разработка и развитие моделей, алгоритмов и технологии динамического управления маршрутами передачи данных программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей» по гранту Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых -кандидатов наук МК-819.2014.9 (руководитель, 2014-2015), НИР 9-14Г «Разработка методов и прорывных технологий обработки, распространения и использования аэрокосмических изображений в интересах развития экономики регионов Российской Федерации» (исполнитель, 2014-2016), НИР 5-16Г «Разработка и развитие методов, алгоритмов и технологии динамического управления сетевыми ресурсами и потоками данных в программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетях на основе виртуализации сетевых функций» по гранту Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых -кандидатов наук МК-6016.2016.9 (руководитель, 2016-2017), НИР 7-16Г «Разработка и развитие моделей, методов и алгоритмов многопутевой адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных программно-конфигурируемых компьютерных сетей с обеспечением качества обслуживания сетевых сервисов» по гранту РФФИ № 16-47-620300 р_а (руководитель, 20162018), НИОКР № 1586ГС1/24270 «Разработка комплекса программных приложений виртуализации сетевой инфраструктуры и сетевых сервисов IT-компаний» по гранту ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предпри-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Перепелкин, Дмитрий Александрович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Багинян А., Долбилов А., Кашунин И., Кореньков В. Балансировки трафика в высоконагруженных системах с помощью протокола TRILL // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2017. - Т. 11. - № 4. - С. 14-19.

2. Багинян А.С., Долбилов А.Г., Кореньков В.В. Архитектура сетевого сегмента ЦОД уровня Tier 1 эксперимента CMS в объединенном институте ядерных исследований // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Т. 10. - № 1. - С. 25-29.

3. Балашов Н.А., Баранов А.В., Кадочников И.С., Кореньков В.В., Кутов-ский Н.А., Нечаевский А.В., Пелеванюк И.С. Программный комплекс интеллектуального диспетчирования и адаптивной самоорганизации виртуальных вычислительных ресурсов на базе облачного центра ЛИТ ОИЯИ // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2016. - № 12 (185). - С. 92-103.

4. Балашов Н.А., Баранов А.В., Кореньков В.В., Кутовский Н.А., Нечаевский А.В., Семенов Р.Н. Облачный сервис ОИЯИ: статус и перспективы // Труды Института системного программирования РАН. - 2015. - Т. 27. - № 6. -С. 345-354.

5. Бахмуров А. Г. и др. Интегрированная среда для анализа и разработки встроенных вычислительных систем реального времени // Программирование. -2013. - Т. 5. - С. 35-52.

6. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. - М.: Мир. -1990. - 506 с.

7. Болодурина И.П., Парфёнов Д.И. Комплексное решение эффективного доступа к данным в гибридных облачных системах с учетом особенностей мультимедийных сервисов // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - № 13 (188).

8. Борисов В.И. и др. Разработка методологии оценки эффективности средств защиты беспроводных сетей группы стандартов IEEE 802.11 // Информация и безопасность. - 2011. - Т. 14. - № 3. - С. 317-336.

9. Буранова М.А., Карташевский В.Г., Самойлов М.С. Сравнительный анализ статистических характеристик видео трафика в сетях пакетной передачи данных // Инфокоммуникационные технологии. - 2013. - Т. 11. - № 4. - С. 3339.

10. Буранова М.А., Карташевский В.Г., Самойлов М.С. Анализ статистических характеристик мультимедийного трафика узла агрегации в мультисервис-ной сети // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. - 2014. - № 4.

- С. 63-69.

11. Буч Г., Якобсон А. и др. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения для профессионалов. - М.: СПб.: Киев: Минск: Питер.

- 2003. - 496 с.

12. Вдовин П.М. и др. Сравнение различных подходов к распределению ресурсов в центрах обработки данных // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. - 2014. - № 5. - С. 71-71.

13. Вдовин П.М. и др. Задача распределения ресурсов центров обработки данных и подходы к ее решению // VII Московская междунар. конф. по исследованию операций (тМ2013). М.: ВЦ РАН. - 2013. - Т. 2. - С. 30-32.

14. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. - М.: Техносфера. - 2003. - 512 с.

15. Вишневский В.М. и др. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. - М.: Техносфера. - 2005. - 592 с.

16. Вишневский В.М., Семенова О.В. Системы поллинга: теория и применение в широкополосных беспроводных сетях. - М.: Техносфера. - 2007. 312 с.

17. Вишнеков А.В., Иванова Е.М., Леохин Ю.Л. Методика выбора информационной структуры корпоративной компьютерной сети // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2017. - № 1. - С. 17-29.

18. Галич С.В., Деогенов М.С., Карташевский В.Г., Пасюк А.О., Семенов Е.С. Исследование производительности ПКС-контроллера ОрепОау^М на сетях разных масштабов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. -№ 9 (182). - С. 121-133.

19. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. - СПб: Питер. -2003. - 368 с.

20. Гамаюнов Д.Ю., Смелянский Р.Л. Модель поведения сетевых объектов в распределенных вычислительных системах // Программирование. - 2007. - Т. 33. - № 4. - С. 20-31.

21. Гольдштейн А.Б. Устройства управления мультисервисными сетями: Softswitch // Вестник связи. - 2002. - № 4. - С. 225.

22. Гольдштейн А.Б. Механизм эффективного туннелирования в сети MPLS // Вестник связи. - 2004. - № 2. - С. 48-54.

23. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технология и протоколы MPLS. -СПб: БХВ-Петербург, 2005.

24. Горелов Г.А., Тарасов В.Н., Ушаков Ю. А. Восстановление моментных характеристик распределения интервалов между пакетами входящего трафика // Инфокоммуникационные технологии. - 2014. - Т. 12. - № 2. - С. 40-44.

25. Грайнер В. Пополнение среди магистральных маршрутизаторов // Журнал сетевых решений LAN. - 2003. - № 8. - С. 51-54.

26. Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. - М.: Мир. - 1981. - 368 с.

27. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании. -1985.

28. Евстигнеев В.А., Касьянов В.Н. Теория графов: алгоритмы обработки деревьев. - 1994.

29. Евстигнеев В.А., Касьянов В.Н. Оптимизирующие преобразования в распараллеливающих компиляторах // Программирование. - 1996. - Т. 22. -№ 6. - С. 12-26.

30. Ефимушкин В.А., Ледовских Т.В., Корабельников Д.М., Языков Д.Н. Сравнительный анализ архитектур и протоколов программно-конфигурируемых сетей // Электросвязь. - 2014. - № 8. - С. 9-14.

31. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. - М.: Радио и связь. - 1988. - 192 с.

32. Захаров В.А., Смелянский Р.Л., Чемерицкий Е.В. Формальная модель и задачи верификации программно-конфигурируемых сетей // Моделирование и анализ информационных систем. - 2015. - Т. 20. - № 6. - С. 36-51.

33. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. - М.: Радио и связь. - 1982.

34. Захаров Г.П., Симонов М.В., Яновский Г.Г. Службы и архитектура широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания. - М.: Эко-Трендз. - 1993.

35. Захаров Г.П., Яновский Г.Г. Интегральные цифровые сети связи. Итоги науки и техники // Электросвязь. - Т. 16. - С. 3-10.

36. Ижванов Ю.Л. Динамическая оценка состояния компьютерных сетей на основе метода сетевой томографии и задачи балансировки трафика // Информатизация образования и науки. - 2013. - № 3 (19). - С. 35-40.

37. Ижванов Ю.Л., Корячко В.П., Шибанов А.П. и др. Оптимизация сетей с дозированной балансировкой нагрузки и пиринговыми каналами // Вестник РГРТУ. - 2013. - № 1 (43). - С. 67-74.

