Модель зоны нагрузки и процедуры распределения потоков сетевой информационной системы на основе ее кибернетической мощности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.25.05, кандидат наук Литвинов Кирилл Александрович

• Литвинов Кирилл Александрович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Литвинов Кирилл Александрович

Введение

1 Анализ решения задачи распределения потоков в сетевых информационных системах

1.1 Оценка информационной эффективности сетевых информационных систем

1.1.1 Подходы к оценке информационной эффективности на основе вероятностных показателей

1.1.2 Оценка информационной эффективности на основе обобщенного параметра кибернетическая мощность сетевой информационной системы

1.2 Анализ задач распределения информационных потоков в сетевой информационной системе

1.2.1 Анализ задач распределения информационных потоков на основе алгоритмов на графах

1.2.2 Анализ задач распределения информационных потоков на основе потоковой модели

1.2.3 Распределение информационных потоков на основе использования потоковой ситуации и топологии сети

1.2.4 Тензорный подход и использование кибернетической мощности информационной сети для решения задачи распределения информационных потоков

1.3 Сравнительный анализ алгоритмов распределения информационных потоков данных

1.4 Определение вероятности связи между узлами для задания ^ связности сетевой информационной системы при случайных топологиях

1.5 Выводы по первой главе

2 Процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности информационной сети

2.1 Оценка информационной эффективности модели идеальной сетевой информационной системы

2.2 Задача распределения информационных потоков с использованием метрики на основе применения кибернетической мощности информационной сети

2.3 Процедуры распределения информационных потоков на основе параметра кибернетической мощности информационной сети

2.3.1 Процедура распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности путевой цепи

2.3.2 Процедура распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности зон нагрузки

2.4 Процедура отклонения входных информационных потоков

2.5 Выводы по второй главе

3 Процедурная модель и анализ информационной эффективности сетевой информационной системы

3.1 Процедурная модель сетевой информационной системы

3.2 Особенности реализации процедурной модели сетевой информационной системы

3.2.1 Формирование топологии сетевой информационной системы

3.2.2 Формирование входных информационных потоков

3.2.3 Обслуживание пакетов в узлах коммутации

3.2.4 Передача информационных пакетов в сетевой

информационной системе

3.2.5 Характеристика параметров оценки информационной эффективности сетевой информационной системы

3.2.6 Определение кратчайших путей в сетевой информационной системе

3.3 Анализ результатов моделирования

3.4 Рекомендации по применению процедур распределения информационных потоков на основе применения кибернетической мощности информационной сети

3.5 Выводы по третьей главе

Заключение

Список литературы

Приложения

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

БЗУ - буферное запоминающее устройство

ИМ - имитационная модель

ИП - информационный поток

ИС - информационная система

КПД - коэффициент полезного действия

ОА-пара - пара отправитель-адресат

ОС - одноканальная система

СИС - сетевая информационная система

УН - устройство накопления

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модель зоны нагрузки и процедуры распределения потоков сетевой информационной системы на основе ее кибернетической мощности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В условиях высоких темпов информатизации общества и роста рынка инфокоммуникационных услуг особое место среди задач оптимизации работы сетевых информационных систем (СИС) занимают те, которые направлены на повышение эффективности работы СИС. Они предусматривают разработку и применение как программного обеспечения, реализующего средства и способы сбора, передачи, хранения, обработки и представления информации, так и новых протоколов прикладной направленности, что позволяет повысить качество работы СИС. Принципы организации функционирования СИС на основе распределения информационных потоков являются важным инструментом, с помощью которого достигается желаемый результат для СИС в указанном смысле.

Информационная эффективность СИС оценивается вероятностно-временными характеристиками, в том числе: производительностью СИС, средней или в виде ограничения временной задержкой передаваемых пакетов (фиксированный набор данных в виде передаваемого объекта в СИС), информационными потерями. Наряду с указанными показателями, в ряде опубликованных работ используется обобщенный параметр «Кибернетическая мощность информационной сети», который позволяет одновременно учитывать передающие и накопительные возможности СИС при наличии ограничения на время доведения пакета данных. В результате применения модели идеальной СИС, также введен показатель информационной эффективности - «КПД информационной сети в смысле передачи информации». В связи с особенностью использования этих величин, в условиях повышенной нагрузки СИС, в силу одновременного учета хранимого и передаваемого количества иформации, их использование при распределении информационных потоков является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Решение и практическая реализация задач распределения потоков в информационных сетях является важной составной

частью их организационного построения. Особую значимость в развитии теории и практики этого направления внесли: Л.Клейнрок, Д.Бертсекас, Р.Галлагер, М.Шварц, Б.Я.Советов, С.А.Яковлев, Б.С.Цыбаков, В.Г.Лазарев, Г.П.Захаров, Кулешов А.П., Мизин И.А., Богатырев В.А., А.Н.Шаров. Вопросы практического использования алгоритмов маршрутизации в сетях ЭВМ систематизировано рассмотрены в работах авторов В.Г.Олифер и Н.А.Олифер. Развитие теории анализа сложных систем получило в трудах А.Е.Петрова на основе использования тензорной методологии Г.Крона (он также показал методом моделирования инвариантность мощности системы), а ее применение для информационных систем, находящихся в стационарном состоянии, - в работах М.Н.Петрова, Ю.Ю.Громова, И.И.Пасечникова, А.М.Межуева и др. Особенностью тензорной методологии Г.Крона является возможность совмещения непрерывных процессов, протекающих в структуре с дискретной структурой системы на основе ее формулы поведения. В качестве инварианта преобразования служит полная мощность. Введенный применительно к информационной системе параметр «Мощность» (И.И.Пасечников, Т.Я.Гораздовский) позволяет не только создавать новые подходы к анализу СИС, но и с использованием показателя «Коэффициент полезного действия в смысле передачи информации» на основе обобщенного параметра «Кибернетическая мощность информационной сети» оценивать информационную эффективность СИС, показывающую степень близости к идеальности в смысле передачи информации с учетом ее хранения в элементах системы.

В связи с указанным, практической задачей исследования является расчет оценки информационной эффективности СИС на основе применения кибернетической мощности СИС при вычислении КПД СИС в смысле передачи информации и использования в процедурах распределения информационных потоков. Научная задача работы состоит в разработке моделей описания и оценки информационных ресурсов СИС, процедур распределения информационных потоков СИС, находящейся в стационарном состоянии, с использованием

параметра «Кибернетическая мощность информационной сети» в условиях высокой нагрузки на СИС.

Объект исследования: сетевые информационные системы (СИС).

Предмет исследования: модель зоны нагрузки СИС, процедуры распределения информационных потоков СИС.

Цель работы: повышение информационной эффективности СИС в условиях высокой информационной нагрузки с помощью разработанной модели зоны нагрузки и усовершенствованных процедур распределения информационных потоков.

Для достижения цели требуется решение следующих задач:

- провести анализ задачи распределения информационных потоков в СИС с целью определения особенностей ее решения, условий применения и оптимизации;

- разработать процедуру распределения информационных потоков в СИС на основе применения кибернетической мощности путевой цепи;

- разработать модель зоны нагрузки и процедуру распределения информационных потоков в СИС на основе применения кибернетической мощности зон нагрузки;

- разработать процедуру отклонения и перераспределения входных информационных потоков, использующую в расчетах ограничение на временную задержку пакетов;

- разработать процедурную модель СИС и на ее основе провести анализ информационной эффективности СИС при применении исследуемых процедур распределения информационных потоков, выработать рекомендации по их использованию.

Методы исследования. При решении задач исследования использовались методы статической теории систем, теории систем массового обслуживания, информации, графов и аналогий. Применен метод исследования информационных систем на основе имитационного моделирования с использованием языка программирования С++. Общей методологической основой исследования является системный подход.

