Математическое моделирование и алгоритмы оценки эффективности системы администрирования локальной компьютерной сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Адиль Омер Юсиф Мохамед

• Адиль Омер Юсиф Мохамед
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Адиль Омер Юсиф Мохамед

Введение.

Актуальность работы.

Глава 1 - Концептуальные и методические положения оценки эффективности и совершенствования системы администрирования локальной компьютерной сети.

1.1 - Требования к методико-алгоритмическому аппарату оценки эффективности и совершенствования системы администрирования локальной компьютерной сети.

1.2. - Постановка задачи исследования.

1.3 - Концептуальные положения оценки эффективности системы администрирования локальной компьютерной сети.

1.4 - Методика оценки эффективности и совершенствования системы администрирования локальной компьютерной сети.

1.5 - Выводы по главе 1.

Глава 2 - Показатели и алгоритмы оценки эффективности функционирования системы администрирования локальной компьютерной сети.

2.1 - Структура системы показателей.

2.2 - Алгоритмы определения показателей целевой эффективности подсистемы управления безопасностью системы администрирования локальной компьютерной сети.

2.3 - Алгоритмы определения показателей целевой эффективности подсистемы управления производительностью системы администрирования локальной компьютерной сети.

2.4 - Показатели экономической эффективности системы администрирования локальной компьютерной сети.

2.5 - Постановка задачи оценки эффективности функционирования системы администрирования локальной компьютерной сети по частным показателям.

2.6 - Алгоритмы определения частных показателей.

2.7 - Выводы по главе 2.

Глава 3 - Моделирование процессов функционирования системы администрирования локальной компьютерной сети.

3.1 - Требования к математической модели.

3.2. - Особенности и принципы обобщенного структурного метода моделирования процессов функционирования системы администрирования локальной компьютерной сети.

3.3. - Математическая модель процессов функционирования системы администрирования локальной компьютерной сети.

3.4. - Структура типовых функциональных модулей (ТФМ) математической модели процессов функционирования системы администрирования.

3.5 - Типовые функциональные модули для определения показателей эффективности подсистемы управления безопасностью системы администрирования локальной компьютерной сети.

3.6 - Выводы по главе 3.

Глава 4 - Экспериментальное исследование эффективности подсистемы управления безопасностью системы администрирования локальной компьютерной сети.

4.1 - Характеристика объекта исследования.

4.2 - Адаптация математических моделей и алгоритмов к оценке эффективности объекта экспериментального исследования.

4.3 Проведение эксперимента и его результаты.

4.4 - Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование и алгоритмы оценки эффективности системы администрирования локальной компьютерной сети»

Актуальность работы

Решение в России грандиозных задач построения информационного общества без широкого и повсеместного использования информационных и телекоммуникационных систем и сетей практически в любой сфере человеческой деятельности невозможно. Особенно высокая роль здесь принадлежит компьютерным сетям - локальным, региональным, корпоративным, глобальным. Они составляют основу планирования и управления производственно - хозяйственной деятельностью любого предприятия. Эффективность функционирования таких сетей в значительной степени определяется обслуживающим персоналом, специалистами, обеспечивающими полную и постоянную работоспособность компьютерной сети (КС), ее высокую производительность, безопасность, диагностику и восстановление, управление пользователями и решение их проблем. В решении этих задач главенствующая роль принадлежит службе администрирования сети, функционирующей в составе службы технической поддержки. Администратор сети, возглавляющий службу администрирования, является и системотехником, и диспетчером, и руководителем персонала, обслуживающего сеть.

В распоряжении службы администрирования сети имеются необходимые аппаратные, программные средства и технологии, составляющие систему администрирования (СА). Следовательно, под системой администрирования понимается совокупность методов, средств и технологий, реализующих функции администрирования сети. Главная цель создания СА - обеспечение выполнения всех функций, предусмотренных перечнем периодических и эпизодических задач администрирования, т.е. обеспечение полной и постоянной работоспособности сети.

Основная обязанность сетевого администратора (а следовательно, и всей системы администрирования ) - обеспечение доступа к серверу и сетевым сервисам J1KC. Это может быть реализовано только правильным планированием технического обслуживания сети, профилактикой и ремонтом.

