Методы и алгоритмы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.15, кандидат наук Иванчикова Мария Александровна

• Иванчикова Мария Александровна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Иванчикова Мария Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МУЛЬТИПРОВАЙДЕРНЫХ СЕТЕЙ ЦОД

1.1 Основные понятия и определения

1.1.1 Определение, назначение и применение ЦОД

1.1.2 Основные виды и структуры ЦОД

1.1.3 Характеристики ЦОД

1.1.4 SLA-соглашение о качестве обслуживания ЦОД

1.2 Перспективы развития сетей ЦОД

1.2.1. Облачные ЦОД

1.2.2 Программно-конфигурируемые сети ЦОД

1.2.3 Мультипровайдерные сети ЦОД

1.3 Технологии маршрутизации и коммутации данных в сетях ЦОД

1.3.1 Протоколы маршрутизации и коммутации данных в сетях ЦОД

1.3.2 Оверлейные технологии в сетях ЦОД

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНФИГУРИРОВАНИЯ МАРШРУТОВ В МУЛЬТИПРОВАЙДЕРНЫХ СЕТЯХ

РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЦОД

2.1 Алгоритмы конфигурирования маршрутов в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД

2.1.1 Модифицированный алгоритм Прима

2.1.2 Модифицированный алгоритм Дейкстры

2.1.3 Модифицированный алгоритм Йена

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 3 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ РЕКОНФИГУРИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ И СТУКТУР В МУЛЬТИПРОВАЙДЕРНЫХ СЕТЯХ РАСПРЕДЛЕННЫХ ЦОД

3.1 Метод и алгоритм реконфигурирования параметров сетей распределенных ЦОД

3.2 Методы и алгоритмы реконфигурирования структур сетей распределенных ЦОД

3.2.1 Метод и алгоритм масштабирования структур сетей распределенных ЦОД

3.2.2 Метод и алгоритм обеспечения отказоустойчивости сетей распределенных ЦОД

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 4 ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА РЕКОНФИГУРИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ И СТРУКТУР МУЛЬТИПРОВАЙДЕРНЫХ СЕТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЦОД

4.1 Разработка архитектуры программной системы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей

распределенных ЦОД

4.1.1 Структура программы

4.1.2 Пользовательский интерфейс

4.1.3 Управление проектом

4.1.4 Графический редактор

4.2 Исследование алгоритмов реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД

4.2.1 Исследование модифицированного алгоритма Прима

4.2.2 Исследование модифицированного алгоритма Дейкстры

4.2.3 Исследование модифицированного алгоритма Йена

4.2.4 Исследование алгоритма реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей ЦОД

4.2.5 Исследование алгоритма масштабирования структур мультипровайдерных сетей ЦОД

4.2.6 Исследование алгоритма обеспечения отказоустойчивости мультипровайдерных сетей ЦОД

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 Листинг программной системы DC Designer

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и алгоритмы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы и ее значимость. В настоящее время количество информационных систем, технологий и методик, связанных с передачей и обработкой больших массивов данных возрастает и модернизация устройств для поддержки сетей новых поколений связи приводит к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных расходов. Переход и ввод в эксплуатацию сетей 5G в России и в мире предполагает использование единой программно-конфигурируемой сетевой инфраструктуры сразу несколькими операторами связи. Во избежание дополнительных затрат единая сетевая инфраструктура предприятий строится в виде центров обработки данных (ЦОД). Однако для развертывания крупномасштабных систем с поддержкой эффективной производительности и отказоустойчивости целесообразно распределять информационные ресурсы между несколькими ЦОД. Распределенная плоская архитектура сетей ЦОД, построенная на основе базовых (опорных) сетей, позволяет значительно снизить задержки при обслуживании и передаче пользовательского трафика, обеспечить оптимизированную доставку сетевого контента без топологических ограничений и динамически переконфигурировать параметры сети в зависимости от текущих потребностей пользователей. На сегодняшний день такие задачи актуальны при формировании региональной сетевой инфраструктуры с учетом особенностей действующих на территории региона провайдеров связи. Это дает возможность сократить общие затраты на создание высокоскоростных каналов связи, построить устойчивую сетевую структуру, к которой легко подключать новые сегменты с учетом специфики компании. Внедрение новых подходов к построению сетевой архитектуры упрощает отображение сетевых функций и позволяет обслуживать текущую инфраструктуру сети распределенных ЦОД несколькими провайдерами связи для предоставления различных сервисов.

Подходы к созданию инженерной инфраструктуры ЦОДов изменяются вслед за изменениями моделей предоставления ИТ-услуг, ростом вычислительной мощности стоек и возрастающими требованиями к энергоэффективности.

Виртуализация сетевой инфраструктуры предприятия или ее части с помощью ЦОД позволяет гибко управлять топологией и функциями сети в режиме реального времени, а также избавиться от избыточных затрат на дорогостоящее оборудование и обслуживание сети. В связи с этим на рынке появилось большое разнообразие стандартизированных решений, позволяющих создавать эффективную сетевую инфраструктуру предприятия. Для обеспечения масштабируемости и отказоустойчивости сетевой инфраструктуры на практике чаще всего используют резервные узлы и каналы связи. Однако ЦОД могут обслуживаться несколькими различными сетевыми провайдерами. При распределении сетевой инфраструктуры между несколькими ЦОД важными показателями эффективности функционирования новой сетевой инфраструктуры также являются воз ожность расширения сети с учетом наращивания портовой емкости, а также отказоустойчивость узлов и линий связи. В связи с этим основное внимание уделяется эффективности применяемых процессов маршрутизации данных между ЦОД.

Для организации соединений между ЦОД используют сетевые оверлейные технологии виртуализации VXLAN (Virtual Extensible LAN) и OTV (Overlay Transport Virtualization), позволяющие получить новую логику работы сети ЦОД, используя в качестве основы стандартные протоколы стека TCP/IP. Для решения задачи адаптивной маршрутизации применяются широко известные протоколы маршрутизации BGP, EGP, OSPF и IS-IS. Однако в реальных случаях задача поиска оптимальных маршрутов в ЦОД осложняется наличием нескольких альтернативных вариантов реализации, что приводит к необходимости стыковки каналов в узлах сети и возникновению зависимости стоимости узла от подключаемых к нему каналов связи. Примером может служить задача оптимального построения базовой сети региона при наличии нескольких операторов связи с различными зонами покрытия абонентов.