Научная новизна:

1. Построена модель зоны нагрузки, отличающаяся применением суммарной кибернетической мощности, определяемой топологической структурой СИС.

2. Разработана процедура распределения информационных потоков в сетевой информационной системе, отличающаяся применением метрики, основанной на использовании кибернетической мощности элементарных составляющих СИС.

3. Разработана процедура распределения информационных потоков в сетевой информационной системе, отличающаяся применением метрики на основе кибернетической мощности зон нагрузки.

4. Разработана процедура отклонения и перераспределения входных информационных потоков СИС, отличающаяся использованием процедур распределения потоков на основе применения значений кибернетической мощности участков СИС.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Применена метрика на основе параметра «Кибернетическая мощность информационной сети» при решении задач распределения информационных потоков в СИС.

2. Разработаны процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетического параметра.

3. На основе моделирования получены количественные значения оценки качества функционирования СИС, подтверждающие повышение ее КПД в смысле передачи информации на 8% при применении процедур распределения информационных потоков на основе кибернетического параметра в условиях повышенной информационной нагрузки.

4. Практическая значимость заключается в использовании полученных программных реализаций, разработанных моделей и процедур, для исследования информационной эффективности СИС.

Положения, выносимые на защиту.

1. Модель зоны нагрузки, определяемая для элементарного участка путевой цепи СИС.

2. Процедура распределения информационных потоков СИС на основе кибернетической мощности путевой цепи.

3. Процедура распределения информационных потоков СИС на основе кибернетической мощности зон нагрузки.

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры общей физики ФГБОУ ВПО «ТГУ им. Г.Р.Державина».

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов основана на корректном применении методов математического моделирования дискретных систем и математической статистики путем исполь -зования статистического усреднения полученных результатов и многократного машинного моделирования с последующим усреднением, а также на результатах имитационных исследований, подтверждающих повышение информационной эффективности СИС вследствие применения разработанных моделей и процедур, совпадения характера изменений результатов при различных входных информационных нагрузках с результатами других авторов.

Материалы диссертации докладывались на XXI международной научно-практической конференции «Радиолакация, навигация, связь» RLNC 2015 14 -16 апреля 2015 г. (Г. Воронеж), на конференции «Современное состояние и перспективы развития технических наук» секция Радиотехника и связь 2015 г. (г. Уфа).

Соответствие паспорту специальности. Диссертационная работа соответствует п. 1 «Методы и модели описания, оценки, оптимизации информационных процессов и информационных ресурсов, а также средства анализа и выявления закономерностей в информационных потоках. Когнитивные модели информационных систем, ориентированных на человекомашинное взаимодействие» паспорта специальности 05.25.05 «Информационные системы и процессы».

Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 9 публикациях, в том числе в 6 статьях в научных журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 119 страницах машинописного текста, включает 35 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 111 наименований, 1 приложение.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели работы и задач исследования.

Первая глава посвящена анализу решения задач распределения потоков в СИС. Рассмотрены подходы к решению задачи оценки информационной эффективности СИС на основе вероятностных показателей и на основе обобщенного параметра кибернетическая мощность СИС. В главе проведен анализ задач распределения информационных потоков в СИС. Рассмотрены следующие задачи и подходы к их решению: задача распределения информационных потоков с использованием алгоритмов на графах, задача распределения информационных потоков на основе потоковой модели, тензорный подход и использование кибернетической мощности для решения задачи распределения информационных потоков. Приведено исследование по определению вероятности связи между узлами СИС для заданной к-связности при случайной топологии.

Во второй главе диссертации рассматриваются процедуры распределения информационных потоков на основе параметра кибернетическая мощность информационной сети. В главе приведены современные подходы к оценке информационной эффективности модели идеальной СИС, сформулирована задача распределения информационных потоков с использованием метрики на основе применения кибернетической мощности информационной сети. Даны определения понятиям «путевая цепь» и «зона нагрузки», на их основе введены новые параметры оценки информационной нагрузки на участок цепи - кибернетическая мощность путевой цепи и кибернетическая мощность зоны нагрузки. Используя эти параметры, разработаны процедуры распределения информационных потоков,

которые при ограничении на время доведения пакетов в СИС направляют потоки по путям с минимальным значением кибернетической мощности.

В третьей главе представлена процедурная модель СИС и проведены исследования для вариантов с различными процедурами распределения потоков. Осуществлен анализ моделирования СИС. Процедурная модель включает: формирование топологии СИС, процесс генерации входных информационных потоков, правила обслуживания пакетов в узлах коммутации, передачу информационных пакетов в сетевой информационной системе, процедуры определения основных характеристик, оценивающих информационную эффективность СИС, реализацию процедур распределения информационных потоков в СИС. Приведены результаты моделирования, показывающие увеличение информационной эффективности СИС в условиях повышенных входных информационных потоков для вариантов СИС с предложенными в работе процедурами распределения потоков информации. На основе результатов разработаны рекомендации по применению процедур распределения информационных потоков СИС.

В заключении сформулированы результаты исследования и выводы по работе.

1 АНАЛИЗ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ В СЕТЕВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Под процедурами распределения информационных потоков в СИС понимается взаимосвязанная последовательность действий, реализующая решение задач определения метрических особенностей пространства состояний элементов СИС, распределения информационных потоков и оценки информационной эффективности СИС. Задача определения метрического пространства состояний зависит от режима функционирования СИС и от степени загрузки ее элементов, которые представлены в виде одноканальных систем с памятью или зонами нагрузки. Распределение информационных потоков основывается на алгоритмах маршрутизации с различными метрическими особенностями и способами их реализации. Оценка информационной эффективности основана на качестве СИС, учитывающем как скорости, так и накопительные возможности системы. В работе процедура распределения информационных потоков представляется аналогично понятию процедуры в программировании, то есть соответствует структурно связанной совокупности действий решения задачи распределения потоков в СИС, которая является неотъемлемой частью общей модели оценки информационной эффективности СИС.

Особенностью оценки информационной эффективности является анализ характеристик и показателей сетевой информационной системы, дающий количественное представление качества передачи информационных потоков в СИС с учетом ограничения на время доведения пакетов до адресатов с одной стороны, с другой - определение такой характеристики, которая не только могла бы оценивать степень близости системы к идеальности, но и являлась бы основой непосредственного решения задачи распределения информационных потоков, и, как результат, обеспечивала решение задачи повышения информационной эффективности нагруженной СИС в смысле передачи информации.

В связи с этим, объектами анализа в работе являются вопросы информационной эффективности сетевой информационной системы, алгоритмы

распределения потоков в сетевых структурах и особенности обеспечения структурной устойчивости посредством создания связной топологии сетевой системы с заданным коэффициентом в условиях неопределенности связей между элементами СИС.

1.1 Оценка информационной эффективности сетевых информационных

систем

Эффективность передачи информации в СИС, в силу стохастических входных потоков, оценивается вероятностно-временными характеристиками [13]. В основном, эффективность СИС в смысле передачи информации, то есть информационная эффективность, оценивается [13,39] усредненными показателями: производительностью, временной задержкой передаваемых пакетов, коэффициентом потерь, вероятностью доведения пакетов до адресатов с заданным временным ограничением и другими частными величинами. Для проведения сравнительной оценки нескольких сетей могут использоваться относительные характеристики, включающие вышеприведенные показатели, при этом показатели одной из систем рассматриваются как эталонные или опорные. Использование совокупности оцениваемых величин позволяет более детально характеризовать эффективность информационного обмена в СИС. При необходимости определения степени близости СИС к предельным возможностям передачи информации, вводится модель идеальной системы. В качестве таковой рассматриваются модели примитивной сети Г.Крона [49, 86], а также подразделенная модель примитивной информационной сети [77]. Задача оценки информационной эффективности сети решается на основе введенного обобщенного параметра - кибернетической мощности информационной сети [77], которая одновременно учитывает как скоростные, так и накопительные возможности СИС, исходя из ограничений на временную задержку информационных пакетов. С помощью понятия идеальной сети определен показатель КПД в смысле передачи информации [77]. Он показывает количественные различия в эффективности работы реальной СИС (ее

математической модели) и модели идеальной СИС (в соответствии с понятием примитивной сети Г.Крона).