Доступность и прозрачность сети зависит от ряда факторов. К ним относятся:

• надежность сети, достигаемая постоянным контролем ее отказоустойчивости, применением источников бесперебойного питания, систем резервного копирования и восстановления;

• наличие технологий обеспечения надежности сети;

• наличие средств и технологий управления пользователями. Сюда входят: установка и контроль пользовательского оборудования, создание и ведение пользовательских учетных записей, анализ производительности настольных систем, подготовка пользователей, обеспечение резервного копирования и много другое;

• перспективное планирование, предусматривающее текущие потребности сети, возможность быстрого подключения новых пользователей и удовлетворения их растущих потребностей, увеличение сетевых ресурсов;

• качественная документация. Документируется множество сведений: этапы создания и модернизации сети; таблицы с данными пользователей; схема сети с указанием сетевых ресурсов, настольных компьютеров, мостов, маршрутизаторов, кабельных магистралей, точек соединения с глобальными сетями; программное обеспечение, правила и методики работы в сети и др. Всю документацию целесообразно организовать в базу данных, что позволит быстро находить нужные сведения.

Основные инструментальные средства администрирования представлены в составе сетевых операционных систем (СОС)[39].

Обеспечение отказоустойчивости, диагностики и восстановления функциональных частей сети осуществляется с помощью дополнительных аппаратных и программных средств, сертифицированных для работы с используемой сетевой операционной системой.

Совершенствование и развитие СА осуществляется прежде всего за счет повышения таких функциональных возможностей сетевых операционных систем, которые обеспечивают решение новых задач сетевого администрирования. Это подтверждается и на примере развития средств администрирования в сетях Windows NT/2000/2003 [39].

Совершенствование и развитие СА должно сопровождаться количественной оценкой эффекта, достигаемого за счет использования модернизированной системы (после внедрения новых программно -аппаратных средств и технологий администрирования). Но для этого необходим соответствующий инструментарий, методико-алгоритмический аппарат (МАА). В настоящее время такой аппарат отсутствует. Интуитивное или на основании приобретенного опыта решение всех вопросов по совершенствованию и развитию СА без теоретически обоснованной априорной количественной оценки возможного эффекта ' за счет использования модернизированной системы может не дать не только оптимальный, но даже приемлемый результат.

Необходимость в методико-алгоритмическом аппарате количественной оценки эффективности процессов функционирования используемой системы администрирования или эффективности внедрения новых средств и технологий с целью получения более совершенной системы вполне очевидна и носит постоянный характер, поскольку процесс совершенствования СА имеет также непрерывный характер.

Настоящие исследования посвящены разработке методико-алгоритмического аппарата, пригодного для априорной и апостериорной оценок и анализа эффективности процессов функционирования системы администрирования JIKC, а также для выработки рекомендаций по совершенствованию используемой СА. В этом заключается актуальность диссертационной работы.

Цель диссертационной работы состоит в постановке и решении актуальной научно-практической задачи по разработке инструментария, то есть методико-алгоритмического аппарата оценки и совершенствования системы администрирования локальной компьютерной сети, рассматриваемой как человеко-машинная система.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• обоснование актуальности работы и постановка задачи исследования;

• разработка концептуальных положений и методических основ оценки эффективности и совершенствования системы администрирования JIKC;

• формирование системы показателей целевой и экономической эффективности функционирования СА локальной сети;

• разработка алгоритмов определения показателей экономической эффективности СА и показателей целевой эффективности для оценки наиболее важных подсистем СА;

• реализация общего подхода в постановке задачи оценки эффективности СА по частным показателям и в определении их значений;

• выбор и обоснование метода моделирования процессов функционирования системы администрирования как человеко-машинной системы и разработка математической модели этих процессов и ее типовых функциональных модулей для определения значений показателей эффективности;

• проведение экспериментальных исследований с целью подтверждения работоспособности и эффективности предлагаемого инструментария и разработки рекомендаций по совершенствованию объекта исследований.

Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических, методических и практических положений, определяющих процессы исследования эффективности функционирования человеко-машинных систем.

Объект исследования - система администрирования локальной компьютерной сети, рассматриваемая как человеко-машинная система, эффективность функционирования которой определяется всеми тремя компонентами: человеком, машинной и производственной средой.

Методы исследования и источники информации. Исследование базируется на принципах системного анализа, обобщения, статистической обработке данных, теории эффективности, теории вероятностей, методах математического моделирования.