Решение задачи адаптивной маршрутизации в многопровайдерных сетях распределенных ЦОД является довольно сложной задачей. Из-за высокой загрузки маршрутизаторов в ЦОД и частого обновления маршрутной информации

обо всех изменениях в сети вычислительный процесс построения таблиц маршрутизации является очень трудоемким, так как необходимо проанализировать все возможные варианты решений с учетом числа подключенных провайдеров в ЦОД, а также типов пользовательского трафика.

Стоит отметить, что отечественные и зарубежные компьютерные сети ЦОД не используют в своей работе подходов реконфигурирования правил маршрутизации для прогнозирования возможного поведения в сети в случае динамического изменения параметров и структуры сети ЦОД. В то же время выбор маршрута, который учитывает динамику мультипровайдерной сети распределенных ЦОД, позволяет обеспечить высокую скорость обработки и контроля данных, быструю реакцию на изменения параметров в сетевой топологии, снизить стоимость и эксплуатационные расходы по ее обслуживанию, а также выполнить поддержку заданного уровня качества сервиса для сетевых приложений.

На основании всего вышесказанного можно сделать вывод об актуальности выбранной темы диссертационной работы.

Современное состояние исследований в данной области. Теория проектирования сложных вычислительных систем подробно рассматривается в работах В.А. Ершова, Г.П. Захарова [39-42], А.П. Кулешова [68], В.Г. Лазарева [74, 75], Б.Я. Советова [111, 112]. Вопросам построения многоуровневых облачных, кластерных и грид вычислительных систем и комплексов посвящены работы В.В. Воеводина [26], Вл.В. Воеводина [27], В.Е. Велихова [8, 22], В.А. Ильина [33-36], А.А. Климентова [1, 22, 46], В.В. Коренькова [2-5, 7, 46, 5053] и многих других отечественных авторов. Вопросам разработки параллельных и распределенных программ в вычислительных системах и компьютерных сетях посвящены работы У. Столлингса [113, 114], Э. Таненбаума [115], М. Шварца [126, 127], Н.П. Вашкевича [19], В.П. Кулагина [65-67], В.В. Топоркова [120-122], Д.В. Пащенко [64], В.Н. Дубинина [37, 38]. Методы анализа и синтеза компьютерных сетей подробно рассматриваются в работах В.М. Вишневского [24], Г.П. Захарова, В.П. Корячко [55-62], А.П. Шибанова [44-128],

В.В. Поповского [104, 105], А.В. Лемешко [76-78], Я.А. Когана [49],

B.И. Борисова, В.П. Шувалова [23] и многих других ученых. Задача построения мультипровайдерных компьютерных сетей ЦОД в условиях ресурсных ограничений рассматривается в работах С.М. Буркова [12-18], В.А. Бертенева [15, 16], Е.А. Саксонова [32, 95, 107-110], С.Г. Горшкова [32], Е.В. Никитина [32, 95]. Проблемами совершенствования методов и алгоритмов маршрутизации в компьютерных сетях занимались такие ученые, как Д.П. Бертсекас [131], Д. Филипс, А. Гарсиа-Диас [123], П. Гупта, Е.В. Дейкстра [132], Р. Беллман [130],

C. Флойд, Л.Р. Форд, Д.Р. Фулкерсон [135, 136], А.Б. Гольдштейн, Б.С. Гольдштейн [28-30], О.Я. Кравец [63], Д.В. Куракин [71-72], И.П. Норенков [55, 97], В.А. Трудоношин [55] и другие. Подробное описание методов поиска кратчайших путей можно найти в работах Т. Кормена, Ч. Лейзерсона и Р. Ривеста [54]. Решению задачи отказоустойчивой маршрутизации в компьютерных сетях уделено значительное внимание в работах С.И. Макаренко [88-90], Р.Л. Михайлова [94, 124], И.И. Пасечникова [87, 100], К.Ю. Цветкова [124, 125]. Развитие методов и алгоритмов управления потоками данных в сетях ЦОД подробно рассматривается в работах Ю.Л. Леохина [25, 79-86], В.Н. Тарасова [116-118], Н.Ф. Бахаревой [6, 117], В.Г. Карташевского [10, 11, 45, 91].

Цель диссертационной работы состоит в повышении эффективности, надежности и контроля функционирования мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД за счет разработки новых моделей, методов и алгоритмов реконфигурирования параметров и структур, обеспечивающих сокращение времени построения схем оптимальных маршрутов и снижение стоимости сети в условии динамических изменений нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1 Выполнить анализ целей и задач построения и проектирования мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД. Провести исследование

существующих методов и алгоритмов конфигурирования параметров и структур, используемых для передачи, обработки и контроля сетевого трафика в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД.

2 Разработать концептуальную модель процесса передачи, обработки и контроля данных в сетях распределенных ЦОД с учетом наличия в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи, представленную в виде задачи реконфигурирования параметров и структур в условии динамических изменений нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров.

3 Разработать модифицированные методы и алгоритмы конфигурирования параметров сетей распределенных ЦОД, учитывающие наличие в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи.

4 Разработать метод и алгоритм реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющие сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

5 Разработать метод и алгоритм масштабирования структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющие сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

6 Разработать метод и алгоритм обеспечения отказоустойчивости структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющие сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

7 Разработать программную систему реконфигурирования параметров и структур, позволяющую повысить эффективность и надежность процессов

передачи, обработки и контроля данных в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД.

Объектом диссертационного исследования являются

мультипровайдерные сети ЦОД и процессы передачи, обработки и контроля данных в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД.

Предметом исследования являются модели, методы, алгоритмы и программная система реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что впервые разработаны эффективные модели, методы, алгоритмы и программная система реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, которые позволяют сократить время построения схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами. Научная новизна сформулирована в положениях, изложенных ниже:

1 Концептуальная модель процесса передачи, обработки и контроля данных в сетях распределенных ЦОД с учетом наличия в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи, представленная в виде задачи реконфигурирования параметров и структур в условии динамических изменений нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров.

2 Модифицированные методы и алгоритмы конфигурирования параметров сетей распределенных ЦОД, учитывающие наличие в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи.

3 Метод и алгоритм реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

4 Метод и алгоритм масштабирования структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий

сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

5 Метод и алгоритм обеспечения отказоустойчивости структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

6 Программная система реконфигурирования параметров и структур, позволяющая повысить эффективность и надежность процессов передачи, обработки и контроля данных в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработанные в диссертационной работе алгоритмы реконфигурирования параметров и структур предназначены для применения в мультипровайдерных сетях ЦОД и реализованы в виде программ, загружаемых в маршрутизаторы.