1.1.1 Подходы к оценке информационной эффективности на основе вероятностных показателей

В общем случае эффективность функционирования СИС определяется совокупностью показателей, отражающих существенные свойства информационных процессов, протекающих в ней, а также характеристики элементов СИС, реализующих эти процессы. Составными компонентами вектора эффективности СИС Эп(£) являются векторы показателей качества функционирования Эк(£) , системных показателей Эс(£) и эксплуатационных показателей Ээ(£) [107]. Последние в свою очередь функционально зависят от множеств параметров среды 2с(£)и потоковой обстановки в сети Лп(£), а также множества используемых алгоритмов распределения информационных потоков (маршрутизации) А(£) , вида сигналов 5С(£) и структуры кадра (пакета) Ск(£) . Поэтому вектор показателей эффективности СИС имеет вид:

Эп(^ = |Эк(0,Эс(0,Ээ(0Г = 7(7с(0,Лп(0,А(0,Ск(0). (1.1)

Эк(£) определят качество функционирования СИС с множественным доступом к общему каналу и характеризуется:

- своевременностью доведения пакетов от источника до получателя сообщений;

- достоверностью восстановления пакетов получателем сообщений;

- безопасностью информационного обмена в сети.

Своевременность доставки пакетов получателям описывается функцией распределения времени доставки 7Д пакета:

рТра) = р(Тд < о. (1.2)

Функция распределения ^ (£), по сути, определяет гарантированное время доставки пакета 7Д в СИС с множественным доступом, соответствующее заданной

вероятности р. В работе данный параметр будет выступать в качестве ограничения времени доведения пакетов до адресата, при определении интегрального показателя оценки информационной эффективности. Показатель 7Д в СИС может служить временным ограничением на время существования пакета в системе. Решение задачи множественного доступа более подробно рассматриваются в работах [4-6,13].

Математической формой обобщенного показателя качества информационного обмена в СИС с коммутацией пакетов являются вероятностно -временные характеристики пребывания информационных пакетов в системе, определяемые посредством одномерных интегральных функций распределения времени доставки пакетов их пользователям, при удовлетворении требований по достоверности и безопасности [107]:

= р(ТД < £|рош п < Рош п доп; 5П < 5Пдоп)' (I.3)

где рош п доп = 1 — рпр п доп; 5п доп- допустимые величины потерь достоверности и безопасности при передаче пакетов соответственно.

Для исследования СИС применяется такой показатель, как вероятность своевременного пребывания сообщений с учетом закона старения информации [31,32]:

от

^пр(0 = | ад^Тпр(0, (1.4)

0

где - закон сохранения ценности информации; 5 = 1/Гд - допустимое среднее время пребывания сообщения в сети.

Составляющими вектора системных показателей Эс(£) СИС могут служить

[107]:

- функция распределения времени готовности Гг к обмену информационными пакетами

Ягг(0 = р(7Т < 0; (1.5)

- вероятность функционирования СИС рн(£) без эксплуатационных отказов оборудования;

- вероятность ошибки рош(£) при поэлементном приеме сигналов, несущих информацию о передаваемом пакете;

- вероятность связи между пользователями информационной сети с потерями достоверности при поэлементном приеме сигналов не более допустимой рош доп.

Составляющие вектора эксплуатационных показателей Ээ(£) характеризуют затраты ресурса сетевой системы, необходимые для их нормального функционирования. К основным эксплуатационным показателям СИС, функционирующим на основе беспроводных технологий в определенной полосе радиочастот, относятся:

- ширина полосы частот Л^-, занимаемой сигналами, используемыми для передачи пакетов, которая характеризует затраты частотного ресурса устройств СИС;

- отношение сигнал/помеха И в общем канале связи, при котором выполняются требования по достоверности обмена информацией (рош п < Рош п доп = 1 — Рпр п доп), определяющее затраты энергетического ресурса СИС;

- стоимость оборудования пользователей С0 , обусловливающая затраты аппаратурного ресурса пакетной радиосети (ПРС).

Изложенный векторный подход к оценке информационной эффективности позволяет оценивать эффективность ее работы и существенно упростить задачу векторной (многокритериальной) оценки ее эффективности на этапе проектирования. Рассмотренный подход получил широкое практическое применение в мобильных сетевых системах. Вместе с тем, известные количественные показатели оценки эффективности информационного обмена в сетях не позволяют оценить степень близости СИС к ее предельным возможностям. В связи с чем, необходимо учитывать не только скоростные возможности системы, но и ее свойство хранить информацию, при ограничении на гарантированное время доставки пакета в СИС. Данную оценку можно осуществить при использовании обобщенного параметра сети.

1.1.2 Оценка информационной эффективности на основе обобщенного параметра кибернетическая мощность сетевой информационной системы

По аналогии с физическими процессами введено понятие кибернетическая мощность информационной сети (СИС) [77]:

Рис = ^|Гд, (1.6)

где N - максимальное количество пакетов, находящихся в системе, С -производительность системы, 7Д - ограничение на время доведения пакета, соответствующее гарантированному времени доставки пакета.

Выражение (1.6) показывает, что мощность СИС есть характеристика, учитывающая ее производительность и число пакетов, находящихся в ней, в том числе в режиме хранения. Параметр 7Д- время нахождения пакетов в системе, в данном случае является ограничением, характеризующим систему. Это означает, что задав гарантируемое сетью значение 7Д, при имеющейся производительности, можно найти кибернетическую мощность сети, которая определяет максимально допустимое число пакетов в системе N.

Проводя аналогию с тензорным анализом электрических сетей [48,77] в качестве модели эталонной сети, целесообразно рассматривать примитивные контурные или разомкнутые СИС, которые представляют собой набор замкнутых или, соответственно, разомкнутых одноканальных систем [39, 45]. Если кибернетическую мощность одной, 1-ой ОС определить как:

Л=ВД|ГД, (1.7)

то кибернетическая мощность примитивной сети из М ОС, при одинаковом ограничении на 7Д, будет равна:

м м

РиД = ^ = ^|Тд. (1.8)

¿=1 ¿=1

Характеристика РИд (1.8) показывает предельные возможности СИС по обработке информации с заданным ограничением на 7Д и может отождествляться с

понятием входной мощности по Г.Крону [48,49,73-87]. Применение кибернетической мощности СИС позволяет представить абстрактные понятия информатики в метрологически корректных физико-технических терминах, необходимых для оценки СИС в смысле информационной эффективности.

Отношение кибернетической мощности текущего состояния работы СИС РИГ и модели идеальной сети РИд дает понятие коэффициента кибернетического полезного действия ^ (КПД), т.е. отношение полезной кибернетической мощности сети к предельно возможной - полной или входной [77]:

^=7^. (1.9)

Пзд

По значению параметров РИГ и ^ можно однозначно оценить информационную эффективность работы СИС и ее функциональные возможности в смысле передачи информационных пакетов. Отметим, что определяющим при этом является ограничения на временную задержку 7Д (в работе [77] определены как кибернетическое сопротивление в терминах времени). Максимальное значение параметра ^ для сети с потерями позволяет найти целесообразное соотношение между 7Д и максимальным обрабатываемыми входными информационными потоками. Это ограничивает возможность решения СИС задачи в условиях стохастических входных потоков и информационной нагрузки СИС.

