Задача рационального размещения системы контроля на сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.16, кандидат технических наук Крымов, Владимир Николаевич

• Крымов, Владимир Николаевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Крымов, Владимир Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

1 о ВВЕДЕНИЕ

2. АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ СЕТИ ВЕДОМСТВЕННОЙ СВЯЗИ '

2.1. Особенности ведомственной городской сети связи

2.2. Требования по надежности, целостности, задача контроля сети

2.3. Проблема рационального размещения системы контроля

2.3.1. Пример размещения источников ТС

2.3.2. Простейшие варианты размещения ИТС

2.3.3. Применение системы контроля по отношению к сетям различной топологии

2.4. Последовательность расчетов по реализации системы контроля на сети • - '

2.5. Оценка характеристик системы"контроля

2.6. Идентификация задачи размещения системы контроля на сети 43 Выводы по разделу 2

3. КРИТЕРИИ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРАСС ПРИ ФИКСИРОВАННЫХ МЕСТАХ УСТАНОВКИ ИСТОЧНИКОВ 55 3.1. Математическая модель сети с ТС

3.1.1. Перечень и свойства компонентов системы

3.1.2. Правила прокладки технологических сигналов в сети

3.1.3. Критерии оценки вариантов прокладки ТС

3.1.4. Области модели, подлежащие оптимизации

3.1.4.1. Число ТС необходимых для контроля абонентской

сети узла 7

3.1.4.2. Показатель наименьшего числа транзитных узлов в тракте подачи ТС

3.1.5. Связь исходных данных с выходными параметрами системы

3.1.5.1. Критерий суммарной длины трасс контроля 7

3.1.5.2. Критерий загруженности межузловых связей

3.1.5.3. Соотношение свободных и занятых ИТС

3.1.5.4. Критерий числа неконтролируемых магистральных связей

3.1.5.5. Критерий общего числа ИТС по сети

3.1.6. Зависимость параметров системы от аргументов

3.2. Примеры расчетов по критериям

3.2.1. Пример расчетов по критерию суммарной длины

3.2.2. Пример расчетов по критерию загруженности межузловых магистральных каналов

3.2.3. Пример расчета по количеству неконтролируемых магистралей и числа ТС для них

3.2.4. Расчеты по критерию соотношения свободных и занятых

ИТС в узлах сети

3.3. Способ расчетов по критериям 103 Выводы по разделу 3

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТОВ ДЛЯ ФИКСИРОВАННЫХ МЕСТ УСТАНОВКИ ИСТОЧНИКОВ

4.1. Оценка сложности вычислений по критериям оптимизации

4.2. Последовательный метод выбора комбинации трасс

4.3. Модифицированный пакетный метод расчетов

4.4. Гибридный метод выбора трасс контроля

4.5. Применение методов к другим критериям 128 Выводы по разделу 4

5. ЗАДАЧА РАЗМЕЩЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В УЗЛАХ СЕТИ

5.1. Критерии рационального выбора расположения источников

5.2. Методы рационального размещения источников на сети

5.2.1. Анализ и модификация существующих методов для

решения задачи

5.2.2. Метод потенциалов и потребностей 155 Выводы по разделу 5

6. АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ СЕТИ С

СИСТЕМОЙ КОНТРОЛЯ В ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧАХ

6.1. Общие характеристики программной модели

6.2. Описание схемы функционирования программной модели

6.3. Пример расчетов системы контроля на фрагментах сети 17 4 Выводы по разделу 6 17

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 180 ПРИЛОЖЕНИЕ 18 2 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 18

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Задача рационального размещения системы контроля на сети»

1. ВВЕДЕНИЕ

При создании информационно-вычислительных сетей (ИБС), объединяющих ресурсы различных организаций, а также при синтезе телефонных сетей, одной из основных задач является обеспечение безопасности данных„ Особенно, в этом смысле, важна безопасность сетей ведомственной связи» Под безопасностью данных обычно понимают такое состояние хранимых, обрабатываемых и передаваемых по сетям, при котором невозможно их случайное или преднамеренное раскрытие, изменение или уничтожение [37,44]„ Безопасность данных обеспечивается и поддерживается комплексом программно-аппаратных средств защиты, которые выполняются свои функции в тесном взаимодействии с основными компонентами ИТ С. Совокупность этих средств образует систему защиты данных, причем, с одной стороны, средства защиты являются общесистемными ресурсами ИБС, а с другой стороны, в силу специфики решаемых задач система защиты может быть представлена в виде самостоятельной внутрисетевой структуры, которая нуждается в собственном управлении,. При этом основным назначением подсистемы управления средствами защиты является координация всех процессов, выполняющихся в сети в интересах обеспечения безопасности данных.