Алгоритм реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД позволяет формировать дерево оптимальных маршрутов и реконфигурировать параметры сети в условиях динамического изменения стоимости каналов связи на основе информации о парных переходах. Алгоритм масштабирования структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД позволяет обеспечить гибкость развертывание сети ЦОД и динамическую реконфигурацию ее структуру в зависимости от текущих потребностей пользователей, а также сократить вычислительную сложность построения таблиц маршрутизации до величины O(kmN) за счет частичного перестроения структуры сети ЦОД. Алгоритм обеспечения отказоустойчивости структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД позволяет обеспечить динамическую реконфигурацию структуры сети ЦОД при отказах сетевых

компонентов и снизить вычислительную сложность построения таблиц

2

маршрутизации до величины

за счет частичного перестроения таблиц

маршрутизации.

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 использовалась разработанная программная система.

В рамках диссертационной работы разработана программная система DC Designer, предназначенная для реализации разработанных алгоритмов реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД. DC Designer реализована на языке программирования С# на платформе Microsoft .NetFramework 4.0.

Разработанная программная система позволяет создавать, сохранять, открывать и визуально проектировать графовые модели мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД, задавать параметры ЦОД и каналов связи, формировать базовую структуру мультипровайдерной сети с помощью модифицированного алгоритма Прима, конфигурировать оптимальные маршруты с помощью модифицированных алгоритмова Дейкстры и Йена, реконфигурировать параметры и структуру мультипровайдерной сети с помощью предложенных алгоритмов масштабирования и обеспечения отказоустойчивости. Отличительной особенностью системы является возможность отображения в графическом редакторе результатов работы разработанных алгоритмов реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей в режиме реального времени.

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

1 Концептуальная модель процесса передачи, обработки и контроля данных в сетях распределенных ЦОД с учетом наличия в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи, представленная в виде задачи реконфигурирования параметров и структур в условии динамических изменений

нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров.

2 Модифицированные методы и алгоритмы конфигурирования параметров сетей распределенных ЦОД, учитывающие наличие в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи.

3 Метод и алгоритм реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

4 Метод и алгоритм масштабирования структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

5 Метод и алгоритм обеспечения отказоустойчивости структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах, позволяющий сократить время формирования схем оптимальных маршрутов и снизить общую стоимость обслуживания по сравнению с известными аналогами.

6 Программная система реконфигурирования параметров и структур, позволяющая повысить эффективность и надежность процессов передачи, обработки и контроля данных в мультипровайдерных сетях распределенных ЦОД.

Соответствие паспорту специальности. Проблематика, исследованная в диссертации, соответствует областям исследований 1, 2, 5 и 6 паспорта специальности 05.13.15 - «Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети».

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 действующей программной системы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД, подтвержденной 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 имени В.Ф. Уткина» по НИР 2-14Г «Разработка и развитие моделей, алгоритмов и технологии динамического управления маршрутами передачи данных программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей», 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», НИР 2-19Г «Разработка и развитие методов, алгоритмов и инструментальных средств построения программно-конфигурируемых цифровых облачных платформ интеллектуальной обработки больших массивов данных». Тематика диссертационной работы и проводимые научные исследования поддержаны стипендией Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетному направлению модернизации российской экономики «Стратегические информационные технологии, включая вопросы создания суперкомпьютеров и разработки программного обеспечения» (СП-505.2016.5) и грантом Фонда Содействия инновациям по программе «УМНИК».

Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены и используются в учебном процессе и НИР ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина» (РГРТУ) в

лекционных курсах и лабораторном практикуме по дисциплинам «Сети и телекоммуникации» и «Распределенные информационные системы» по направлению 09.03.01 - «Информатика и вычислительная техника», а также в инженерной практике компании АО «ЭР-Телеком Холдинг» (Дом.ру) в составе единой инфраструктуры компьютерных сетей провайдеров связи Рязанского региона.

Использование результатов диссертационной работы на практике подтверждено соответствующими актами о внедрении и использовании. Получено 9 авторских свидетельств о регистрации программ для ЭВМ в ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности» (РОСПАТЕНТ).

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных научно-технических конференциях: XIX-XXI Всероссийских научно-методических конференциях «Телематика» (г. Санкт-Петербург, 2012-2014); XVII-XXIII Всероссийских научно-технических конференциях студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях (НИТ)» (г. Рязань, 20122018); 18-ой Международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (г. Рязань, 2015); XI Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы (НИТиС)» (г. Пенза, 2014); 8-ой Всероссийской мультиконференции по проблемам управления (г. Ростов-на-Дону, 2015); Всероссийской научно-технической конференции «Интеллектуальные и информационные системы (Интеллект)» (г. Тула, 2016, 2017); Международной научно-технической конференции «Перспективные информационные технологии (ПИТ)» (г. Самара, 2016, 2018, 2019); I-III Международном научно-техническом форуме «Современные технологии в науке и образовании (СТНО)» (г. Рязань, 2017-2019); XIII международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации (ПТСПИ 2019)» (г. Владимир, 2019); 11 IEEE International Conference ELEKTRO (Strbske Pleso,

Slovak Republic, 2016); 27 and 28 IEEE International Conference Radioelektronika (Brno, Czech Republic, 2017; Prague, Czech Republic, 2018); 2 International Science and Technology Conference «Modern Network Technologies (MoNeTec) (Moscow, Skolkovo, 2018); 5-8 IEEE Mediterranean Conferences on Embedded Computing (MECO) (Bar, Montenegro, 2016, 2017, 2019).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 66 печатных работ, в том числе: 9 статей в изданиях из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК; 12 статей в изданиях, входящих в международные базы научного цитирования Web of Science и Scopus; 8 статей в научно-технических журналах и межвузовских сборниках научных трудов; 28 докладов на международных и всероссийских научных конференциях; 9 авторских свидетельств о регистрации программы для ЭВМ в ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности» Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (ФГБУ «ФИПС», РОСПАТЕНТ).