1.2 Анализ задач распределения информационных потоков в сетевой

информационной системе

Решаемые задачи на сетевом уровне информационной системы характеризуют три основных аспекта информационных процессов [13,37-39]:

- выбор маршрутов для построения наиболее эффективной потоковой ситуации (задача маршрутизации или, что одно и тоже, распределение потоков информации);

- ограничение доступа информационных потоков в сетевую систему в условиях ее перегрузки;

- распределение между всеми узлами служебной информации, необходимой для выбора маршрутов.

В работе [37] приведены формулировки основных сетевых задач, в том числе и задачи распределения информационных потоков.

В общем случае задачи обработки и передачи пакетов формулируются в следующей постановке: имеется СИС с коммутацией пакетов с N узлами коммутации и М каналами связи (КС) между ними, причем предполагается, что каждый КС является бесшумным и надежным, а пропускная способность ьго КС равна С; (бит в секунду). Все узлы считаются абсолютно надежными и выполняют функции коммутации пакетов, причем время обработки пакетов в узлах приняты пренебрежимо малыми. В модели имеются очереди к выходным КС и задержки при передаче. Информационные потоки, поступающие в сетевую информационную систему из внешних источников, образует пуассоновский поток со средней интенсивностью А^, где узел ] является отправителем, а узел k - адресатом. Длины всех сообщений независимы и распределены по показательному закону со средним значением 1/д бит. Для размещения этих сообщений в узлах коммутации имеется буферные запоминающие устройства (БЗУ) с очередями неограниченной длины.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Литвинов Кирилл Александрович, 2015 год

// /

---"

Рисунок 3.15 - Временная задержка пакетов при использовании кибернетической

мощности путевой цепи

300

700

0 600 £

5 500

ш

£ 400

300 200 100

^"""""" ___ —-

V 4

к У \ / /

/ /

/

/

_— /

100 200 300 400 500 600 700 600 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

а) 2-связная СИС

300

750

700

650

600

550

" 500

и 450

| 400

£ 350 из

" 300 250 200 150 100 50

2 . _. ---

" /

/

X

/ ч4

/

/

/

/

-т ■т гй-

100 200 300 400 500 600 700 600 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

б) 15-связная СИС

Рисунок 3.16 - Временная задержка пакетов при использовании кибернетической

мощности зон нагрузки

50 45 40 35 30

5Й

С 25 20

15

10

5

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

а) 2-связная СИС

30 28 26 24 22 20 18 416 Е 14 12 10 8 6 4 2

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

б) 15-связная СИС

Рисунок 3.17 - КПД СИС в смысле передачи данных при использовании кибернетической мощности путевой цепи

--- 2

4 /

>

4 1

/

1 ! i

// i /

/ J ¡

i 1

у _— -- /

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

а) 2-связная СИС

30 28 26 24 22 20

SS □Í 16 Е 14 12 10 8 6 4 2

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1100 1300 1500 1700 1900

входной поток, пак/с

б) 15-связная СИС

/

/ /

У

4 —_

S \ </ '/у

V

J?

X/

i 1 х

\ , 2

/

/

/

/

__ _— —- —-

Рисунок 3.18 - КПД СИС в смысле передачи данных при использовании кибернетической мощности зон нагрузки

Как видно из графиков, производительность СИС при процедуре распределения информационных потоков на основе использования кибернетической мощности СИС выше, чем при использовании процедур распределения информационных потоков на основе поиска кратчайших путей. При слабой связанности сети наблюдается увеличение производительности СИС на 2832% по сравнению с использованием опорных процедур, при сильной - 16-20 %. Следует отметить, что СИС при сильной связности имеет большие возможности по построению изначально эффективной потоковой ситуации, поэтому повышение эффективности в такой сети менее значительно.

Как видно из графиков, происходит существенное снижение информационных потерь при использовании рассматриваемых процедур по сравнению со случаем использования опорных процедур и при слабой связанности потери снижаются на 38-40%, при сильной - порядка 43-55%.

Применение кибернетической мощности для построения потоковой ситуации позволяет более эффективно использовать КС (на 9-11% при слабой связанности и на 12-14% при сильной связанности), чем при использовании процедур на основе поиска кратчайших путей. Следует отметить, что наибольшее увеличение значений параметра наблюдается в зоне высокой нагрузки.

Как видно из графиков, временная задержка СИС при применении исследуемых процедур стремится к значениям, соответствующим при применении исходных процедур. При некоторых условиях возможны ситуации, при которых средняя задержка пакетов при предложенных процедурах выше, чем при исходных процедурах. Это связанно с тем, что они перераспределяют информационную нагрузку на СИС за счет применения обобщенного показателя «Кибернетическая мощность информационной сети» с учетом ограничения на время доведения пакетов. При этом, следует отметить, что параметр остается в пределах заданных ограничений, что обеспечивает доставку информационного пакета до адресата с условно заданной вероятностью.

КПД СИС в смысле передачи данных исследуемых процедур распределения информационных потоков при малых входных потоках ниже, чем при

использовании исходных процедур. Это связанно с тем, что при построении более эффективной потоковой ситуации накопления в СИС снижаются. По мере роста общих накоплений в СИС ее КПД в смысле передачи данных возрастает. Следует отметить, что в системе высокой связанности ресурс оптимизации ограничен эффективным начальным распределением потоков, что приводит к незначительному увеличению КПД в смысле передачи данных. В условиях предельной нагрузки исследуемые алгоритмы показывают значительный рост КПД СИС в смысле передачи информации на 8%.

Таким образом, использование параметра кибернетическая мощность СИС в процедурах распределения потоков позволяет повысить информационную эффективность работы СИС. При этом, процедуры на основе кибернетической мощности путевой цепи обеспечивают большую пиковую производительность СИС. Процедуры на основе кибернетической мощности зон нагрузки позволяют иметь в сети более высокий коэффициент использования каналов.

3.4 Рекомендации по применению процедур распределения информационных потоков на основе применения кибернетической мощности информационной

сети

Результаты исследования показывают, что распределение путевых потоков на основе использования кибернетической мощности информационной сети позволяет:

- повысить производительность СИС;

- снизить информационные потери в СИС;

- повысить коэффициент использования каналов в условиях повышенной информационной нагрузки на СИС.

При этом, временная задержка используется не как величина, которую необходимо минимизировать, а задается как ограничительное условие при вычислении значений кибернетической мощности СИС. Изменения основных показателей информационной эффективности приведены в таблицах 3.1 и 3.2.

При этом, значения параметров для таблиц определяются следующим образом:

1. Значения исследуемых процедур распределения информационных потоков сравниваются со значениями процедуры распределения потоков на основе решения задачи поиска кратчайших путей на графе.

2. Для расчета среднего значения каждого показателя сравнение производится в середине участка рассмотрения: при входном потоке 1300 пак/с для сетей слабой связности и 1500 пак/с - для сетей сильной связности. Результаты расчетов приведены в таблицах 3.1 и 3.2.

В условиях слабой информационной нагрузки на СИС, более предпочтительным является применение процедур распределения информационных потоков на основе алгоритмов на графах, так как их практическая реализация проще, при равной информационной эффективности, и меньшем потреблением ресурсов СИС. В условиях предельной информационной нагрузки на СИС использование процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности информационной сети в значительной степени повышает информационную эффективность работы СИС, за счет перераспределения информационной нагрузки с перегруженных участков системы на недогруженные. В этом случае увеличивается потребление ресурсов за счет дополнительного объема информации, необходимой для распределения информационных потоков.

Процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности более результативны в СИС слабой связности, где критически важным фактором информационной эффективности становится распределение информационных потоков, и их применение в данных условиях -более предпочтительно. Результаты работы процедурной модели СИС с применением процедур распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности СИС позволяют повышать эффективность высоконагруженных информационных систем без их значительной модернизации, ограничившись изменением их программного обеспечения.

Таблица 3.1 - Изменение основных характеристик СИС при использовании процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности путевой цепи относительно процедур на основе определения кратчайших путей на графе при повышенной информационной нагрузке на СИС

Связность СИС Увеличение производительности Снижение информационных потерь Увеличение коэффициента использования канала Увеличение КПД в смысле передачи данных

к=2; р=0.3 28% 38% 9% 8%

к=15; р=0.7 20% 55% 14% Сопоставимы

Таблица 3.2 - Изменение основных характеристик СИС при использовании процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности зон нагрузки относительно процедур на основе определения кратчайших путей на графе при повышенной информационной нагрузке на СИС

Связность СИС Увеличение производительности Снижение информационных потерь Увеличение коэффициента использования канала Увеличение КПД в смысле передачи данных

к=2; р=0.3 32% 40% 11% 8,5%

к=15; р=0.7 16% 43% 12% Сопоставимы

3.5 Выводы по третьей главе

1. Разработана процедурная модель сетевой информационной системы, которая осуществляет имитацию основных информационных процессов передачи, распределения информационных потоков и хранения информационных пакетов в устройствах накопления.

2. В результате моделирования выявлено, что использование параметра кибернетическая мощность СИС в процедурах распределения информационных потоков позволяет уменьшить временную задержку передаваемых пакетов, увеличить производительность СИС, снизить информационные потери в количестве пакетов.

3. Анализ результатов моделирования показывает, что процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности путевых цепей и зон нагрузки СИС приводят примерно к одинаковым результатам в условиях повышенной информационной нагрузки СИС (для СИС из 30 узлов с входной интенсивностью 1100-1700 пак/с), в частности: уменьшают временную задержку пакетов в условиях повышения информационной нагрузки (когда устройства накопления пакетов имеют не нулевые очереди пакетов), повышают производительность СИС на 16-32%, снижают информационные потери 38-55%, повышают коэффициент использования канала 9-14%, повышают КПД в смысле передачи информации в условиях высокой нагрузки на 8%, по сравнению с применением процедур распределения потоков в основу которых положены алгоритмы на графах. При этом время доведения пакета в СИС исследуемых процедур остается в пределах времени, заданного в виде ограничения на его задержку при передаче.

4. Различие в применении процедуры распределения информационных потоков на основе кибернетической мощности путевой цепи и кибернетической мощности зон нагрузки состоит в том, что использование процедур на основе зон нагрузки позволяет получать более высокий коэффициент использования каналов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ задачи распределения информационных потоков в СИС с целью определения особенностей ее решения, условий применения и оптимизации, в результате которого показана информационная эффективность задач определения кратчайших путей на графе в условиях слабой информационной нагрузки и необходимость применения кибернетического параметра при решении задачи в условиях повышенной информационной нагрузки.

2. Разработана процедура распределения информационных потоков в СИС на основе применения кибернетической мощности путевой цепи. Построение метрики на основе использования кибернетической мощности элементарных составляющих СИС позволяет за счет свойства обобщенного параметра «Кибернетическая мощность СИС» учитывать накапливаемые информационные ресурсы СИС и передаваемые информационные потоки СИС с учетом временного ограничения. В результате повышается информационная эффективность СИС в условиях высокой нагрузки, в частности, увеличивается коэффициент использования канальных ресурсов СИС - на 9%, производительность СИС - на 28%, КПД СИС в смысле передачи информации - на 8%.

3. Разработана модель зоны нагрузки и процедура распределения информационных потоков в СИС на основе применения кибернетической мощности зон нагрузки. Зона нагрузки определяется суммарным значением кибернетической мощности соседних элементарных составляющих СИС -одноканальных систем, соединенных в соответствии с топологией СИС и передающих информационные потоки в едином направлении. В результате воздействия высокой информационной потоковой ситуации и стохастической природы входных потоков в СИС формируются информационно перегруженные потоками участки, которые описываются зоной нагрузки. Использование разработанной процедуры распределения потоков на основе применения кибернетической мощности зон нагрузки позволяет увеличить: коэффициент

использования канальных ресурсов СИС - на 11%, производительность СИС - на 32%, КПД СИС в смысле передачи информации - на 8,5%.

4. Разработана процедура отклонения и перераспределения входных информационных потоков, использующая в расчетах значения кибернетической мощности путевых цепей. В результате ее применения совместно с процедурой распределения потоков в высоконагруженной СИС информационные потери уменьшаются на 38-55% в зависимости от условий функционирования.

5. Разработана процедурная модель СИС, включающая процедурные модели распределения информационных потоков, расчет информационной эффективности модели идеальной СИС с целью определения КПД СИС в смысле передачи информации. На основе моделирования получен комплекс характеристик СИС, позволяющих оценить информационную эффективность СИС.

В диссертации решена научная задача - разработка моделей описания и оценки информационных ресурсов СИС, процедур распределения информационных потоков СИС, находящейся в стационарном состоянии, с использованием параметра «Кибернетическая мощность информационной сети» в условиях высокой нагрузки на СИС, позволяющая достигнуть цель - повысить информационную эффективность СИС в условиях высокой информационной нагрузки.

Рекомендации и перспективы дальнейшего развития темы исследования. Разработанная модель зоны нагрузки и процедуры распределения потоков на основе использования кибернетического параметра целесообразно применять в организациях и учреждениях, занимающиеся исследованием и разработкой информационных технологий СИС и информационных систем распределенного характера, функционирующих, в том числе, в условиях динамического изменения топологии и потоковой ситуации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пат. 2225074 РФ M1IK Н 04 L 29/02. Способ оценки информационны* возможностей системы связи / Т.Я. Гораздовекий, И.И. Пасечников (РФ). 2002101647/08; Заявл. 15.01.2002; О публ. 27.02.2004, Ьки]. №6.-3 е.

2. Пах. 2477928 РФ, M1IK H04L 29/00. Устройства, установки, це|[и или системы, не отнесенные ни к одной из ipynit / Межуев А.М., Пасечников И.И., Пономарев A.B., Стуров ДЛ. ■ № 201 1Ш376ДЖ; Эаявл. 15.12.20] 1; Опубл. 20.01.2013, Бюип № 8. - 7 е.

3. Llar. 2519487 РФ M1IK Н 04 L 29/02. Способ оценки информационных возможностей узла телекоммуникационной сеги / Д,Н.Шахматов, А.С.Дика рев (РФ). -№ 2012123119/08; Заявл. 04.06.2012; Опубл. 10.06.2014, Бюл. №4.-9 с.

4. Абрамов Г.В. Моделирование передачи данных но каналу конкурирующею доступа в системах реального времени / Абрамов Г.В., Емельянов AM. // Вестник Воронежского ¡государствеиного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. 2014. № 4. С. 26-31.

5. Абрамов Г.В. Определение закона распределения времени доставки пакетов в сетях с конкурирующим доступом к средг; передачи данных / Абрамов Г.В., Данилов Р.В. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2012. № 10. с. 52-55

6. Абрамов Г.В. Разработка математической модели сети, использующей конкурирующий доступ к среде передачи данных / Абрамов Г.В., Данилов Р.В. // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2012. Т. 1. № 2е. С. 254-258

7. Аничкин, С. А. Протоколы информационно-вы числительных сетей: справочник / С. А. Аничкин, С. А. Ьелов, А. В. ЕернштеЙн и др. / иод ред. И.А. Мпзина, А. II. Кулешова. — М. : Радио и связь, 1990. — 504 с.

ft. Армейский, A.B. Тензорные методы построения информационных систем. — М. : Наука, I9ft9. — 14ft е.