38. Касьянов В.Н., Евстигнеев В.А. Графы в программировании: обработка, визуализация и применение. - СПб: БХВ-Петербург. - 2003. - Т. 1104.

39. Карташевский В.Г., Буранова М.А. Оценка показателей качества обслуживания трафика IPTV в мультисервисной сети // Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах. - 2015. - С. 46.

40. Карташевский В.Г., Галич С.В., Семёнов Е.С., Кирьянова Н.И. Оценка масштабируемости задержки ПКС-контроллера на параллельной вычислительной системе // Инфокоммуникационные технологии. - 2017. - Т. 15. - № 2. -С. 163-170.

41. Карташевский В.Г., Буранова М.А. Влияние механизмов управления QoS на показатели качества обслуживания мультимедийного трафика сети

Internet // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2013. - Т. 7. - № 8. - С. 54-60.

42. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. - М.: Мир. - 1979.

- 600 с.

43. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Пер. с англ. И.И. Груш-ко; под ред. В.И. Неймана. - М.: Машиностроение. - 1979. - 432 с.

44. Кнут Д.Э. Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы, -3-е изд.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс». - 2001. - 720 с.

45. Кнут Д.Э. Искусство программирования, том 3. Сортировка и поиск / Пер. с англ. под общ. ред. Казаченко Ю.В. - 2-е изд., испр. и доп. М.: Издательский дом «Вильямс». - 2000. - 822 с.

46. Коваленко И.Н. Случайные процессы: Справочник / И.Н. Коваленко, Н.Ю. Кузнецов, В.М. Шуренков. - Киев: Наук. думка. - 1983. - 366 с.

47. Коган Я.А., Литвин В.Г. К вычислению характеристик системы массового обслуживания с конечным буфером, работающей в случайной среде // Автоматика и телемеханика. - 1976. - № 12. - С. 49-57.

48. Кореньков В.В., Нечаевский А.В., Ососков Г.А., Пряхина Д.И., Трофимов В.В., Ужинский А.В. Моделирование грид и облачных сервисов как важный этап их разработки // Системы и средства информатики. - 2015. - Т. 25. -№ 1. - С. 4-19.

49. Кореньков В.В., Нечаевский А.В., Ососков Г.А., Пряхина Д.И., Трофимов В.В., Ужинский А.В. Синтез процессов моделирования и мониторинга для развития систем хранения и обработки больших массивов данных в физических экспериментах // Компьютерные исследования и моделирование. - 2015. - Т. 7.

- № 3. - С. 691-698.

50. Кореньков В.В., Нечаевский А.В., Ососков Г.А., Пряхина Д.И., Трофимов В.В., Ужинский А.В. Моделирование грид-облачных сервисов проекта NICA как средство повышения эффективности их разработки // Компьютерные исследования и моделирование. - 2014. - Т. 6. - № 5. - С. 635-642.

51. Королев Д.Г. Разработка механизмов определения маршрутов между произвольными точками // Новые информационные технологии. - 2001. - С. 8095.

52. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е изд. - М.: Издательский дом «Вильямс», - 2005.

53. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат. - 1987. - 496 с.

54. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. - М.: Энергоатомиздат. - 1987. - 400 с.

55. Корячко В. П., Шибанов А. П., Шибанов В. А. Численный метод нахождения закона распределения выходных величин GERT-сети // Информационные технологии. - 2001. - № 7. - С. 16-21.

56. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм динамической маршрутизации на базе протокола IGRP в корпоративных вычислительных сетях // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2010. - № 32. - С. 94-98.

57. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм парных перестановок маршрутов в корпоративных сетях // Системы управления и информационные технологии. - 2010. - № 2 (40). - С. 51-56.

58. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Повышение эффективности функционирования корпоративных сетей при динамических изменениях в их структуре и нагрузках на линиях связи // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2010. - № 33. - С. 49-55.

59. Корячко В.П., Перепелкин Д.А. Корпоративные сети: технологии, протоколы, алгоритмы. - М.: Горячая линия - Телеком, 2011. - 216 с: ил.

60. Корячко В.П., Перепелкин Д.А. Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях. - М.: Горячая линия - Телеком, 2012. - 235 с.

61. Корячко В.П., Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации на базе протокола IGRP при динамическом добавлении элемен-

тов корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2012. - № 40. - С. 47-54.

62. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Иванчикова М.А. Алгоритм адаптивной маршрутизации в корпоративных сетях нескольких провайдеров связи // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2013.

- № 2 (44). - С. 52-56.

63. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Иванчикова М.А. Алгоритм парных переходов каналов связи при динамическом изменении нагрузки в корпоративных сетях нескольких провайдеров связи с различными зонами покрытия // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2014.

- № 48. - С. 68-76.

64. Корячко В.П., Перепелкин Д.А. Разработка и исследование математической модели многопутевой адаптивной маршрутизации в сетях связи с балансировкой нагрузки // Электросвязь. - 2014. - № 12. - С. 27-31.

65. Корячко В. П., Лукьянов О. В., Шибанов А. П. Нахождение скрытого параллелизма протоколов для улучшения характеристик сети передачи данных полигонного измерительного комплекса // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2014. - № 47. - С. 68-75.

66. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Иванчикова М.А. Разработка и исследование алгоритма быстрой перемаршрутизации трафика между центрами обработки данных // Радиотехника. - 2016. - № 8. - С. 133-139.

67. Корячко В.П., Скворцов С.В., Шибанов А.П., Перепелкин Д.А. Методы и технологии автоматизации проектирования высокопроизводительных систем и компьютерных сетей // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2017. - № 60. - С. 94-104. DOI: 10.21667/1995-4565-201760-2-94-104.

68. Корячко В.П., Перепелкин Д.А., Иванчикова М.А., Бышов В.С., Цыганов И.Ю. Алгоритмы адаптивной маршрутизации в программно-конфигурируемых сетях на основе протокола OpenFlow // Радиотехника. - 2017.

- № 5. - С. 131-137.

69. Крейнес А. От Москвы до самых до окраин: маршрутами PNNI // Сети. Глобальные сети и телекоммуникации. - 1998. - № 1. - С.16-19.

70. Кравец О.Я., Пономарев А.В., Подерский И.С.. Повышение эффективности маршрутизации в переходных режимах функционирования вычислительных сетей // Системы управления и информационные технологии. - 2003. -№ 1-2. - С.73-77.

71. Кульгин М. В. Технологии корпоративных сетей: энциклопедия. -СПб.: Питер. - 2000. - 699 с.

72. Кульгин М.В. Коммутация и маршрутизация IP/IPX трафика, АйТи. -М.: КомпьютерПресс. - 1998. - 320с.

73. Куракин Д.В. Маршрутизаторы для глобальных телекоммуникационных сетей и реализуемые в них алгоритмы // Информационные технологии. -1996. - № 2.

74. Куракин Д.В. Маршрутизация в сетях телекоммуникаций, построенных на базе международных стандартов взаимосвязи открытых систем // Автоматизация и современные технологии. - 1996. - № 3. - С. 35-43.

75. Куроуз Д., Росс К. Компьютерные сети. Многоуровневая архитектура Интернета: пер с англ. 2-е изд. - М.: СПб.: Питер. - 2004. - 765 с.

76. Лемешко А.В., Вавенко Т.В. Усовершенствование потоковой модели многопутевой маршрутизации на основе балансировки нагрузки // Проблемы телекоммуникаций. - 2012. - № 1 (6). - С. 12-29.

77. Лемешко А.В., Вавенко Т.В. Разработка и исследование потоковой модели адаптивной маршрутизации в программно-конфигурируемых сетях с балансировкой нагрузки // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2013. - № 3 (29). - С. 100-108.