Личный вклад автора. Все результаты диссертационной работы, в том числе постановка задач, разработка и исследование защищаемых моделей, методов и алгоритмов реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД, основные научные результаты, выводы и рекомендации принадлежат лично автору. Программная система, реализующая модели, методы и алгоритмы, разработана также самостоятельно автором. Работы, выполненные в соавторстве, посвящены общей постановке проблемы, концепции ее решения, предложенной автором, конкретизации разработанных моделей, методов и алгоритмов для ряда актуальных прикладных задач, разработке отдельных программных средств.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, 3 приложений, изложенных на 206 страницах (включая 65 рисунков и 18 таблиц). Список литературы содержит 154 наименования.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МУЛЬТИПРОВАЙДЕРНЫХ

СЕТЕЙ ЦОД 1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ, НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЦОД

Центр обработки данных (ЦОД) — это ядро ИТ-инфраструктуры предприятия, представляющее собой комплекс инженерной инфраструктуры, программного и аппаратного обеспечения, организационных процедур и человеческих ресурсов, предназначенных для хранения, обработки и предоставления данных с требуемым уровнем качества обслуживания [108].

С системной точки зрения ЦОД является отказоустойчивым, комплексным, централизованным решением, которое охватывает информационные и инженерные системы. Обычно ЦОД представляет собой специализированное здание, в котором расположены стойки систем хранения данных, серверного и сетевого оборудования [108].

Основными задачами ЦОД являются хранение и обработка данных, предоставление прикладных сервисов, поддержка функционирования корпоративных приложений, а также решение бизнес-задач путем предоставления услуг в виде информационных сервисов.

Основные функции ЦОД - хранение, обработка, передача и контроль данных, поэтому их инфраструктура состоит из множества сложных и резервируемых инженерных систем высокой надёжности. Если рассматривать ЦОД как единую многокомпонентную систему, то они призваны гарантировать бесперебойное автоматизированное функционирование бизнес-процессов, обеспечивая повышение качества предоставляемых услуг и эффективности работы компании в целом [3].

ЦОД по назначению можно разделить на две группы: частные (корпоративные) и общего пользования. Первые решают задачи и реализуют функции необходимые только конкретной компании. Вторые чаще всего

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванчикова Мария Александровна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аулов В.А., Климентов А.А., Машинистов Р.Ю., Недолужко А.В., Новиков А.М., Пойда А.А., Тертычный И.С., Теслюк А.Б., Шарко Ф.С. Интеграция гетерогенных вычислительных инфраструктур для анализа данных геномного секвенирования // Математическая биология и биоинформатика. -2016. - Т. 11. - № 2. - С. 205-213. DOI: 10.17537/2016.11.205.

2. 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.

3. 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.

4. Балашов Н.А., Баранов А.В., Кадочников И.С., Кореньков В.В., Кутовский 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.

5. 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.

6. Бахарева Н. Ф., Тарасов В. Н. Аппроксимативные методы и модели массового обслуживания. Исследование компьютерных сетей - Самара: СНЦ РАН, 2011. - С.120-138.

7. Бедняков В.А., Кореньков В.В. Перспективы Грид-технологий в промышленности и бизнесе //Знание-сила. - 2010. - №10. - C.97-103.

8. Бережная А.Я., Велихов В.Е., Лазин Ю.А., Лялин И.Н., Рябинкин Е.А., Ткаченко И.А. Ресурсный центр обработки данных уровня Tier-1 в национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» для экспериментов ALICE, ATLAS и LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК) // Компьютерные исследования и моделирование, №7(3). 2015. С. 621-630.

9. 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).

10. Буранова М.А., Карташевский В.Г., Самойлов М.С. Анализ статистических характеристик мультимедийного трафика узла агрегации в мультисервисной сети // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. -2014. - № 4. - С. 63-69.

11. 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. 33-39.

12. Бурков С.М. Задачи формирования базовой сети регионального уровня // Информационные и коммуникационные технологии в образовании и научной деятельности: материалы межрегион. науч.-практ. конф. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2009. - С. 12-22.

13. Бурков С.М. Концептуальный подход к созданию телекоммуникационных систем при условии ресурсных ограничений // Информационные и коммуникационные технологии в образовании и научной деятельности: материалы межрегион. науч.-практ. конф. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2009. - С. 23-34.

14. Бурков С.М. Проблемы и задачи поэтапного формирования информационной базовой сети региона. - Хабаровск: Вычислительный центр ДВО РАН, 2005. - 46 с.

15. Бурков С.М., Бертенев В.А. Задачи поэтапного формирования информационно-телекоммуникационных систем регионального уровня //

Информационно-коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2007: опыт, проблемы и перспективы: материалы V науч.-практ. конф. -Хабаровск: ХК ИППК ПК, 2007. - С. 21-24.

16. Бурков С.М., Бертенев В.А. Постановка задачи формирования базовой сети регионального уровня // Научно-технические ведомости СПбГТУ. - 2009. - № 4 (82).

17. Бурков С.М., Житникова Л.М., Посвалюк Н.Э., Савин С.З. Моделирование региональных инфокоммуникационных систем: монография. -Владивосток: Дальнаука, 2009. - 272 с.

18. Бурков С.М., Мазур А.И., Мендель А.В. Региональная образовательная информационная сеть и информационные ресурсы регионального назначения // Информационно-коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2007: опыт, проблемы и перспективы: материалы V науч.-практ. конф. - Хабаровск: ХК ИППК ПК, 2007. - С. 28-32.

19. Вашкевич Н.П. Недетерминированные автоматы и их использование для реализации систем параллельной обработки информации. - Пенза: ПГУ, 2016. - 391 с

20. Вдовин П.М. и др. Задача распределения ресурсов центров обработки данных и подходы к ее решению // VII Московская междунар. конф. по исследованию операций (0RM2013). М.: ВЦ РАН. - 2013. - Т. 2. - С. 30-32.

21. 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.

22. Велихов В.Е., Климентов А.А., Машинистов Р.Ю., Пойда А.А., Рябинкин Е.А. Интеграция гетерогенных вычислительных мощностей НИЦ «Курчатовский институт» для проведения масштабных научных вычислений // Известия ЮФУ. Технические науки. №11 (184). 2016.

23. Величко В.В., Субботин Е.А., Шувалов В.П.,. Ярославцев А.Ф. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие 2-е изд. - М.: Горячая линия-Телеком, 2015. - 592 с.

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

25. Вишнеков А.В., Иванова Е.М., Леохин Ю.Л. Методика выбора информационной структуры корпоративной компьютерной сети // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2017. - № 1. - С. 1729.

26. Воеводин В.В. Параллельные вычисления. - Санкт-Петербург.: БХВ-Петербург, 2002. - 608с.