9. Ахо, А. Структуры данных и алгоритмы / А. Ало, Л- Хопкрофт,

Л- Ульман, — М : Вильяме, 2010. — 400 е.

I.0. Ьелоусов, А. И. Дискретная математика. — М. ; Москва, 2004. — 744 е.

II. Бель, Р. К. Распределенная маршрутизация для балансировки нагрузки / Р. К. Белы Й. X. ванСхуплен // ТИИЭР, I9ft9 — Т. 77, №1. — С 185-199,

1.2. Ьертк, К. Теория ¡рафов и ее приложения. — М. : ИЛ, 1962. —

320 е.

1.3. Ьертсекае, Д. Сети передачи данЕЕых: пер. t англ. / Л- Еертсекас, Р. 1 паллагерь — М,: Мир, 1989, — 544 е.

1.4. Ьрапеон,А. 1 IptLKJiüuellul теория оптимального управления; оптимизация, оценка и управление / А. ЬраПеон, Хо Ю-Шн : пер. е англ. // под ред. A.M. Легоиа. — М..; Мпр, 1972. — 544 е.

1.5. Бутримеико, A.B. О поиске кратчайших путей по [рафу при ею изменениях / Техническая Кибернетика. — М. : Известия академии наук СССР, 1964. —С. 55-5ft.

1.6. Веников, В. А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электродинамики): учеб.поеобпе для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. Школа, 1976. — 479 е.

1.7. В1.'р1.'вкпна, Н. В. Тензорная методология исследования нагрузки в информационных еетях / В. В. Веревкина, О. А. Корякина, М. Н. Петров // под ред. М. Н. LleipOBa; НИИ систем управ., волновых процессов и технологий М-ва образования Рое. Федерации. — Красноярск: НИИ СУ В] IT, 2004. — 105 е.

1.ft. Гаранин, М. В. Системы и еети передачи информации: учеб.пособие для вузов / М. В. 1 'аранин, В. И. Журавлев, С. В. Кунегин. — М. : Радио и ивя<ь, 2001. — 336 е.

119- ] 'армаш, В.A. Информационные сети и ил анализ: сборник / иод ред. А.Д. Харкевич, В.А. ] армаш. — М. : Наука, 1972. — 220с.

20. Гораздовскнй, ТЛ. LIûhshhc идеальности информационной сети /Т. Я. L ораздовский, И. Г. Горев, И. И. Пасечников // Радиотехника. —2000. —Выи. 43, №3. — С. 39-44.

21. Гораздовскпн, ТЛ, О целесообразности использования в автоматических система* передачи информации кибернетических параметров «мощность» и КПД / Т. Я. Гораздо в ский, и. И. Пасечников, И. С. Киселев // Труды Луганского отделения МАИ. — Украина, г. Луганск : [б. h.J, 2000. — С. 1 7-34.

22. ГораздовскиЙ, ТЛ, Способ оценки информационных возможностей системы cbïl\«l / Т. Я. ГораздовскнЙ, И.И. Пасечников // Положительное решение о выдаче патента от 13.11.2003 г. — Заявка №2002101647/09(001 15.01.2002 г.) - С. 3-6.

23. Горев, II. I". Формирование структур накегнык. радиосетей сложности / II. Г. Горев, Т. Л. ГораздовскиЙ, И. И. Пасечников, В. В. Желонкин / Радиотехника. —2001. — №4. — С. 25-30.

24. Громов Ю. Ю. Ограничение на временную задержку при тензорной методологии анализа информационных сетей / Ю. Ю. Громов, И. И. ] 1ассч нпков, A. M. M ежу с в, Н. С. 11опов, В. М. Тютюнник // Информационные системы и процессы : сб. науч. тр. ; иод ред. проф. В. М. Тютюнника. — Тамбов: Изд-во «Нобел пешка», 2003. — Вып. 1. — С. 72 - N4.

25. Гухман, А. А. Введение в теорию подобия: учебное пособие для вузов. — М. : Высшая школа, 1973. — 296е.

26. Дженнпнге, Ф. Практическая передача данных. Модемы, сети н протоколы : пер. с англ. / Ф. Дженнпнгс. — М. : Мир, 19Й9. — 272 с.

27. Джубин, Дж. Протоколы пакетной радиосети DAK.PA / Дж. Джубин, Дж. Д. Торноу // ТИИЭР — 19Й7. — Т. 75, №1. — С. 26^1.

2Й. Дунчич, Я. Г. Исследования характеристик потерь в радиосетях

с ограниченной пропускной способностью канала множественного доступа / Я. 1'. Дунчич, И. И. Пасечников // Научно-методические материалы по

статистической радиотехнике / иод ред. В. Н. Харисова. — М. : ВВП А им. Н. В. Жукове кою, 1991.-С. 37-44

29. Дэвие, Д. Вычислительные сети и сетевые протоколы /Д. Д"*впе, Д. Ьарбер, У. Прайс. — М. : Мир, 1982. — 564 с.

30. Заборовский, B.C. Методы и средства исследований процессов выеокоскорос!ных компьютерных сетях :дис. ... д-ра техн.наук. — СПб. : СПбГТУ, 1999. —268 с.

31. Захаров, Г. П. Методы исследования сетей передачи данных.— М. : Радио и CBiL.ib, 1982. — 208 с.

32. Захаров, I'.ll. Вероятность с вое времен но Й доставки кадра данных / Захаров Г.П., Симонов М.В., Сабынин В.Н. // Техника и средства и вязи. Сер. YUC. Выи. 4 - М. : Радио и связь, 1984. - С. 34-39.

33. Игнатов, В. А. Теория информации и передачи сигналов : учебник для вузов.. — М. : Сов.радио, 1979. — 280 е.

34. Камер, Д. Э. Сети TCP/IP. Ч". 1. Принципы, протоколы и структура. - M. : Вильяме, 2003. — 851 с.

35. Кеннеди, К. Принципы коммутации в локальных сетях Cisco / К. Кеннеди, К. 1 а милы он. — М. : Вильяме, 2003. — 976с.

36. Клейнрок, Л. Вычислительные системы с очередями: пер. с англ. / под ред. Ь. С. Цыбакова. — М. : Мир, 1979. — 600с.

37. Клейнрок, Л. Коммуникационные сети (стохастические потоки и задержки сообщений): пер. с англ. — М. : Наука, 1970. — 256 с.

38. Клеинрок, JI. Методы многократного использования пространства в многопролетных пакетных радпосегях / Л. Клейнрок, Дж. Сильвестр // ТИП ЭР. — 1987. — Ч". 75, №1. — С. 187-200.

39. Клейнрок, Л. Теория массового обслуживания. — М. Машиностроение, 1979.—432 с.

40. Кнут, Д. Искусство программирования. Ч". 1. Основные алгоритмы. —М. : Вильяме, 2010. — 720 е.

41. Кнут, Д. Искусегво программирования. Ч". 2. Нолу численные алгоритмы. —М. : Вильяме, 2010. — 832 с.

42. Кнут, Д. Искусство программирования. Т. 3. Сортировка и поиск. —М. : Вильяме, 201Ü. — 824 с.

43. Кормен, Т. Алгоритмы: построение и анализ / Т. Кормен, Ч. Лейзереон, Р. Рпвеет, К. Штайн.— М. : Вильяме, 3006.— 1296 е.

44. Корн, Г. Справочник но математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. — М. : Наука, гл. ред. физико-математической литературы, 1984. — 831 е.