В ходе выполнения диссертационной работы использованы труды отечественных и зарубежных ученых (Назаров С.В., Пятибратов А.П., Евдокимов В.В., Макарова Н.В., Расторгуев С.П., Максимов Н.В., Ярочкин В.И., Прокофьев Н., Вакка Д., Нанс Б., Шатт С., Смит Р., Таненбаум Э., Шиндер Д.Л. и др.)

Научная новизна. В ходе выполнения диссертационной работы получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

1. Разработаны концептуальные и методические положения оценки эффективности и совершенствования системы администрирования ЛКС, рассматриваемой как человеко-машинная система.

2. Предложена система показателей целевой и экономической эффективности функционирования СА, включающая интегральные и частные показатели, абсолютные и относительные, детерминированные и вероятностные.

3. Разработаны алгоритмы определения показателей экономической эффективности СА и показателей целевой эффективности для оценки наиболее важных подсистем СА- управления безопасностью и управления производительностью.

4. Реализован общий подход в постановке задачи оценки эффективности СА по частным показателям и в определении их значений.

5. Разработана математическая модель процессов функционирования системы администрирования как человеко-машинной системы и типовые функциональные модули этой модели для определения показателей эффективности СА.

6. Проведена адаптация алгоритмов и математической модели СА к оценке эффективности подсистемы управления безопасностью локальной сети, выбранной в качестве объекта экспериментального исследования.

Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что эти результаты могут быть использованы в научно-исследовательских и проектных организациях для разработки системы администрирования JIKC, удовлетворяющей заданным требованиям, а также на предприятиях и в организациях, занимающих эксплуатацией JIKC, для оценки уровня эффективности системы администрирования JIKC и формирования предложений по ее совершенствованию путем внедрения новых программно- аппаратных средств и технологий.

Апробации результатов исследований. Основные научные выводы и положения, полученные в ходе выполнения диссертации, прошли апробацию в виде публикаций в печати: в сборниках научных трудов МЭСИ, а также в журнале "Открытое образование" (№4, 2007, учредитель МЭСИ, включен ВАК'ом в перечень периодических научных изданий). Основные научные результаты по мере их получения докладывались на различных семинарах и совещаниях.

Внедрение результатов работы осуществлялось в современной гуманитарной академии (г.Москва).

Достоверность научных результатов и выводов подтверждается корректным использованием научных методов исследования, использованием современного математического аппарата, а также итогами проведенного эксперимента.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Адиль Омер Юсиф Мохамед

Основные результаты работы заключаются в следующем.

1. Показана необходимость разработки методико-алгоритмического аппарата (МАА) для количественной оценки эффективности функционирования и совершенствования системы администрирования (СА) JIKC, рассматриваемой как человеко-машинная система (ЧМС).

2. Разработаны концептуальные положения и методические основы оценки эффективности и совершенствования системы администрирования JIKC.

3. Для оценки эффективности функционирования С A JIKC предложена система показателей целевой и экономической эффективности, включающая интегральные и частные показатели, абсолютные и относительные, детерминированные (используемые в основном при апостериорной оценке) и вероятностные (используемые при априорной оценке).

4. Разработаны алгоритмы определения показателей экономической эффективности СА и показателей целевой эффективности для оценки наиболее важных подсистем системы администрирования JIKC - подсистемы управления безопасностью и подсистемы управления производительностью.

5. Проведена формализация общего подхода в постановке задачи оценки эффективности СА по частным показателям и в определении их значений для наиболее распространенных случаев, когда частный эффект за счет функционирования СА оценивается дифференцированно по отдельным признакам: по характеру внедряемых или уже используемых НТТ (новых программно-аппаратных средств и технологий), по источникам эффекта, создаваемым за счет функционирования этих НТТ, по видам получаемого эффекта.

6. На базе обобщенного структурного метода разработана математическая модель процессов функционирования системы администрирования как человеко-машинной системы и типовые функциональные модули этой модели для определения показателей эффективности СА.

7. Проведены экспериментальные исследования с целью подтверждения работоспособности и эффективности предлагаемого инструментария. В качестве объекта исследования выбрана подсистема управления безопасностью системы администрирования ЛКС, для оценки которой адаптированы алгоритмы и математическая модель.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Адиль Омер Юсиф Мохамед, 2007 год

1. Ball, М.О., Colbourn, C.J. and Provan, J.S., Network Reliability. Technical Research report. TR 92-74. 1.stitute for System Research, University of Maryland, June 1992.