27. Воеводин Вл. В. Численные методы, параллельные вычисления и информационные технологии: Сборник научных трудов под редакцией Воеводина и Тыртышникова. - М.: Издательство МГУ, 2008. - 320 с.

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

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

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

31. 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.

32. Горшков С. Г., Никитин Е.В., Саксонов Е.А. Задача формирования структуры базовой сети // Вестник Тихоокеанского государственного университета. - 2010. - № 2. - С. 59-66.

33. Демичев А., Ильин В., Крюков А., Поляков С. Отказоустойчивость коммуникационных сетей со свойствами малого мира // Национальный суперкомпьютерный форум, 2013.

34. Демичев А., Ильин В., Крюков А., Шамардин Л. Объединение грид-сегментов с различной инфраструктурой // Труды 6-ой Всероссийской научной конференции "Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции (RDCL'2004). - 2004. - С. 33-37.

35. Демичев А.П., Ильин В.А., Крюков А.П., Шамардин Л.В. Реализация программного интерфейса грид-сервиса Pilot на основе архитектурного стиля REST // Выч. мет. Программирование. - 2010. - № 11(3). - С. 62-65.

36. Демичев А.П., Ильин В.А., Крюков А.П., Поляков С.П. Архитектура коммуникационной среды суперкомпьютеров следующего поколения и теория пространственно-вложенных сложных сетей // ОИЯИ Дубна: Труды 5-й международной конференции "Распределенные вычисления и Грид-технологии в науке и образовании", 2012 г. - С. 292-301.

37. Дубинин В. Н. Децентрализованное управление распределенными данными в локальной вычислительной сети: спецификация, моделирование, реализация и применение в распределенных вычислениях. - Пенз. гос. техн. ун-т. - Пенза. - 1997. - 78 с.

38. Дубинин В.Н. Сетевые модели распределенных систем обработки, хранения и передачи данных - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2013. - 449 с.

39. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. - М.: Радио и связь. - 1982. - 208 с.

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

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

42. Захаров, Г.П. Сети передачи данных: учеб. пособие для студентов спец. 0702 - Л. : ЛЭИС, 1978 - Ч. 2. - Л. : ЛЭИС, 1978. - 47 с.

43. 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.

44. 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.

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

46. Климентов А.А., Кореньков В.В. Распределенные вычислительные системы и их роль в открытии новой частицы // Суперкомпьютеры. - 2012. - №3 (11). - С. 54-58.

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

48. 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.

49. 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.

50. Кореньков В.В., Кутовский Н.А. Инфраструктура обучения grid-технологиям // Открытые системы. - 2009. - №10. - C. 48-51.

51. 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.

52. 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.

53. 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.

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

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

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

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

58. 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.

59. 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.

60. 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.

61. 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.

62. 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.

63. 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.

64. Краснов А.А., Чечель П.К., Дубравин А.В., Пащенко Д.В. Использование системы линейных и линейно-циклических базовых фрагментов при построении эквивалентной модели сетей Петри с применением тензорных методов // Новые информационные технологии и системы. - Пензенский государственный университет, Россия, Пенза. - 2015. - С. 32-35.

65. Кулагин В. П. Методы построения тензоров преобразования для сетевых моделей сложных систем // Информатизация образования и науки. -2015. - № 4(28). - С. 133-147.

66. Кулагин В. П., Дубинин В. Н. Структурный анализ сетей Петри // Информационные технологии. - 2016. - Т. 22. - № 1. - С. 3-13.

67. Кулагин, В. П. Моделирование структур параллельных вычислительных систем на основе сетевых моделей - М.: Московский государственный институт электроники и математики, 1998.

68. Кулешов А.П. Информационная модель как основа проектирования корпоративных автоматизированных информационных систем // Приложение к журналу "Информационные технологии". 2006, № 3, с.26-30.

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

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

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

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

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

74. Лазарев В.Г. Динамическое управление потоками информации в сетях связи - М.: Радио и связь, 1983. - 216 с.

75. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 192 с.

76. 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.

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

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

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

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

81. 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.

82. 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.

83. 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.

84. 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.

85. 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.

86. 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.

87. Литвинов К.А., Пасечников И.И. Подходы к решению задачи маршрутизации в современных телекоммуникационных системах // Вестник ТГУ. -2013. - Т. 18. - № 1. - С. 64-69.

88. Макаренко С. И., Михайлов Р. Л. Модель функционирования мааршрутизатора в сети в условиях ограниченной надежности каналов связи // Инфокоммуникационные технологии. - 2014. - Т. 12. - № 2. - С. 44-49.

89. Макаренко С.И., Михайлов Р.Л., Новиков Е.А. Исследование канальных и сетевых параметров канала связи в условиях динамически изменяющейся сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. -2014. - №10.

90. Макаренко С. И. Анализ воздействия преднамеренных помех на функционирование расширенного протокола маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP) // Информационные технологии моделирования и управления. - 2010. -№ 2 (61). - С. 223-230.

91. 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.

92. Мизин И.А., Аничкин С.А., Белов С.А., Бернштейн А.В., Кулешов А.П. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник. - М.: Радио и связь, 1990. - 504 с.

93. Мизин И.А., Богатырев В.А., Кулешов А.П. Сети коммутации пакетов. - М.: Радио и связь, 1986. - 408 с.

94. Михайлов Р.Л. Помехозащищенность транспортных сетей связи специального назначения Монография. - Череповец: РИО ЧВВИУРЭ, 2016. - 128 с.

95. Никитин Е.В., Саксонов Е.А. Управление потоками данных в многосерверных системах обработки информации // Информатика и системы управления. - 2010. - № 3. - С. 3-9.

96. 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.

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

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

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

100. Орлов С. ЦОД от и до: автоматизация управления ЦОД // Журнал сетевых решений LAN. - 2010. - №5.

101. Пасечников И.И. Методология анализа и синтеза предельно нагруженных информационных сетей. - М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004. - 216 с.

102. 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.

103. Полежаев П.Н. Математическая модель распределенного вычислительного центра обработки данных с программно-конфигурируемыми

сетями его сегментов // Вестник Оренбургского государственного университета. -2013. - № 5 (154).

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

105. 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.

106. 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.

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

108. Рузайкин Г.И. Философия ЦОД // Мир ПК. - 2008. - №11.

109. Саксонов Е.А. Задача формирования сети распределённых информационных сервисов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций. - 2015. - С. 166-168.