78. Леохин Ю.Л. Корпоративные сети: архитектура, технологии, управление. - М.: Фонд «Европейский центр по качеству», 2008. - 148 с.

79. Леохин Ю.Л., Бекасов В.Ю. Корпоративные сети: состояние, перспективы и тенденции. - М.: Фонд «Европейский центр по качеству», 2008. - 148 с.

80. Леохин Ю.Л., Дворецкий И.Н. Тенденции развития науки и техники в области производства серверного оборудования для дата-центров // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2013. - Т. 26. - № 12. С. 20-24.

81. Леохин Ю.Л., Дворецкий И.Н., Салибекян С.М. Энергоэффективный многопроцессорный аппаратно-программный комплекс для ЦОД // Системный администратор. - 2013. - Т. 133. - № 12. - С. 66-68.

82. Леохин Ю.Л., Мягков А.С. Разработка подхода к организации потоков данных в многопроцессорной вычислительной системе с кольцевой архитектурой // Информатизация образования и науки. - 2013. - Т. 40. - № 4. - С. 58-67.

83. Леохин Ю.Л., Дворецкий И.Н., Мягков А.С. Отечественная операционная система Cloud/IX для серверов на процессорах архитектуры ARM // Качество. Инновации. Образование. - 2014. - Т. 113. - № 10. - С. 52-59.

84. Леохин Ю.Л., Мягков А.С. Реализация модели параллельных вычислений GoMapReduce на операционной системе Plan9 // Информатизация образования и науки. - 2014. - Т. 24. - № 4. - С. 111-118.

85. Леохин Ю.Л., Жигунов А.М., Морозов Г.В. Исследование эффективности решения прикладных задач с параллельными вычислениями на ПЛИС, CPU, GPU // Качество. Инновации. Образование. - 2015. - Т. 126. - № 11. -С. 47-58.

86. Леохин Ю.Л., Кузьминков В.В. Оценка производительности OpenFlow-контроллеров, реализованных на различных серверных платформах // Качество. Инновации. Образование. - 2015. - Т. 127. - № 12. - С. 68-78.

87. Леохин Ю.Л., Дворецкий И.Н. Энергоэффективный гетерогенный многопроцессорный аппаратно-программный комплекс // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2017. - Т. 17. - № 5. - С. 440-446.

88. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах: пер. с англ. -М.: Мир. - 1981. - 323 с.

89. Малахов С.В., Тарасов В.Н., Карташевский И.В. Теоретическое и экспериментальное исследование задержки в программно-кофигурируемых сетях // Инфокоммуникационные технологии. - 2015. - Т. 13. - № 4. - С. 409-413.

90. Малахов С.В. и др. Влияние размера TCP-окна на распределение интервалов между пакетами трафика в программно-конфигурируемых сетях SDN // Инфокоммуникационные технологии. - 2016. - Т. 14. - №. 4. - С. 384389.

91. Марков А.А., Нагорный Н.М. Теория алгоритмов. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1984. - 432 с.

92. Мещеряков М.В., Карташевский В.Г. Исследование влияния метода сжатия цифрового видеопотока систем видеонаблюдения на фрактальные свойства передаваемого в сети пакетного трафика // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Т. 9. - № 10. - С. 17-21.

93. Миллер Б.М., Панков А.Р. Теория случайных процессов в примерах и задачах: под ред. Кибзуна А.И. М.: Физматлит. - 2002. - 320 с.

94. Миллер М. Новый IP: на что он способен? // Сети. - № 1. - С. 24-29.

95. Мину М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы. -М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит. - 1990. - 488 с.

96. Нанс Б. Компьютерные сети. - М.: БИНОМ. - 1995. - 400с.

97. Никульчев Е.В., Паяин С.В., Плужник Е.В. Динамическое управление трафиком программно-конфигурируемых сетей в облачной инфраструктуре // Вестник РГРТУ. - 2013. - № 3 (45). - С. 54-57.

98. Новиков А.Б. Маршрутизация трафика в IP-сетях с применением генетических алгоритмов // Системы управления и информационные технологии. -2003. - № 1. - С. 78-81.

99. Норенков И.П., Трудоношин В.А.. Телекоммуникационные технологии и сети / Московский государственный технический университет. - Москва. -1998. - 232 с.

100. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Новые технологии и оборудование IP-сетей. - СПб.: БХВ-Санкт-Петербург. - 2001. - 512 с.

101. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Основы компьютерных сетей. - СПб.: Питер, 2009. - 352 с.

102. Оре О. Теория графов. 2-е изд. - М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит. -1980. - 336 с.

103. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Разработка алгоритмов адаптивной маршрутизации в корпоративных вычислительных сетях // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2006. - № 19. -С. 114-116.

104. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Разработка алгоритма динамической маршрутизации на базе протокола OSPF в корпоративных вычислительных сетях // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2009. - № 28. - С. 68-72.

105. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм парных перестановок маршрутов на базе протокола OSPF в корпоративных сетях // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - Том 6. - № 6. - С. 58-61.

106. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Повышение качества функционирования корпоративных сетей на базе протокола IGRP // Качество. Инновации. Образование. - 2010. - № 8. - С. 56-60.

107. Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации на базе протокола OSPF при динамическом добавлении элементов корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2010. - № 34. - С. 65-71.

108. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Повышение качества функционирования корпоративных сетей на базе протокола OSPF // Качество. Инновации. Образование. - 2010. - № 12. - С. 51-56.

109. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм парных перестановок маршрутов на базе протокола IGRP в корпоративных сетях // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - Том 6. -№ 12. - С. 39-43.

110. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации при динамическом добавлении элементов корпоративной сети

// Известия Тульского государственного университета. Технические науки. -2010. - № 4-1. - С. 284-292.

111. Перепелкин Д.А., Перепелкин А.И. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации в условии динамически изменяющихся нагрузок на линиях связи в корпоративной сети // Информационные технологии. - 2011. - № 3. - С. 2-7.

112. Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации на базе протокола OSPF при динамическом отказе элементов корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета.

- 2011. - № 37. - С. 53-58.

113. Перепелкин Д.А. Метод адаптивной ускоренной маршрутизации для повышения эффективности обучения основам функционирования корпоративных сетей / Д. А. Перепелкин // Дистанционное и виртуальное обучение. - 2011.

- № 8. - С. 65-71.

114. Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации при динамическом отказе элементов корпоративной сети // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2011. - № 5-3. - С. 262269.

115. Перепелкин Д.А. Повышение качества функционирования корпоративных сетей на базе протокола EIGRP // Качество. Инновации. Образование. -2012. - № 5. - С. 99-105.

116. Перепелкин Д.А. Алгоритм адаптивной ускоренной маршрутизации на базе протокола IGRP при динамическом отказе узлов и линий связи корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2012. - № 42-1. - С. 33-38.

117. Перепелкин Д.А. Алгоритм парных перестановок маршрутов на базе протокола OSPF при динамическом подключении узлов и линий связи корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2013. - № 4-1 (46). - С. 67-75.

118. Перепелкин Д.А. Алгоритм парных перестановок маршрутов на базе протокола OSPF при динамическом отказе узлов и линий связи корпоративной сети // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2014. - № 47. - С. 84-91.

119. Перепелкин Д.А. Динамическое формирование структуры и параметров линий связи корпоративной сети на основе данных о парных перестановках маршрутов // Информационные технологии. - 2014. - № 4. - С. 52-60.

120. Перепелкин Д.А. Алгоритм формирования оптимальных структур сегментов корпоративных сетей с учетом данных о структуре базовой сети и связности каналов связи // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2014. - № 50-1. - С. 59-64.