2. FMEA: Fehler Moglichkeits und Einflus - Analyse, Notwendigkeit, Chance, Voraussetzung. Crundlagen, Volkswagen, 1988.

3. Khorchenko, V.S. and Gorbenko, A.V. FME(C)A Technique of Assessment and Ensuring of a Corporate Computer Network Fault-Tolerance and safety, Proceedings of 6 th probabilistic safery Assessment and Management Conference. Puerto Rico, 2002.

4. Microsoft Windows 2000 Server. Русская версия / А.Г. Андреев, Е.Ю. Беззубов, М.М. Емельянов, О.И. Кокорева, А.Н. Чекмарев; Под общ. ред.А.Н. Чекмарева и Д.Б. Вишнякова. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2001. - 960 с.

5. Microsoft Windows 2000 Server. Учеб. курс MCSE; Пер. с англ. -2-е изд., перераб. М: Издательско - торговый дом «Русская Редакция», 2001.-912 с.

6. Адиль Омер Юсиф Мохамед. Анализ существующих методов оценки эффективности системы администрирования (СА) J1KC. -М.: Сборник научных трудов МЭСИ, выпуск 1, 2006.

7. Адиль Омер Юсиф Мохамед. Методология и методика оценки эффективности системы администрирования JIKC. М.: Сборник научных трудов МЭСИ, выпуск 1,2006.

8. Адиль Омер Юсиф Мохаммед, Пятибратов А.П. Проблемы администрирования локальной компьютерной сети вуза, журнале "Открытое образование" (№4, 2007, учредитель МЭСИ, включен ВАК'ом.

9. Адиль Омер Юсиф Мохамед. Структура показателей эффективности системы администрирования локальной компьютерной сети М.: Сборник научных трудов МЭСИ, выпуск 2, 2007.

10. Администрирование сети Microsoft Windows NT 4.0: Учеб. курс; Пер. с англ. М.: Изд. отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Tradihg Ltd.».- 1998.-496 с.

11. Администрирование сети на основе Microsoft Windows 2000: Учеб. курс MCSE; Пер. с англ. 2-е изд., перераб. - М: Издательско - торговый дом «Русская Редакция», 2001.-512 с.

12. Айвенс К. Компьютерные сети. Хитрости. СПб.: Изд-во Питер, 2006.

13. В.Айден К., Фибельман X., Крамер М. Аппаратные средства РС.-СПб: BHV, 1996.

14. Апрышкина Г. Управление сетями. Правила для системного администратора. КомпьютерПресс. - 2001. - № 5. - С. 25-31

15. Аронов И.З., Адлер Ю.П. и др. Обзор современных подходов к обеспечению качества и безопасности сложных систем на основе анализа видов, последствий и критичности отказов // Надежность и контроль качества. 1996. -№11.

16. Вакка Д. Безопасность интранет.- М.: «Бук Медиа Паблишер», 1998.

17. П.Вакка Д. Секреты безопасности в интранет.- К.: Диалектика, 1997.

18. Гайкович В., А. Першин «Безопасность банковских электронных систем», М., изд. Единая Европа, 1994.

19. Дмошинский Г.М., Серегин А.В. Телекоммуникационные сети России. М.: Архитектура и строительство России, 1993.

20. Дыоби Шон. Что нового в Windows NET Server.- Windows 2000 Magazine. 2002. - №4. - С. 24-27.

21. Евдокимов B.B. и др. Экономическая информатика. Учебник для вузов под ред. Проф. В.В. Евдокимова. СПб: Питер, 1997.

22. Иванова Т.И. Корпоративные сети связи-М.: Эко Трендз, 2001.

23. Информатика. Учебник под. Ред. Проф. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2003.

24. Информатика. Базовый курс / С.В. Симонович и др. СПб.: Питер, 2001г.-640 е.: ил.

25. Таненбаум Э. Компьютерные сети четвертое издание - М. СПб: Питер 2003.

26. Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Изд-во Питер, 2006.

27. Телекоммуникации. Мир и Россия. Состояние и тенденции развития. Под ред.Н.Т. Клещева. М.: Радио и связь, 1999.