45. Кофман, А. Массовое обслуживание (теория и приложения) / А. Кофман, Р. Кркюн : пер. с франц. / под ред. И. Н. Коваленко. — М. : Мпр, 1965. — 302 е.

46. Кочегаров, В. А. Проектирование еисгем распределение информации. М ирковйкне и немарковские модели / В. А. Кочегаров, I .A. Фролов. — М. : Радио и сыпь, 1991. —216 е.

47. Крнстофидее, Н. Теория ¡рафов. Алгоритмический подход. — М.: Мир, 1978. —432 е.

48. Крон, Г. Исследование сложных систем по частям - диакоптика. — М : Наука, 1972. — 542 е.

49. Крон, I". Тензорный анализ сетей : пер. с англ. / иод ред. Л. Ч". Кузина, II. 1'. Кузнецова. — М. : Сов.радио, 1978. — 719е.

50. Куроуз, Дж. Компьютерные сети / Дж. Куроуз, К. Росс. — 4-е изд. — С Г16.: Питер, 2004. — 765 с.

51. Лазарев, В. Г. Динамическое управление потоками информации в сетях связи / В. 1'. Лазарев, КХ В. Лазарев. — М. : Радио и с вязь, 1983. —216

52. Лппский, В. Комбинаторика для программистов. — М. : Мпр, 1988. — 137 е.

53. Литвинов, К. А. Алгоритм оптимизации маршрутизации в информационной сети на основе применения параметра кибернетической мощности. / К.А. Литвинов, И.И. Пасечников // Радиолокация, навигация, свяst? {KLNC*20l5): сб. материалов XXI международной научи, техн. конф. Т.

3. — Воронеж : Воронежский государственный университет (BI У), 201?. — С. 1032-1.044.

54. Литвинов, К. А. Алгоритм расчета тензорной модели сети на основе симплексного метода Данцига / К. А. Литвинов, И. И. Пасечников // Весгник Тамбовского университета. Серил : Естественные и технические науки. —2013. — Т. 18, №6. — С. 3370-3375.

55. Литвинов, К.А. Алгоритм отклонения потоков информации с использованием параметра кибернетическая мощность информационной сети / Литвинов К.А., Пасечников И.П. // Современное состояние и перспективы развития технических наук: сборник статей Международной научно-практической конференции (23 мая 2015 г., г. Уфа),- Уфа: РИО МЦИИ ОМЫ А САЙНС, 2015 - С. 76- N0.

56. Литвинов, К. А. Алгоритмы маршрутизации на основе применения параметра кибернетическая мощность / Литвинов К. А., Пасечников И.И // Современное состояние и перспективы развития технических наук: сборник статей Международной научно-практической конференции (23 мая 2015 г., г. Уфа).- Уфа: РИО МЦИИ OMlil А САЙНС, 2015-С. 73 -75.

57. Литвинов, К. А. Информационная эффективность модели телекоммуникационной сети при различных алгоритмах маршрутизации е использованием параметра кибернетической мощности телекоммуникационной сети // Вестник Тамбовского университета. Серия : Естественные и технические науки. —2015. — Т. 20, №1. —С. 232-238.

58. Литвинов, К. А. Оценка информационной эффективности телекоммуникационной сети со случайной топологией и разным числом узлов // Вестник Тамбовского университета. Серия : Естественные и технические науки. —2014. — Т. 19, №2. — С. 399-407.

59. Литвинов, К.А. Подходы к решению задачи маршрутизации в современных телекоммуникационных системах / К. А. Литвинов, И. И. Пасечников // Вестник Тамбовского университета* Серия : Естес ч ванные и технические науки. — 2013. — "L". 18, №1. — С. 64-69.

60. Литвинов, К.А. Процедура распределения информационных потоков в сетевой информационной системе на основе модели зоны нагрузки / Литвинов К. А., Пасечников И IL //Журнал м Фундаментальные исследования11.

- 2015.-№б.-С. 485-489.

61. Литвинов, К.А. Процедурная модель сетевой информационной системы и распределение потоков на основе кибернетического параметра // Журнал "Фундаментальные исследования". - 2015. - №7. - С. 122 - 127.

62. Мартынов, В. И. Синтез cent с коммутацией пакетов при нечетко заданных параметрах нагрузки / В. И. Мартынов // Электросвязь. — 1999 —№5 —С. 30-32.

63. Межуев А. М. Способ оценки информационной эффективности системы связи / А. М. Межуев, И. И. Пасечников, A.B.. Пономарей ко. Л- Л. CiypOB. — Патент №2477928. H04L29/00.20.03.2013 г.

64. Межуев А. М. Оценка эффективности модели сети связи с заданной структурой в условиях изменении входной информационной нагрузки / A.M. Межуев, 11.11. Пасечников // Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов с учетом климатогеографических условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока : Материалы Х111 Виерос. науч.-техн. конф. (25 -27 июня 2003 l..).— Иркутск : ИВА ИИ, 2003. — Ч. 2. — С. 70-73.

65. Мпзин, И. А. Сети коммутации пакетов / И. A. Mi ни el, В. А. Богатырев, А. П. Кулешов. — М. : Радио и связь, 1986. — 408 е.

66. Морозов, В. И. Математическое моделирование сложных аэродромных систем / В.. И. Морозов, А. Т. Пономарев, О. В. Рысев — M : Физматлит, 1995. — 736 е.

67. Hii.iiipOB, С. В. Локальные вычислительные сети. ПринцнЕЕы построения, архитектура, коммуникационные средства / С. В. Назаров, А. X. Барсуков, В.. П. Поляков, А. В. Луi овец. — М. : Финансы и статистика, 1994.

— 208 с.

68. Олпфер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учебник для кузов / В. Г. Олпфер, H. A. Олпфер. — 3-е изд. — CL 16. : L lil'i'Cp, 2006. — 958 е.

69. Ольсок, Г. Динамические аналогии / нер. с англ. Ь. Л. Коробочкпна И ¡сод ред. М. А. Айзермана. — M. : LГосударственное изд-во иностранной литературы, 1947. — 224 е.

70. Ope, О. Теория [рафов. — M. : Наука, 1968. — 336с.

71. Парфенов, В. И. Тензорный подход к решению задачи оптимальной маршрутизации в информационных сетях /В. И. ] 1арфенов,С.'. В. Золотарев if Теория и техника радиосвязи. Воронеж, ОАО «Концерн «Созвездие».— 2007. — №2. - С. 5-11

72. Наеечнпков, И. И. Модель пакетной радиосети УКВ диапазона МДРВ15 / И.И. Наеечнпков, A.LI. Горев, U.C. Киселев // Повышение эффективности средств обработки информации elle базе математического и машинного моделирования : Материалы VI Веерое. НТК (16-19 мая 2000 г.) / ТВ А И И.— Тамбов. : [б. и. ),2000.—С. 124-126.

73. ] 1асечников, И. И. Передача информации в пакетной радиосети с захватом / Материалы V Веерое. НТК (12-15 мая) /ЧВАИИ. — Тамбов : [б. и.], 1997. - С. 178-188.

74. Пасечников, И. И. Анализ и методы повышения информационной эффективности телекоммуникационных систем и сетей : монография. — Ч'амбов: Издательский дом ТГУ им. Г. IJ. Державина, 2010. — lifte.

75. Пасечников, И. И. Анализ нагрузки в каналах ПРС АСОД е МДРВ15 при алгоритме маршрутизации, основанном еlll минимизации числа ретрансляций / Материалы межреспубликанской конференции «Повышение эффективности средств обработки информации elle базе математического и машинного моделирования». — Тамбов :ТВВАИУ, 1.995.-С. 101-103.

76. Наеечнпков, И. И. Информационные сети : учеб.пособие. — Тамбов : Ч'ВАИИ, 2001. — 64 с.