121. Перепелкин Д.А. Динамическое формирование трафика корпоративных сетей на основе метода маршрутизации по подсетям // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2015. - № 51. - С. 35-41.

122. Перепелкин Д.А. Математическая модель многопутевой адаптивной маршрутизации с балансировкой неоднородной нагрузки в условиях динамических подключений узлов и линий связи в телекоммуникационных сетях // Радиотехника. - 2015. - № 5. - С. 46-54.

123. Перепелкин Д.А. Концептуальный подход динамического формирования трафика программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей с балансировкой нагрузки // Информационные технологии. - 2015. - Том 21. -№ 8. - С. 602-610.

124. Перепелкин Д.А., Цыганов И.Ю. Усовершенствованный алгоритм сегментации структур корпоративных сетей по критерию минимальной стоимости // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2015. - № 53. - С. 48-58.

125. Перепелкин Д.А., Иванчикова М.А. Разработка программного обеспечения моделирования процессов адаптивной маршрутизации в корпоративных сетях нескольких провайдеров связи с различными зонами покрытия абонентов // Программная инженерия. - 2015. - № 11. - С. 34-40.

126. Перепелкин Д.А. Модель отказоустойчивой многопутевой адаптивной маршрутизации с балансировкой неоднородной нагрузки в сетях связи // Радиотехника. - 2015. - № 11. - С. 40-47.

127. Перепелкин Д.А. Алгоритм парных переходов в компьютерных сетях на основе метода маршрутизации по подсетям // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2016. - № 57. - С. 56-62.

128. Перепелкин Д.А., Бышов В.С. Балансировка потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества обслуживания сетевых сервисов // Радиотехника. - 2016. - № 11. - С. 111-119.

129. Полежаев П.Н. Математическая модель распределенного вычислительного центра обработки данных с программно-конфигурируемыми сетями его сегментов // Вестник Оренбургского государственного университета. -2013. - № 5 (154).

130. Полежаев П.Н., Бахарева Н.Ф., Шухман А.Е. Разработка эффективного генетического алгоритма маршрутизации и обеспечения качества обслуживания для программно-конфигурируемой сети // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - № 1 (176).

131. Полежаев П.Н. и др. Применение технологии программно-конфигурируемых сетей для многоадресной передачи широкополосного мультимедийного трафика в системах IPTV // Интеллект. Инновации. Инвестиции. -2015. - № 3. - С. 84-90.

132. Полежаев П. Н. и др. Применение методов муравьиной колонии в разработке эффективных алгоритмов маршрутизации и обеспечения QoS для корпоративных программно-конфигурируемых сетей // Интеллект. Инновации. Инвестиции. - 2014. - № 4. - С. 106-113.

133. Полежаев П.Н. и др. Применение технологии программно-конфигурируемых сетей для многоадресной передачи широкополосного мультимедийного трафика в системах IPTV // Интеллект. Инновации. Инвестиции. -2015. - № 3. - С. 84-90.

134. Полежаев П.Н. Об эффективности алгоритмов планирования задач управления потоками данных облачных грид-систем // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2014. - № 3 (164).

135. Поповский В.В., Лемешко А.В., Мельникова Л.И., Андрушко Д.В. Обзор и сравнительный анализ основных моделей и алгоритмов многопутевой маршрутизации в мультисервисных телекоммуникационных сетях // Прикладная радиоэлектроника. - 2005. - Т. 4. - № 4. - С. 372-382.

136. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник. (2-е изд.). - М.: Финансы и статистика. - 2001. - 512 с.

137. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы: пер. с англ. -М.: Мир. - 1984. - 455 с.

138. Седжвик Р. Фундаментальные алгоритмы на С. Анализ, структуры данных, сортировка, поиск, алгоритмы на графах: пер. с англ. СПб.: ООО «ДиалогСофтЮП». 2003. 1136 с.

139. Смелянский Р.Л. Программно-конфигурируемые сети // Открытые системы. СУБД. - 2012. - Т. 9. - С. 23-26.

140. Столлингс В. Современные компьютерные сети. - 2-е изд. - СПб.: Питер. - 2003. - 783 с.

141. Танненбаум Э. Компьютерные сети. - СПб.: Питер. - 2002. - 848 с.

142. Тарасов В.Н. и др. Математические модели облачного вычислительного центра обработки данных с использованием OpenFlow // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2012. - № 9 (145).

143. Тарасов В.Н. и др. Программно-конфигурируемые сети в центрах обработки данных. - 2015.

144. Тарьян Р.Э. Сложность комбинаторных алгоритмов // Кибернетический сборник. Новая серия. - 1980. - № 17. - С. 60-113.

145. Уваров Д.В., Перепелкин А.И. Динамический алгоритм маршрутизации в вычислительной сети // Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии. - 2003. - Выпуск 12. - С. 77-80.

146. Уваров Д.В., Перепелкин А.И. Определение условий использования линии связи при решении задачи маршрутизации в вычислительной сети // Известия Белорусской инженерной академии. - 2004. - С. 131-134.

147. Успенский В.А., Семенов А.Л. Теория алгоритмов: основные открытия и приложения. - М.: Наука. - 1987. - 288 с.

148. Ушаков Ю.А., Полежаев П.Н., Шухман А.Е. Создание мультисервис-ной многоточечной VPN сети с динамической автонастройкой // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - № 9 (184).

149. Хопкрофт Д.Е., Тарьян Р.Е. Изоморфизм планарных графов // Кибернетический сборник. Новая серия. - 1975. - № 12 - С. 39-61.

150. Филипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей: пер. с англ. - М.: Мир. - 1984. - 496 с.

151. Шибанов А.П., Корячко В.П., Ижванов Ю.Л. Моделирование агрегированного телекоммуникационного канала с технологией открытых потоков // Радиотехника. - 2012. - № 3. - С.109-112.

152. Akyildiz I.F. et al. A roadmap for traffic engineering in SDN-OpenFlow networks // Computer Networks. - 2014. - Т. 71. - С. 1-30.

153. Awduche, D., Chiu, A., Elwalid, A., Widjaja, I., and Xiao, X., RFC3272, Overview and Principles of Internet Traffic Engineering. http://www.ietf.org/rfc/rfc3272.txt.

154. Bellman R. On a routing problem // Quarterly of applied mathematics. -1958. - Т. 16. - № 1. - С. 87-90.

155. Bertsekas D.P. et al. Dynamic programming and optimal control. -Belmont, MA: Athena scientific, 1995. - Т. 1. - № 2.

156. Bosshart Pat et al. "Forwarding metamorphosis: Fast programmable match-action processing in hardware for SDN". SIGCOMM Computer Communication Review. 43.4 (2013): 99-110.

157. Cai Z., Cox A.L. and Ng T.E., "Maestro: A system for scalable OpenFlow control", Technical Report TR10-08, Rice University, 2010.

158. Campbell Andrew T. et al. "Open signaling for ATM, Internet and mobile networks (OPENSIG'98)". ACM SIGCOMM Computer Communication Review 29.1 (1999): 97-108.

159. Casado Martin et al. "SANE: A Protection Architecture for Enterprise Networks". 15th USENIX Security Symposium. (2006): 137-151.

160. Casado Martin et al. "Ethane: Taking control of the enterprise". ACM SIGCOMM Computer Communication Review 37.4 (2007): 1-12.

161. Chaly D.Ju., Nikitin E.S., Antoshina E.Ju., Sokolov V.A. End-to-end information flow security model for software-defined networks // Моделирование и анализ информационных систем. - 2015. - Т. 22. - № 6 (60). - С. 735-749.

162. Chun Brent et al. "Planetlab: an overlay testbed for broad-coverage services". ACM SIGCOMM Computer Communication Review 33.3 (2003):3-12.