110. Саксонов Е.А. Модели и алгоритмы управления потоками данных в многосерверных информационных системах // Системы управления и информационные технологии. - 2011. -№ 43(1). - С. 167-171.

111. Саксонов Е.А. Структурный синтез локальных вычислительных сетей // Девятая Всесоюзная школа-семинар по вычислительным сетям: Методы управления и оптимизация вычислительных сетей, 1964. - № 3.

112. Саксонов Е.А., Дворников А.А. и др. Метод построения оптимального наложенного канала для беспроводной сенсорной сети // Информационные технологии. - 2016. - № 22(11). - С. 812-818.

113. Советов Б.Я. Информационные технологии: учебник для прикладного бакалавриата - 6-е изд., перераб. и доп. - Москва: Издательство Юрайт, 2016. -263 с.

114. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2001. — 343 с.

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

116. Столлингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем: проектирование и производительность. 5-е изд. - М.; СПб.; 2002. - 896 с.

117. Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2012. - 960 с.

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

119. Тарасов В.Н., Бахарева Н.Ф., Блатов И.А. Анализ и расчет системы массового обслуживания с запаздыванием // Автоматика и телемеханика. - 2015. -№ 11. - С. 51-59.

120. Тарасов В.Н., Полежаев П.Н. и др. Математические модели облачного вычислительного центра обработки данных с использованием OpenFlow // ВЕСТНИК ОГУ. - 2012. - №9 (145). - С. 150-155.

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

122. Топорков В.В. Метаоператорные сети в задачах автоматизированного проектирования многокомпонентных дискретных систем // Автоматизация и проектирование в промышленных системах: Межвуз. сб. научн. тр. Тверской гос. технич. ун-т. Тверь, - 1994. - С.31-36.

123. Топорков В.В. Модели распределенных вычислений - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 320 с.

124. Топорков В.В. Структурно-динамические модели вычислений на метаоператорных сетях // Вестник МЭИ. - 1994. - № 2. - С.68-73.

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

126. Цветков К.Ю., Макаренко С.И., Михайлов Р.Л. Формирование резервных путей на основе алгоритма Дейкстры в целях повышения устойчивости информационно-телекоммуникационных сетей // Информационно-управляющие системы. - 2014. - № 2 (69).

127. Цветков К.Ю., Родионов А.В., Акмолов А.Ф. Динамическое перераспределение пропускной способности коммутируемого спутникового моноканала при использовании протоколов множественного доступа // Информационно-управляющие системы. - 2006. - № 5.

128. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. - М.: Наука, 1992. - 336 с.

129. Шварц М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование - М.: Радио и связь, 1981. - 336 с

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

131. Azarov V.N., Saksonov E.A., Leokhin Y. L. Analysis of Information Structure of the Corporate Network of Enterprise // 2018 IEEE International Conference" Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies (IT&QM&IS), 2018.

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

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

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

135. Dubravin A.V., Zinkin S.A., Paschenko D.V. Formal and conceptual definitions of the hybrid model of distributed computings in networks. Proceedings

2015 International Siberian conference on control and communications, SIBCON 2015. DOI: 10.1109/SIBCON.2015.7147047

136. 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.

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

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

139. 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.

140. 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.

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

142. Klimentov A., Buncic P., De K., Jha S., Maeno T., Wenaus T. et al. Next Generation Workload Management System For Big Data on Heterogeneous Distributed Computing // Journal of physics: conference series 608. 2015. DOI:10.1088/1742-6596/608/1/012040 2015.

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

144. 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.

145. 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.

146. 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 (MECO-2017), 2017, pp. 374-378. DOI: 10.1109/MECO.2017.7977240.

147. 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.

148. Mérindol P. et al. An efficient algorithm to enable path diversity in link state routing networks // Computer Networks. - 2011. - T. 55. - №. 5. - C. 1132-1149.

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

150. Nikitin N.M., Okunev S.L., Saksonov E.A. Modeling of interfacing hardware for local-area networks // Automatic Control and Computer Sciences. - 1991. - № 24(3). - pp. 55-59.

151. 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/ELEKTRO.2016.7512037.

152. 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.

153. 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.

154. 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.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

КОПИИ АКТОВ ВНЕДРЕНИЯ

ЭД В Е Р Ж Д А Ю

ФГБОУ ВО «РГРТУ» фиа^мат. наук, проф. Чиркин М.В.

К№ и-с/а^ 201Я г.

* ¿рр

АКТ

об использовании в учебном процессе и НИР ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина» результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук И в а нч и ков ой Марии Александровны

Настоящим актом удостоверяется, что результаты исследований, полученные в кандидатской диссертации Иванчиковой М.А., внедрены в учебный процесс и НИР ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина» (РГРТУ).

Разработанные в диссертационной работе модели, методы, алгоритмы и программная система ре кон фигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных» используются в учебном процессе Рязанского государственного радиотехнического университета имени В.Ф. Уткина (РГРТУ) при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсам «Сети и телекоммуникации» и «Распределенные информационные системы» по направлению 09.03.0i - «Информатика и вычислительная техника».

Концепция построения и методики ре конфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД внедрены и использованы в рамках проведения НИР 2-14Г «Разработка и развитие моделей, алгоритмов и технологии динамического управления маршрутами передачи данных программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей», 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», НИР 2-19Г «Разработка и развитие методов, алгоритмов и инструментальных средств построения программно-конфигурируемых цифровых облачных платформ интеллектуальной обработки больших массивов данных».

Основные положения и выводы диссертации Иванчиковой М.А. позволили качественно и по-новому освещать в учебном процессе вопросы разработки новых

методов, алгоритмов и программных средств реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных.

Использование полученных в кандидатской диссертации результатов и научных работ Иванчиковой М.А. позволило:

- отразить в лекционном материале современный уровень развития вычислительных систем и компьютерных сетей;

- разработать и внедрить лабораторные и практические работы с использованием новых методов и алгоритмов ре кон фигурирования параметров и структур мультипровайдерных ЦОД;

- расширить тематику курсового и дипломного проектирования;

- повысить качество учебного процесса и ознакомить студентов с новыми разработками в области сетевых и облачных технологий.