77. Пасечников, И. И. Методология анализа и синтеза предельно нагруженных информационных сетей. — М. : Изд-во Машиностроение-1, 2004. —216 е.

78. Пасечников, И. И. О распространении строю детерминированного подхода на информационные сети / И. И. Пасечников, В. Ф. Войцеховскнй, Т. Я Гораздовский : сб. Математическое моделирование технологи чес к ил систем. — Воронеж : BLTA, 1999. — №3. — С. 36-43.

79. L 1асечникои, И. И. О целесообразноети использования в кибернетике информационных систем управления и автоматической связи параметра «Мощность» / И. И. Пасечников, Ч". Я. ГораздовскиЙ // Материалы 1-й Международной НТК «Информация и технологии 21 века». — Воронеж : В1 У, 2000.-С. 173-184.

80. Пасечников, И. И. Оценка эффективности информационного обмена в мобильной пакетной радиосети с использованием параметра «мощность» / и. И. Пасечников, А. П. Горев, И. С. Киселев // Радиоэлектроника. — Киев.: Известия вузов.— 2002. — №3. —С. 18-2?.

81. Пасечников, И. И. Передача информации в пакетной радиосети с захватом и протоколом передачи с запросом / Сб. трудов 111 Международной НТК. — Воронеж, май 1997.-С. 175-176.

82. 11асечннков, И. И. Синтез в модельном отображении сетей связи с использованием тензорной методологии / И. И. Пасечников, А. М. Межуев // Радиолокация, навигация, ивя^ь : V111 Между народная НТК. — Воронеж : BI У, 2002. —С. 12-16.

83. 1 leipOB, М.Н. Исследование характеристик распределенных телекоммуникаций методом тензорного анализа и теории массового обслуживания: дие. д-ра тел и. наук. — Красноярск : КГУ, 1998. —240 е.

84. lleipOB A. h¡. Тензорная методологии в теории систем. - М. Радио и связь, 1985. — 152 с.

85. 1 leipoa А. Ы. Тензорный метод двойственных сетей. - М. : ООО ЦИ1 в 11, 2007 — 496 с.

86. LleipOB, A. li. "L"iiнзорная методология в теории систем. — М. : Радио е связь, 198?.— 151 с.

87. LleipOB, А. И. Тензорный метод двойственных сетей и у правление устойчивым развитием [Электронный ресурс] / Международный университет природы, общества и человека «Дубна». — М. : Рое.гос. б-ка, 1997. — Режим доступа: http://www.uni-dubna jru/i ma^es/tla tii/gal lecy /108_836_Petrov-

Teii2omyi_meiod_ilvoistveBiiLyh_seiei.doc, свободный. — З&гл. с экрана. — Я*.рус.

88. Полак, Э. Численные методы оптимизации / пер. с англ. И. АВателя. — М. : Мир,]974, — 374е.

89. 11одольекий7 В.Е. Основы построения и развития региональных образовательных компьютерных сегей elll базисе анализа их структурной сложности: дис. ... д-ра тех, наук : 0?.13.13. - Тамбов, 2006. - 30? с.

90. Прокис, Дж. Цифровая связь : пер. с англ. / иод ред. Д. Д. Юювскою. — М. : Радио и связь, 2000. — 800 е.

91. Свами, М. 1 рафы, сети и алгоритмы : пер. с англ. / М. Свами, К. Тхуласираыан / под ред. В. А. 1 орбагого. — М. ; Мир, 1984. — 455с.

92. Семнсошенко, М.А. Управление автоматизированными сетями декаметровой связи в условиях сложной радиоэлектронной обстановки. — СПб.: ВАС им. С М Буденного, 1997. — 364 с.

93. Советов, Ь. Я. Построение сегей интегрального обслуживания / Ь. Я. Советов, С. А. Яковлев. —Л.: Машиностроение, 1990. — 332с.

94. Стопинге, В. Современные компьютерные сети. — 2-е изд. — СПб.: Нигер, 2003— 783 е.

95. Таненбаум, Э. Компьютерные ееги. — 4-е изд. - СПб. : Питер, 2002.—992 с.

96. Тарасик, П. Математическое моделирование технических систем : учебник для вузов. — М. : Дизайн ПРО, 1997. —640 с.

97. Татт, У. Т. Теория ¡рафов / пер. с англ. Г. П. Гаврилова. — М. : Мир, 1988. —424 с.

98. Тихонов, В. И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств Ví систем : учеблособие для вузов / В. И. Тихонов, В. H. Xûрисов — М. : Радио и еви.^ь, 1991. —608 е.

99. Уилсон, Р. Введение н теорию |рафов : пер. е англ. / под ред. ] '. II. ] аврплова. — М. : Мир, 1977. — 207 е.

1.00. Фейт, С TCP/IP. Архитектура, протоколы, реализация. — М. : Лори, 2000. —450 е.

1.01. Фрэнк, Г. Сети и вяз и и потоки : пер. с англ. / 1 '. Фрэнк, И. Фриш. —M : Связь, 1978. —448 е.

1.02. Хант, К. L lepcoHLuibELbLC компьютеры ё сетях TCP/IP : пер. с англ.

— Киев. : BHV-Кпев, 1997. — 384 е.

1.03. Харари, Ф. Теория |рафов : пер. t ¿huí. — M. : Мир, 1973. —

386 e.

1.04. Хемминг, Р. В. Теория информации и теории кодирования. — М. : Радио и ивя.«>, 1983. — 1 74 е.

1.05. Хэпп, X. Дна копти ка и. электрические цени : пер. с англ. / под ред. В. ! '. Миронова. — М. : Мир, 1974. — 342 е.

1.06. Цыбаков, Ь. С. Передача пакетов в радиосетях / Ь. С. Цыбаков, В. Л. Ьакпров // Проблемы передачи информации, 1.985, — т. XXI. — Выи. 1.

— С. 80-101.

1.07. Шаров, А. Н. Сети радиосвязи е пакетной передачей информации / А. Н. Шаров, В. А. Степанец, В. И. Комашинский // иод ред. А. Н. Шарова. —СПб, : ВАС им. С М. Буденного* 1994. —216 е.

1.08. Шаров, А.Н. Синтез алгоритмов адаптивной маршрутизации информационны* потоков в многозоновых сети* декаметровой ubïl.-sh. — Радиотехника. — 1996. — №10. — С. 3-8.

1.09. Швирц, М.. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ {в двух частях): пер. с англ. — М. : Наука. 1 'л. ред. физ-мат. лит., 1992. — Ч. 1. — 336 с.

110. Швирц, М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование : пер. с англ. / под ред. В. А. Жожпкашвпли. — М. : Радио и сви.*ь, 1981. — 336с.

111. Шркнинас, В. Качество обслуживания в сетях IP. — М. Вильяме. 2003. — Ш с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

УТВЕРЖДАЮ Директор института математики физики и информатики

л\ *

Щ^У^ Жуковский Е С.

2015 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы «Модель зоны нагрузки и процедуры распределения потоков сетевой информационной системы на основе ее кибернетической мощности»

Литвинова Кирилла Александровича

Результаты диссертационного исследования Литвинова К.А. на тему: «Модель зоны нагрузки и процедуры распределения потоков сетевой информационной системы на основе ее кибернетической мощности» обладают актуальностью, представляют практический интерес и использованы в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» института математики физики и информатики ТГУ им. Г.Р. Державина при изучении дисциплин: «Основы инфокоммуникационных систем и сетей», «Тензорный анализ инфокоммуникационных систем», «Вычислительная техника и информационные технологии».

Зав. кафедрой общей физики

д.ф.-м.н., профессор Федоров В. А.