163. Curtis Andrew R. et al. "Devoflow: scaling flow management for highperformance networks". ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 41.4 (2011):254-265.

164. Dijkstra E.W. A note on two problems in connexion with graphs // Numerische mathematik. - 1959. - Т. 1. - № 1. - С. 269-271.

165. Erickson D., Heller B., Yang S., Chu J., Ellithorpe J., McKeown N., Parulkar G., Rosenblum M. Optimizing a Virtualized Data Center. Proc. ACM SIGCOMM, 2011. pp. 478-479.

166. Feamster Nick, Jennifer Rexford and Ellen Zegura. "The road to SDN". ACM Queue 11.12 (2013): 20-40.

167. Ford L.R., Fulkerson D.R. Maximal flow through a network // Canadian journal of Mathematics. - 1956. - Т. 8. - №. 3. - С. 399-404.

168. Ford Jr. L.R., Fulkerson D.R. Flows in networks. - Princeton university press, 2015.

169. Foster Nate et al., "Frenetic: A network programming language", ACM SIGPLAN Notices, 46.9 (2011): 279-291.

170. Gergel V., Korenkov V., Pelevanyuk I., Zrelov P., Tsaregorodtsev A., Sapunov M. Hybrid distributed computing service based on the DIRAC interware. Communications in Computer and Information Science. 2017. Vol. 706. pp. 105-118.

171. Gergel V., Svistunov A., Korenkov V., Tsaregorodtsev A. Efficient distributed computations with DIRAC. Lecture Notes in Computer Science. 2016. Vol. 10049 LNCS. pp. 330-341.

172. Greenberg Albert et al. "A clean slate 4D approach to network control and management". ACM SIGCOMM Computer Communication Review 35.5 (2005): 4154.

173. Gude Natasha et al. "NOX: towards an operating system for networks". ACM SIGCOMM Computer Communication Review 38.3 (2008):105-110.

174. Guohan Lu et al. "Using CPU as a traffic co-processing unit in commodity switches". Proceedings of the first workshop on Hot topics in software defined networks, (2012):31-36.

175. Gupta P., Kumar P.R. The capacity of wireless networks // IEEE Transactions on information theory. - 2000. - T. 46. - № 2. - C. 388-404.

176. Jin Y. Yen, "Finding the k-shortest Loopless Paths in a Network", Management Science. 17 (11), 1971, pp. 712-716.

177. Heller B., Sherwood R. and McKeown N., "The controller placement problem", Proceedings of the first workshop on Hot topics in software defined networks. ACM, (2012):7-12.

178. Hicks Michael et al. "PLAN: A packet language for active networks". ACM SIGPLAN Notices. 34.1 (1998):86-93.

179. Hilmi Enes Egilmez, Adaptive Video Streaming over OpenFlow Networks with Quality of Service, Thesis for Degree of Master Science in Electrical and Electronics Engineering, Koc University, July 2012, 91 p.

180. Hong Yan et al., "Tesseract: A 4D Network Control Plane", 4th USENIX Symposium on Networked Systems Design & Implementation. 7 (2007): 369-382.

181. Koponen Teemu et al., "Onix: A Distributed Control Platform for Large-scale Production Networks", 9th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation, OSDI. 10 (2010): 1-6.

182. Korsakov S.V., Smirnov A.V., Sokolov V.A. "Principles of organizing the interoperability of equipollent nodes in a wireless mesh-network with time division multiple access". Automatic Control and Computer Sciences, 2016, vol. 50, no. 6, pp. 415-422.

183. Koryachko V.P., "Models of Information Flows Control in Switching Networks", Electrosvyaz [Jelektrosvjaz'], 1992, no. 4, pp. 4-5.

184. Koryachko V.P., Suskin V.V., "Scheduling Algorithm for Computational Process in Real-time Multiprocessor Systems", Automatic Control and Computer Sciences, 1985, no. 3, pp. 16-18.

185. Koryachko V.P., Smolyarov N.A., "Statistical Simulation of Conflict Situations in Multiprocessor Systems", Automatic Control and Computer Sciences, 1981, no. 5, pp. 89-90.

186. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Byshov V.S., "Improved Multipath Adaptive Routing Model in Computer Networks with Load Balancing". Proceedings SIBCON 2016 - IEEE 2016 International Siberian Conference on Control and Communications, 2016, pp. 1-4. DOI: 10.1109/SIBC0N.2016.7491721.

187. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A., "Adaptive Accelerated Routing between Data Centers Based on Paired Shifts Data". Proceedings MECO 2016 - IEEE 5th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO-2016), 2016, pp. 256-259. DOI: 10.1109/MEœ.2016.7525754.

188. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Byshov V.S., "Multipath Adaptive Routing in Computer Networks with Load Balancing". Proceedings MECO 2016 - IEEE 5th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO-2016), 2016, pp. 281-285. DOI: 10.1109/MEœ.2016.7525761.

189. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Byshov V.S., "Development and Research of Improved Model of Multipath Adaptive Rouring in Computer Networks

with Load Balancing". Automatic Control and Computer Sciences, 2017, vol. 51, no. 1, pp. 63-73. DOI: 10.3103/S0146411617010047.

190. Koryachko V.P., Shibanov A.P., Shibanov V.A., Saprykin A.N., Perepelkin D.A., Fam Long Hoang, "Hierarchic GERT Networks for Simulating Systems with Checkpoints". Proceedings MECO 2017 - IEEE 6th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO-2017), 2017, pp. 342-345.

DOI: 10.1109/MEC0.2017.7977233.

191. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A., Byshov V.S., Tsyganov I.Yu., "Analysis QoS Metrics in Software Defined Networks". Proceedings MECO 2017 - IEEE 6th Mediterranean Conference on Embedded Computing (ME-C0-2017), 2017, pp. 374-378. DOI: 10.1109/MECO.2017.7977240.

192. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Byshov V.S., "Approach of Dynamic Load Balancing in Software Defined Networks with QoS". Proceedings MECO 2017 - IEEE 6th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO-2017), 2017, pp. 359-363. DOI: 10.1109/MECO.2017.7977237.

193. Koryachko V.P., Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A. "Adaptive Rerouting of Data Flows in Distributed Data Centers". Microprocessors and Microsystems, 2017, vol. 52, pp. 505-509. DOI: 10.1016/j.micpro.2017.05.009.

194. Krishnaswamy U., Berde P., Hart J., Kobayashi M., Radoslavov P., Lindberg T., Sverdlov R., Zhang S., Snow W., and Parulkar G., "ONOS: An open source distributed SDN OS", 2013. [Online]. Available:

http://www.slideshare.net/umeshkrishnaswamy/open-network-operating-system

195. Lemeshko, O.V., and Yeremenko, O.S., Dynamics analysis of multipath QoS-routing tensor model with support of different flows classes, Proc. of the IEEE International Smart Systems and Technologies (SST-2016), 2016, pp. 225-230.

196. Leokhin Y., Panfilov P. "A Study of Cloud/IX Operating System for the ARM-based Data Center Server Platform". Procedia Engineering, 2015, vol. 100, pp. 1696-1705.

197. Lin S.C., Wang P., Luo M. Jointly optimized QoS-aware virtualization and routing in software defined networks // Computer Networks. - 2016. - T. 96. - C. 6978.

198. McKeown N., Anderson T., Balakrishnan H., Parulkar G., Peterson L., Rexford J., Shenker S., Turner J. Openflow: Enabling Innovation in Campus Networks Proc. ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 2008. Vol. 38. No. 2, pp. 69-74.

199. Mérindol P., Pansiot J.J., and Cateloin S., "Path computation for incoming interface multipath routing," in ECUMN'07, 2007. pp. 75-85.