Председатель

Научно-методического совета РГРТУ Заведующий кафедрой «Вычислительная и прикладная математика» д.1.н., профессор

Декан факультета вычислительной техники д,т.н„ профессор

Заведующий кафедрой «Систем автоматизированного проектирования вычислительных средств» Д.Т.Н., профессор

Заведующий кафедрой «Электронные вычислительные машины» Д.Т.Н., профессор

Г,В. Овечкин

А.Н. Пылькин

В.П. Корячко

Б.В, Костров

Филиал Акционерного общестэа «ЭР-Телеком Холдинг» в городе Рязань [Филиал в г Рязань АО «ЭР-Телеком Холдинг»} ул Высоковольтная, д. 13. г Рязань. 390026 тел [phone], факс [phone] е-тзН: [e-mail]. www.domnj.ru 0КГ10 67236806, ОГРН 1065902028620 ИНН 5902202276, КПП 623043001

№

на № ОТ

Заголовок к тексту

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов кандидатской диссертации Иванчиковой Марии Александровны

на тему: «Методы и алгоритмы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных»

Настоящим Актом удостоверяется, что научные и практические результаты кандидатской диссертации Иванчиковой М,А. на тему: «Методы и алгоритмы реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных» внедрены и используются в инженерной практике компании АО «ЭР-Телеком Холдинг» в составе единой инфраструктуры компьютерных сетей приобретенных провайдеров связи Рязанского региона в следующем объеме;

1. Концептуальная модель процесса передачи, обработки и контроля данных в сетях распределенных ЦОД с учетом наличия в сетевой инфраструктуре нескольких приобретенных провайдеров связи, представленная в виде задачи реконфигурирования параметров и структур в условии динамических изменений нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров,

2. Методики и алгоритмы конфигурирования параметров сетей распределенных ЦОД, учитывающие наличие в сетевой инфраструктуре нескольких провайдеров связи.

3. Методика и алгоритм реконфигурирования параметров мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах,

4. Методика и алгоритм масштабирования структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах.

5. Методика и алгоритм обеспечения отказоустойчивости структуры мультипровайдерных сетей распределенных ЦОД на основе данных о парных переходах.

6. Программная система реконфигурирования параметров и структур мультипровайдерных сетей распределенных центров обработки данных.

В рамках проведенных исследований Иванчиковой МА были выполнены расчеты для оценки стоимости структуры и оптимизации параметров многопровайдерной сети региона, определены наиболее загруженные каналы и оборудование, разработаны и внедрены новые методики и алгоритмы реконфигурирования параметров и структур распределенной компьютерной сети нескольких провайдеров связи, обеспечивающие адаптивность вычислений, гибкость в обработке и контроле различных потоков данных.

В настоящее время в ходе эксплуатационных испытаний была подтверждена эффективность методик и подходов, предложенных Иванчиковой М.А., которые позволили сократить среднее время формирования оптимальных маршрутов на 9-12% и снизить общую стоимость обслуживания высокоскоростной многопровайдерной компьютерной сети на 2732% в условиях динамических изменений нагрузки, реальной пропускной способности каналов связи и коммутационного оборудования, а также числа обслуживающих провайдеров.

Использование разработанных Иванчиковой М,А. научных подходов позволило в процессе интеграции объединить в единую инфраструктуру компьютерные сети нескольких приобретенных операторов связи региона, снизить эксплуатационные затраты на функционирование сетей, обеспечить быстродействие и надежность передачи данных в условии динамически изменяющейся топологии и загрузки высокоскоростной многопровайдерной компьютерной сети.

Руководитель проектов В2С Рязанского филиала АО «ЭР-Телеком Холдинг кандидат технических наук

0,В. Лобан

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

КОПИИ СВИДЕТЕЛЬСТВ О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММ ДЛЯ ЭВМ В РОСПАТЕНТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ЛИСТИНГ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ DC DESIGNER

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ПРИМА

// установка исходных данных для роутеров

foreach (Router router in network.Routers) {

router.Mark = Marks.None; router.Used = false; router.TPorts.Clear();

}

// получение величины проходов int n = network.Routers.Count - 1; // создание списка просматриваемых роутеров List<Router> viewingRouters = new List<Router>();

// установки для исходного роутера viewingRouters.Add(startRouter); startRouter.Mark = Marks.ModPrima; startRouter.Used = true;

// проход по всем роутерам в списке

for (int i = 0; i < n; i++) {

Port connectablePort = null; Router deletedRouter = null; double min = Const.INF;

foreach (Router router in viewingRouters) {

bool del = false;

foreach (Port port in router.Ports) {

if (port.Router.Used == false) {

del = true;

if (router.usingProvider[port.Wire.NumberOfProvider] == 0) {

if

(router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider] + port.Wire.Criterion +

port.Router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider] < min)

{

min =

router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider] + port.Wire.Criterion +

port.Router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider];

connectablePort = port;

I

I

else i

if (port.Wire.Criterion + port.Router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider] < min)

i

min = port.Wire.Criterion + port.Router.weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider];

connectablePort = port;

I

I

I

I

if (del == false) i

deletedRouter = router;

I

if (connectablePort != null) i

if (paint == true) i

connectablePort.Wire.Pen = taggedPen; if

(connectablePort.Owner.usingProvider[connectablePort.Wire.NumberOfPr ovider] == 0) i

connectablePort.Owner.usingProvider[connectablePort.Wire.NumberOfPro vider] += 1;

connectablePort.Owner.ProviderSum += connectablePort.Owner.weightByProvider[connectablePort.Wire.NumberOf Provider];

I

if

(connectablePort.Router.usingProvider[connectablePort.Wire.NumberOfP rovider] == 0) i

connectablePort.Router.usingProvider[connectablePort.Wire.NumberOfPr ovider] += 1;

connectablePort.Router.ProviderSum += connectablePort.Router.weightByProvider[connectablePort.Wire.NumberO fProvider];

I

connectablePort.Router.Used = true;

viewingRouters.Add(connectablePort.Router);

foreach (var p in connectablePort.Wire.StartRouter.Ports)

{

if (p.Router == connectablePort.Wire.EndRouter) {

connectablePort.Wire.StartRouter.TPorts.Add(p);

}

}

foreach (var p in connectablePort.Wire.EndRouter.Ports) {

if (p.Router == connectablePort.Wire.StartRouter) {

connectablePort.Wire.EndRouter.TPorts.Add(p);

}

}

if (deletedRouter != null) {

viewingRouters.Remove(deletedRouter);

}

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ДЕЙКСТРЫ

foreach (Router r in network.Routers) {

if (r.Mark != Marks.ModDejkstra) {

r.Mark = Marks.None;