28. Технология электронных коммуникаций. Т.20. Безопасность связи в каналах телекоммуникаций. М.: Экотрендз, 1992.

29. Касперски К. Техника и философия хакерских атак. М.: Солон-Р, 1999.

30. Компьютерные системы и сети. Учеб. Пособ. Под ред. В.П. Косарева и Л.В. Еремина. М., ФиС, 1999-2 экз.

31. Компьютерные сети. Учебный курс / Пер. с англ. -М.: Изд. Отдел «Русская редакция», ТОО «Channel Trading Ltd.» 1997.

32. Компьютерные сети. Учебный курс. Пер. с англ. -М., Изд-во торговый дом «Русская редакция», 2002.

33. Компьютерные технологии обработки информации / Под ред. С.В. Назарова.- М.: Финансы и статистика, 1995.

34. Корпоративные сети связи. Ж. Выпуск 3 под ред. Купермана М.Б.-М.: Информсвязь, 1997.

35. Курсы Центра Компьютерного обучения "Специалист" при МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001-2006г.г.

36. Леонтьев Б. Хакеры, взломщики и другие информационные убийцы. М.: «Познавательная книга плюс», 1999.

37. Локальные вычислительные сети. Кн. 3: Организация функционирования, эффективность, оптимизация. Под. ред. С.В. Назарова.- М.: Финансы и статистика, 1992.

38. ЗБ.Максимов Н.В. Компьютерные сети. СПб.: Изд-во Питер, 2005.

39. Назаров С.В. Администрирование локальных сетей Windows NT. Учебное пособие. М.: Финансы и статистика 2003.

40. Назаров С.В. Барсуков А.Г. Измерительные средства и оптимизация вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1990. -248 с.

41. Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. М.: Восточная Книжная компания, 1996.42.0лифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы Питер, 2001.

42. Основы организации сетей. Cisco. Группа разработчиков учебных курсов компании Cisco Systems Т. 1,2-М.: СПб.- Киев2004.

43. Пасечник А., Богумирский Б. Переход на Windows 2000: для профессионалов. Руководство администратора сети. СПб: Питер, 2000.-448 с.

44. Плисс А.И., Н.А. Сливина. Mathcad 2000 математический практикум для экономистов и инженеров. М. Финансы и статистика.2000.-2 экз.

45. Поддержка Microsoft Windows NT 4.0: Учеб. курс; Пер. с англ. -М.: Изд. отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.».-1998.-680 с.

46. Прокофьев Н. Советы администратору Windows NT. -КомпьютерПресс. 2000. - № 10.- С. 118-122.

47. Прокофьев Н. Типовые задачи администрирования сети Windows 2000.-КомпьютерПресс.-2001.-№ 12.-С. 134-137.

48. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник под. Ред. Проф. А. П. Пятибратова, издание третье. М.: Финансы и статистика,2005.

49. Рассел Ч, Кроуфорд Ш. Microsoft Windows 2000 Server. Справочник администратора. Пер. с англ., 2-е изд.- М.: Издательство ЭКОМ, 2001, 1296 с.51 .Расторгуев С.П. Программные методы защиты информации в компьютерных сетях. М.: «Яхтсмен», 1993.

50. Системное программное обеспечение/ А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов СПб.: Питер, 2001.-736 е.: ил.

51. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем. М.: Наука, 1990.

52. Смит Р.Аутентификация: от паролей до открытых ключей.: Пер. с англ. М.: Изд. Дом «Вильяме», 2002.-432 е.: ил.

53. Стандарт МЭК «Техника анализа надежности систем. Метод анализа вида и последствий отказов». Публикация 812 (1985г.). М., 1987, 23 с.

54. Хоникатт Дж. Использование Internet. 2-е изд.: Пер. с анг.-Киев: Диалектика, 1997.

55. Шатт С. Мир компьютерных сетей: Пер. с анг.- Киев: BHV, 1996.

56. Шиндер Д.Л. Основы компьютерных сетей. М.: СПб. Киев 2003.

57. Щербо В. Стандарты вычислительных сетей (взаимосвязи сетей). Справочник. М.: Кудиц - образ, 2000.

58. Ярочкин В.И. Информационная безопасность: Учебник для вузов. М.: Академический Проект; Фонд «Мир», 2003.-640 с.