200. Mérindol P., Pansiot J.J., and Cateloin S., "Improving Load Balancing with Multipath Routing", Proc. of the 17-th International Conference on Computer Communications and Networks, IEEE ICCCN. 2008. pp. 54-61.

201. Mérindol P. et al. An efficient algorithm to enable path diversity in link state routing networks // Computer Networks. - 2011. - T. 55. - №. 5. - C. 11321149.

202. Merugu Shashidhar et al. "Bowman: A node OS for active networks". INFOCOM 2000. Proceedings of the 19th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies, 3 (2000): 1127-1136.

203. Minlan Yu et al. "Scalable flow-based networking with DIFANE" ACM SIGCOMM Computer Communication Review 40.4 (2010):351-362.

204. Monsanto Christopher et al, "Composing software-defined networks", in 10th USENIX Symposium on Networked Systems Design & Implementation, (2013): 1-13.

205. Noskov, A.N., and Manov, I.A., Development of an adaptive routing mechanism in software-defined networks, Autom. Control Comput. Sci., 2016, vol. 50, no. 7, pp. 520-526.

206. Nunes B. et al. "A Survey of Software-Defined Networking: Past, Present, and Future of Programmable Networks", IEEE Communications Surveys & Tutorials, PP.99 (2014): 1-18.

207. Paxson V., Floyd S. Wide area traffic: the failure of Poisson modeling //IEEE/ACM Transactions on Networking (ToN). - 1995. - Т. 3. - №. 3. - С. 226244.

208. Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A., "Fast ReRouting Traffic Algorithm between Data Centers". Proceedings ELEKTRO 2016 - IEEE 11th International Conference, 2016, pp. 68-71. DOI: 10.1109/ELEKTR0.2016.7512037.

209. Perepelkin D.A., Tsyganov I.Yu., "Proactive Backup Scheme of Routes in Distributed Computer Networks". Proceedings SIBCON 2016 - IEEE 2016 International Siberian Conference on Control and Communications, 2016, pp. 1-4. DOI: 10.1109/SIBC0N.2016.7491720.

210. Perepelkin D.A., Tsyganov I.Yu., "Paired Transitions Algorithm of Communication Links in Computer Networks Based on Subnet Routing Method". Proceedings MECO 2016 - IEEE 5th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO-2016), 2016, pp. 260-263. DOI: 10.1109/MEœ.2016.7525755.

211. Perepelkin D.A., Byshov V.S., "Visual Design Environment of Dynamic Load Balancing in Software Defined Networks". Proceedings Radioelektronika 2017 - IEEE 27th International Conference Radioelektronika 2017 (Radioelektronika-2017), 2017, pp. 1-4. DOI: 10.1109/RADIOELEK.2017.7936643.

212. Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A., Ivutin A.N., "Fast Rerouting Algorithm in Distributed Computer Networks Based in Subnet Routing Method". Proceedings Radioelektronika 2017 - IEEE 27th International Conference Radioelektronika 2017 (Radioelektronika-2017), 2017, pp. 1-4.

DOI: 10.1109/RADIOELEK.2017.7936648.

213. Perepelkin D.A., Ivanchikova M.A., "Improved Adaptive Routing Algorithm in Distributed Data Centers". Advances in Electrical and Electronic Engineering, 2017, Vol. 15, No. 3, pp. 502-508. DOI: 10.15598/aeee.v15i3.2185.

214. Qadir Junaid, Nadeem Ahmed and Nauman Ahad. "Building Programmable Wireless Networks: An Architectural Survey". arXiv preprint arXiv:1310.0251 (2013).

215. Shalaby Nadia et al. "Snow on Silk: A NodeOS in the Linux kernel". Active Networks. Springer Berlin Heidelberg, 2002. pp. 1-19.

216. Shalimov Alexander et al. "Advanced study of SDN/OpenFlow controllers". Proceedings of the 9th Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia. ACM, (2013).

217. Sharafat A.R., Das S., Parulkar G.M., McKeown N., "MPLS-TE and MPLS VPNS with OpenFlow", ACM SIGCOMM 2011 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communications, Toronto, ON, Canada, August 2011.

218. Shenker S., Partridge C., and Guerin R., "Specification of Guaranteed Quality of Service," RFC 2212, Internet Engineering Task Force, September 1997.

219. Sherwood Rob et al., "Flowvisor: A network virtualization layer", Technical Report, OpenFlow Switch Consortium (2009).

220. Schmid S. and Suomela J., "Exploiting locality in distributed SDN control". Proceedings of the second ACM SIGCOMM workshop on Hot topics in software defined networking. ACM, (2013):121-126.

221. Sivaraman Anirudh et al. "No silver bullet: extending SDN to the data plane". Proceedings of the 12th ACM Workshop on Hot Topics in Networks. 19(2013):1-7.

222. Smelyansky R.L. et al. Integrated environment for the analysis and design of distributed real-time embedded computing systems // Programming and Computer Software. - 2013. - T. 39. - № 5. - C. 242-254.

223. Smelyansky R.L. Model of distributed computing system operation with time // Programming and Computer Software. - 2013. - T. 39. - №. 5. - C. 233-241.

224. Sokolov V.A., Korsakov S.V., Smirnov A.V., Bashkin V.A., Nikitin E.S., "Instrumental supporting system for developing and analysis of software-defined networks of mobile objects". Automatic Control and Computer Sciences, 2016, vol. 50, no. 7, pp. 536-545.

225. Sokolov V., Alekseev I., Mazilov D., Nikitinskiy M. "A network analytics system in the SDN". SDN and NFV: Next Generation of Computational Infrastruc-

ture: 2014 International Science and Technology Conference - Modern Networking Technologies, MoNeTec 2014, Proceedings 1, SDN and NFV: Modern Networking Technologies, 2014, pp. 6995603.

226. Sushant Jain et al. "B4: Experience with a globally-deployed software defined WAN". Proceedings of the ACM SIGCOMM 2013 conference on SIGCOMM. ACM, (2013):3-14.

227. Tennenhouse David L. et al. "A survey of active network research". IEEE Communications Magazine, 35.1 (1997):80-86.

228. Tootoonchian A. and Ganjali Y., "Hyperflow: a distributed control plane for openflow". Proceedings of the 2010 Internet network management conference on Research on enterprise networking. USENIX Association, (2010) :3-8.

229. Tootoonchian A. et al., "On controller performance in software-defined networks". USENIX Workshop on Hot Topics in Management of Internet, Cloud, and Enterprise Networks and Services (Hot-ICE), 54 (2012).

230. Yang Lily et al. "Forwarding and control element separation (ForCES) framework". RFC 3746, April, 2004.

231. Vahdat A., "Enter the Andromeda zone - Google Cloud Platform's latest networking stack", Available from

http://googlecloudplatform.blogspot.gr/2014/04/enter-andromeda-zone-google-cloud-platforms-latest-networking-stack.html.

232. Van der Merwe, Jacobus E. et al. "The tempest - a practical framework for network programmability". IEEE Network 12.3 (1998): 20-28.

233. Vdovin P.M. et al. Congestion elimination on data storages network interfaces in datacenters // International Conference on Parallel Computing Technologies. - Springer, Cham, 2015. - C. 298-303.

234. Voellmy A. and Wang J., "Scalable software defined network controllers". Proceedings of the ACM SIGCOMM 2012 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communication. ACM, (2012):289-290.

235. Wang, B., Hou, J.C., Multicast routing and its qos extension: problems, algorithms, and protocols, IEEE Network, 2000, vol. 14, pp. 22-36.

236. Wetherall D.J., Guttag J.V. and Tennenhouse D.L., "ANTS: A toolkit for building and dynamically deploying network protocols", IEEE Open Architectures and Network Programming, (1998). 117-129.