}

// установка исходных данных r.DistancePointer = Const.INF; r.Cost = 0; r.Used = false;

for (int i = 0; i < r.weightByProvider.Length; i++) {

r.usingProvider[i] = 0;

}

}

// сброс цветов для каналов Pen pen = new Pen(Color.Gray, 1);

foreach (Wire wire in network.Wires) {

wire.Pen = pen; wire.BelongTree = false;

}

startRouter.DistancePointer = 0;

startRouter.Cost = startRouter.DistancePointer; startRouter.Mark = Marks.ModDejkstra; Router router = startRouter;

for (int x = 0; x < router.weightByProvider.Length; x++) {

foreach (Port port in router.Ports) {

if (port.Wire.NumberOfProvider == x) {

if ((port.Router.DistancePointer > (router.DistancePointer + port.Wire.Criterion + port.Router.weightByProvider[x] +

router.weightByProvider[x])) && (port.Router.Used == false)) {

port.Router.DistancePointer = router.DistancePointer + port.Wire.Criterion + port.Router.weightByProvider[x] +

router.weightByProvider[x]; }

}

}

}

router.Used = true;

// поиск следующего роутера double min = Const.INF;

foreach (Router r in network.Routers) {

if ((r.DistancePointer < min) && (r.Used == false)) {

min = r.DistancePointer; router = r;

}

}

for (int x = 0; x < router.weightByProvider.Length; x++) {

foreach (Port port in router.Ports) {

if (port.Wire.NumberOfProvider == x) {

if ((port.Wire.Criterion == router.DistancePointer -port.Router.DistancePointer - port.Router.weightByProvider[x] -

router.weightByProvider[x]) && (flag == false)) {

port.Router.usingProvider[x] += 1; router.usingProvider[x] += 1; port.Wire.BelongTree = true; port.Wire.Pen = new Pen(Color.Red, 4); flag = true; break;

}

port.Wire.BelongTree = false; } }}

foreach (Router r in network.Routers) {

for (int i = 0; i < r.weightByProvider.Length; i++) {

if (r.usingProvider[i] > 0) {

r.ProviderSum += r.weightByProvider[i]; r.Cost += r.weightByProvider[i];

}

}

r.Used = false;

}

foreach (Router r in network.Routers) {

foreach (Port port in r.Ports) {

if ((port.Wire.BelongTree == true) && (port.Router.Used == false))

port.Router.Cost = r.Cost + port.Wire.Criterion +

port.Router.Cost; }

r.Used = true;

}

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ЙЕНА

foreach (Router router in network.Routers) {

router.Mark = Marks.None; router.Distancepointer = 0; router.Cost = 0; router.TPorts.Clear();

}

// создание списков

List<Wire> viewingWires = new List<Wire>();

List <List<Router>> shortRoutes = new List<List<Router>>(); List <List<Router>> reservRoutes = new List<List<Router>>(); List<Router> shortestRoute = new List<Router>(); List<Router> tempRoute = new List<Router>(); List<Router> newRoute = new List<Router>();

//поиск первого кратчайшего маршрута startRouter.Mark = Marks.ModYena; ModDijkstra(startRouter);

shortestRoute = GetPath(startRouter, endRouter); shortRoutes.add(shortestRoute);

for (int c = 1; c < k; c++) {

double min = Const.INF;

newRoute = None ;

Wire removedWire = None;

foreach (Wire link in shortestRoute.getWire) {

network.remove(link);

foreach (Port port in link.endRouter.Ports) {

if (port.Router.usingProvider[port.Wire.NumberOfProvider]

== 0)

{

link.endRouter.Distancepointer = port.Router.DistancePointer + port.Router.

weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider] + port.Wire.Criterion + link.endRouter. weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider]; port.Router.Distancepointer += port.Router.

weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider]; }

else {

link.endRouter.Distancepointer = port.Router.DistancePointer + port.Wire.Criterion + link.endRouter.

weightByProvider[port.Wire.NumberOfProvider]; }

tempRoute = GetPath(startRouter, endRouter);

}

if (tempRoute.Distance < min) {

min = tempRoute.Distance; newRoute = tempRoute; reservRoutes.add(tempRoute);

}

network.restore();

shortestRoute = newRoute; shortRoutes.add(shortestRoute);

АЛГОРИТМ РЕКОНФИГУРИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕТИ

private void PointTree(Wire link) {

link.Wt = link.Ctiterion + (link.EndRouter.Track[0].Distance -link.EndRouter.Tracks[1].Distance);

//если канал связи входил в дерево оптимальных маршрутов // и новый вес больше значения точки вхождения в дерево, //то происходит замена каналов из отношения парного перехода

if (link.BelongTree == True)&&(link.NewCriterion > link.Wt) {

link.BelongTree = False;

Tree.Remove(link);

Replacement.Add(link);

Replacement.Remove(link.Replacement);

Tree.Add(link.Replacement);

link.Replacement.BelongTree = True;

}

//если канал связи входил во множество замены

// и новый вес меньше значения точки вхождения в дерево,

//то происходит замена каналов из отношения парного перехода

if (link.BelongT ree — False)&&(link.NewCriterion < link.Wt) {

link.BelongTree = True; Tree.Add(link); Replacement.Remove(link); Replacement.Add(link.Replacement); Tree.Remove(link.Replacement); link.Replacement.BelongTree = False;

}

link.Wt = link.Wt + (link.Replacement.NewCriterion -link.Replacement.Criterion);

link.Replacement.Wt = link.Replacement.Wt + (link.NewCriterion -

link.Criterion); }

private void PointReplacement (Wire link) {

link.Ws = link.Ctiterion + (link.EndRouter.Track[2].Distance -link.EndRouter.Tracks[0].Distance) ;

if (link.BelongTree == False) and (link.NewCriterion > link.Ws) {

Replacement.Remove(link); link.Unpair = True; link.Replacement.Unpair = False; Replacement.Add(link.Replacement);

}

if (link.Unpair = True) and (link.NewCriterion < link.Ws) {

link.Unpair = False; Replacement.Add(link);

}

link.Ws = link.Ws + (link.Replacement.NewCriterion -link.Replacement.Criterion);

link.Replacement.Ws = link.Replacement.Ws + (link.NewCriterion -

link.Criterion); }

public List<string> DoAlg() {

pairSwitchesSet.Clear(); Preparation(network);

// мониторинг статической информации

while (UpdateStaticlnfo(network.Routers) == 1) {

}