237. Xiangshan Sun, Zhiping Jia, Mengying Zhao, and Zhiyong Zhang, Multi-path load balancing in SDN/OSPF hybrid network, Network Parallel Comput., 2016, vol. 9966, pp. 93-100.

238. Yeganeh S.H. and Ganjali Y., "Kandoo: a framework for efficient and scalable offloading of control applications". Proceedings of the first workshop on Hot topics in software defined networks. ACM, (2012):19-24.

239. Zakharov V.A., Smelyansky R.L., Chemeritsky E.V. A formal model and verification problems for software defined networks // Automatic Control and Computer Sciences. - 2014. - T. 48. - № 7. - C. 398-406.

240. Zhang-Shen R., McKeown N. Guaranteeing Quality of Services to Peering Traffic. Proc. IEEE INFOCOM, April 2008.

241. Zhang-Shen R., McKeown N. Designing a Fault-Tolerant Network Using Valiant Load-Balancing. Proc. IEEE INFOCOM, 2008. pp. 2360-2368.

242. Zuhran Khan Khattak, Muhammad Awais, Adnan Iqbal, "Performance Evaluation of OpenDaylight SDNController," in Proceeding of the 20th IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPADS), 16-19 Dec. 2014. DOI: 10.1109/PADSW.2014.7097868

243. "Broadband Forum and SDN". Available from http://www.broadband-forum.org/technical/technicalwip.php.

244. "Devolved Control of ATM Networks",

Available from http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/old-projects/dcan/.

245. "Floodlight is a Java-based OpenFlow controller", 2012.

[Online]. Available: http://floodlight.openflowhub.org

246. "IRTF SDNRG" Available from https://irtf.org/sdnrg.

247. "IETF I2RS" Available from http://datatracker.ietf.org/wg/i2rs/.

248. "ALTO and SDN". Available from

http://www.ietf.org/proceedings/84/slides/slides-84-alto-5.

249. "IETF CDNI and SDN". Available from

http ://www.ietf. org/proceedings/84/slides/slides-84- cdni- 1.pdf.

250. "MEF - Metro Ethernet Forum". Available from http ://metroethernetforum.org/.

251. NOX detailed implementation, available online: http://www.noxrepo.org

252. NTT Laboratories OSRG Group. [Online]. Available: http ://osrg. github. com/ryu/.

253. "OIF - Optical Internetworking Forum". Available from http://www.oiforum.com/.

254. "ONF - Open Networking Foundation". Available from https://www.opennetworking.org/.

255. OSGi Core Release 5, OSGi Alliance, San Ramon, CA, USA, Mar. 2012.

256. POX detailed implementation, available online: http://www.noxrepo.org

257. Runos [Электронный ресурс], GitHub. Режим доступа: https://github.com/ARCCN/runos (дата обращения: 15.10.2017).

258. Trema [Электронный ресурс], GitHub. Режим доступа: https://github.com/trema/trema (дата обращения: 15.10.2017).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 КОПИИ АКТОВ ВНЕДРЕНИЯ

—I-

1 ш

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов докторской диссертации Перепелкина Дмитрия Александровича

в учебный процесс

Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики

Настоящим актом удостоверяется, что результаты исследований, полученные в диссертации Перепелкина Д.А., внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ПГУТИ).

Разработанные в диссертационной работе математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях, а также монографии: «Корпоративные сети: технологии, протоколы, алгоритмы». М.: Горячая линия-Телеком, 2011. 216 е., «Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях». М.: Горячая линия-Телеком, 2012. 236 с. используются в учебном процессе на кафедре «Мультисервисные сети и информационная безопасность» при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсу «Теория компьютерных сетей» по направлению 11.03.02 -«Инфокоммуникационные технологии и системы связи», профили подготовки «Оптические и проводные сети и системы связи» и «Сети и системы радиосвязи».

Основные положения и выводы диссертации Перепелкина Д.А. позволили качественно освещать в учебном процессе вопросы разработки новых методов, алгоритмов и программ адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов.

Использование полученных в диссертации Перепелкина Д.А. результатов позволило повысить качество учебного процесса и ознакомить студентов с новыми разработками в области программно-конфигурируемых сетей.

Декан факультета

«Телекоммуникаций и радиотехники»

к.т.н., доцент

Заведующий кафедрой «Мультисервисные сети и информационная безопасность» д.т.н., профессор

В.Г. Карташевский

«Утверждаю»

Зам. директора НИЦ «Курчатовский

научной работе и

технологиям

В.Е. Велихов

2017 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Перепелкина Дмитрия Александровича

ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» подтверждает, что научные результаты докторской диссертации Перепелкина Д.А. на тему: «Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов» были использованы при выполнении работ в рамках проектов: «Программно-технические средства, обеспечивающие управление потоками данных, обработку, анализ и визуализацию сверхбольших массивов данных с использованием суперкомпьютерных комплексов, параллельных хранилищ данных, облачных и грид-технологий» и «Ресурсные центры уровня Tierl и Tier2 для моделирования, обработки, хранения и анализа данных экспериментов в рамках международного проекта «Большой адронный коллайдер Европейского центра ядерных исследований» (БАК ЦЕРН), действующие в режиме центров коллективного пользования».

Предложенные математические модели, методы, алгоритмы и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях применялись для расчета, оптимизации и управления загрузкой каналов связи и коммуникационного оборудования опорной высокоскоростной компьютерной сети в условиях динамических изменений метрик линий связи между центрами Tierl и Tier2 RDIG (Russian Data-Intensive Grid).

В рамках проведенных исследований Перепелкиным Д.А. были проведены расчеты для оценки и оптимизации загрузки каналов связи, определены наиболее загруженные каналы и оборудование, разработаны и внедрены новые методики и алгоритмы адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях на основе протокола OpenFlow, обеспечивающие адаптивность вычислений, гибкость в управлении различными типами приложений.

В настоящее время в ходе эксплуатационных испытаний была подтверждена эффективность методик и подходов, предложенных Перепелкиным Д.А., которые позволили сократить среднее время передачи потоков данных на 8-10% и время расчета оптимальных маршрутов на 50-55% в условиях динамических изменений задержки передачи потоков данных на линиях связи опорной высокоскоростной компьютерной сети между центрами Tierl и Tier2 RDIG (Russian Data-Intensive Grid).

В дальнейшем предполагается использовать разработанные в диссертационной работе математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных для динамического управления параметрами и структурой программно-конфигурируемой высокоскоростной компьютерной сети в режиме реального времени.

Начальник отдела информационных технологий и математического моделирования

доктор физ.-мат. наук

В.А. Ильин

Начальник лаборатории технологий больших данных для проектов в области «МЕГАСАЙНС» канд. физ.-мат. наук

А.А. Климентов

протокола ОрепР1о\л/ с обеспечением качества сетевых сервисов.

6. Разработано и внедрено программное обеспечение 801МТоро1оду для организации программного управления потоками данных между структурными подразделениями предприятия в режиме реального времени.

Практические результаты диссертационной работы, реализованные в виде математического и программного обеспечения адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных, используются в программно-конфигурируемой компьютерной сети АО «ГРПЗ» для обеспечения высокоскоростного, качественного и надежного обмена данными между различными подразделениями предприятия.

Внедрение и использование результатов диссертации позволило в значительной степени улучшить качество связи, повысить эффективность и надежность функционирования распределенной компьютерной сети АО «ГРПЗ» за счет адаптивности сетевых вычислений и программного управления потоками данных.

Начальник участка связи

А.В. Братулин

Начальник бюро технического сопровождения активного оборудования сети

А.С. Сковородин

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель директора Муро^(Щ§^та (филиала)

'о#5*7 ч ¿-шов

д.т.н., проф. Жизняков А.Л.

АКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

результатов диссертации "Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов" по специальности 05.13.11 -"Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей" на соискание ученой степени доктора технических наук Перепелкина Дмитрия Александровича.

Настоящим актом удостоверяется, что результаты исследований, полученные в диссертации Перепелкина Д.А., внедрены в учебный процесс Муромского института (филиала) ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых.

Разработанные в диссертационной работе математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях, а также монографии: «Корпоративные сети: технологии, протоколы, алгоритмы». М.: Горячая линия-Телеком, 2011. 216 е., «Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях». М.: Горячая линия-Телеком, 2012. 236 с. используются в учебном процессе на кафедре радиотехники при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсу «Космические и наземные системы радиосвязи» по направлению 11.03.02 -«Инфокоммуникационные технологии и системы связи», профиль подготовки «Системы радиосвязи и радиодоступа».

Основные положения и выводы диссертации Перепелкина Д.А. позволили качественно освещать в учебном процессе вопросы разработки новых методов, алгоритмов и программ адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов.

Использование полученных в диссертации Перепелкина Д.А. результатов позволило повысить качество учебного процесса и ознакомить студентов с новыми разработками в области программно-конфигурируемых сетей.

Заведующий кафедрой радиотехники д.т.н., профессор

Д.т.н., профессор кафедры радиотехники

Утверждаю

Заместитель генерального директора - директор филиала -

конструктор «ОКБ «Спектру

О.В. Фалеев 2017 г.

АКТ

внедрения результатов докторской диссертации Перепелкина Дмитрия Александровича на тему «Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением

качества сетевых сервисов»

Комиссия в составе:

председателя: заместителя директора - первого заместителя главного конструктора, к.т.н., Новикова Ю.А.;

члены комиссии:

помощника директора - главного конструктора по научной работе, к.т.н., Светникова О.Г.;

начальника отдела информатизации и связи, секретаря секции научно-технического совета, к.т.н., Лукьянова О.В.;

начальника отдела, к.т.н., Тихомирова С.А.

составила настоящий акт в том, что результаты исследований, полученные в докторской диссертации Перепелкина Д.А., внедрены в процессе создания системы РОКС К-М КТМЯ.461271.190, а так же при сопровождении автоматизированных систем управления и контроля программно-конфигурируемых сетей передачи данных полигонного измерительного комплекса в следующем объеме:

1. Модель процесса передачи данных в программно-конфигурируемых сетях в виде задачи поиска дерева оптимальных маршрутов с использованием метрик линий связи с учетом динамических изменений, возникающих при вариации нагрузки и пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования.

2. Методики и алгоритмы адаптивной маршрутизации в программно-конфигурируемых сетях в условии динамических изменений нагрузки на каналах связи и в структуре сети.

3. Методики и алгоритмы много путевой адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях полигонного измерительного комплекса с обеспечением качества сетевых сервисов.

4. Модели, методики и алгоритмы, предложенные Перепелкиным Д.А., внедрены в программно-математическое обеспечение системы РОКС К-М, и обеспечивают адаптивную маршрутизацию и балансировки нагрузки в программно-конфигурируемых сетях полигонного измерительного комплекса.

Разработанные и внедренные Перепелкиным Д.А. методики обработки изменения метрики линии связи в условии динамически изменяющейся топологии и загрузки каналов связи в программно-конфигурируемых сетях полигонного измерительного комплекса позволяют повысить быстродействие и надежность средств проводной и радиосвязи за счет автоматизированного управления потоками данных в режиме реального времени, а также обеспечить оперативность передачи информации до потребителей.

В настоящее время система РОКС К-М успешно выдержала предварительные испытания, в ходе которых были подтверждены высокие тактико-технические характеристики, во многом обусловленные применением предложенных автором методик и достигнуто сокращение (по сравнению с системой РОКС К, находящейся в эксплуатации) среднего времени передачи потоков данных на 5-10% и времени расчета оптимальных маршрутов на 50-60%, в условиях динамического изменения задержки передачи на линиях связи.

Настоящий Акт рассмотрен на заседании НТС АО «РКЦ «Прогресс»

(протокол № Я- от 06.06.2017).

Заместитель директора филиала -первый заместитель гл. конструктора, к.т.н.

Помощник директора - главного конструктора у по научной работе, к.т.н.

Начальник отдела информатизации и связи, ученый секретарь НТС, к.т.н.

Начальник отдела, к.т.н.

Ю.А. Новиков

О.Г. Светников

О.В. Лукьянов С.А. Тихомиров

Экз. № 4

про

АКТ

об использовании в учебном и научном процессе Федерального государственного казенного военного образовательного учреждения высшего образования «Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации», (Академия ФСО РФ), г. Орел результатов докторской диссертации и научных работ Перепелкина Д.А.

Настоящим актом удостоверяется, что математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях, разработанные в процессе работы над докторской диссертацией Перепелкиным Д.А., а также монографии: «Корпоративные сети: технологии, протоколы, алгоритмы». М.: Горячая линия-Телеком, 2011. 216 е., «Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях». М.: Горячая линия-Телеком, 2012. 236 с. используются в учебном и научном процессе Академии Федеральной службы охраны РФ при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий для подготовки специалистов по специальности 09.03.02 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем».

Основные положения и выводы диссертации и научных работ Перепелкина Д.А. позволили качественно освещать в учебном процессе вопросы разработки новых методов, алгоритмов и программ адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов.

Внедрение основных результатов научных исследований Перепелкина Д.А. позволили реализовать новые подходы в обеспечении качества учебного процесса в Академии Федеральной службы охраны РФ.

Доцент кафедры № 34

к.т.н., доцент

Конышев М.Ю.

Заместитель начальника кафедры № 34 к.т.н., доцент

Крюков О.В.

Начальник кафедры № 34 к.т.н., доцент

Трофименков А.К.

23.05.2017 г.

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель начальника академии

АКТ

реализации

результатов диссертационной работы Перепелкина ДА.

Комиссия в составе: председателя - начальника 31 кафедры, кандидата технических наук, доцента, полковника Ренскова A.A. и членов комиссии: заместителя начальника 31 кафедры, кандидата технических наук, полковника Дементьева В.Е., профессора 31 кафедры, кандидата технических наук, доцента, полковника Авраменко B.C. и доцента 31 кафедры, кандидата технических наук, полковника Логинова В.А. составила настоящий акт в том, что в учебном процессе Военной академии связи им. С.М. Буденного в ходе проведения занятий по дисциплинам: «Автоматизированные системы специального назначения», «Сети и телекоммуникации», «Эксплуатация автоматизированных систем специального назначения» используются следующие результаты научных исследований Перепелкина Д.А.:

- математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях;

- материалы монографий: «Корпоративные сети: технологии, протоколы, алгоритмы». М.: Горячая линия-Телеком, 2011. 216 е., «Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях». М.: Горячая линия-Телеком, 2012.236 с.

Внедрение указанных выше результатов научных исследований Перепелкина Д.А. позволили реализовать новые подходы в обеспечении учебного процесса в Военной академии связи.

«УТВЕРЖДАЮ»

Исполнительный директор

ООО «Энлинк Телекоммуникации»

Солотчинское шоссе, д.11,

Рязань, 390006

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

www.nlink.ru

ЛсУЛУ9щ

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов докторской диссертации Перепелкина Дмитрия Александровича

на тему «Математическое и программное обеспечение адаптивной маршрутизации и балансировки потоков данных в программно-конфигурируемых сетях с обеспечением качества сетевых сервисов»