Задачи управления можно разбить на два класса взаимосвязанных частных задач„ К первому классу относится компенсация нарушений функционирования системы защиты, которые возникают в результате отказа каких-либо элементов системы или при воздействии на систему нарушителя„ Здесь необходимо учитывать возможность преднамеренного нарушения целостности и непротиворечивости распределенной между элементами системы служебной информации, нарушения безопасности ключей и паролей, что связано с определением допустимого времени их использования, а также возможность потери или частичного искажения служебной информации в результате отказов аппаратных или программных средств элементов системы защиты. Кроме того, необходимо учитывать изменение уровней (вплоть до полной потери) работоспособности отдельных элементов системы защиты

или нарушение связей между ними. Рассматриваемые нарушения могут быть разделены по виду на внешние и внутренние . Внешние являются следствием целенаправленной деятельности нарушителя с целью получения несанкционированного доступа к защищаемым данным или изменения режимов работы системы защиты. При рассмотрении нарушений этого вида можно говорить о живучести системы защиты [34,44]. Внутренние нарушения являются следствием скрытых дефектов элементов системы защиты или связей между ними и проявляются случайным образом в процессе эксплуатации.

Средства обеспечения безопасности данных можно разделить на два основных класс0. локальные средства, являющиеся принадлежностью абонентских систем, и сетевые средства защиты.

В последнее время системы управления сложными распределенными системами, к которым с полным основанием может быть отнесена и система защиты данных в ИБС, создаются с помощью методов и средств искусственного интеллекта [30,31,44]. Основным содержанием концепции построения интеллектуальных систем управления является использование введенных в систему и пополняемых в ходе функционирования знаний. Применение методов искусственного интеллекта позволяет существенно повысить эффективность управления такими объектами, как сети передачи данных. Целесообразность использования искусственного интеллекта в системе защиты информации обусловлена тем, что при отказе или нарушении работы каких-либо элементов системы защиты может возникнуть возможность утечки информации, что недопустимо. Предотвращение утечки обеспечивается оперативным блокированием участка ИВС, который содержит неисправный элемент системы защиты. Следовательно, система защиты должна постоянно проводить контроль функционирования своих элементов, анализировать результаты этого контроля и оперативно реагировать на возникновение различного рода сбойных ситуаций независимо от природы их возникновения (случайных или преднамеренно создаваемых нарушителем). Включение в контур управления оператора системы защиты в качестве лица, принимающего решение по предоставляемой ему информации, не

позволяет достичь достаточной оперативности реакции на возможные нарушения» Таким образом, необходимо оснастить систему защиты специализированной экспертной системой, которая выполняет функции оперативного управления ею. Естественно, что при этом оператор может влиять на процесс управления на любом этапе, вводя операторские директивы с собственного терминала.

Система функционального контроля средств защиты данных предназначена для формирования и выдачи в ИВС тестовых команд или сигналов, направленных на проверку правильности работы тех или иных средств защиты» Результаты проверок собираются этой же системой в реальном масштабе времени, что обеспечивает возможность оперативного реагирования на возникающие нарушения» Поступающие из ИВС данные о результатах контроля используются для обновления знаний о текущем состоянии системы защиты и в совокупности с уже имеющимися знаниями служат основой для выработки необходимых управляющих воздействий»

Таким образом, основной элемент системы защиты данных использует для реализации своих функций специализированную экспертную систему, постоянно контролирующую правильность работы системы обеспечения безопасности» Однако сложность проблемы управления безопасностью данных в ИВС требует проведения дополнительных исследований для оценки эффективности предлагаемых методов, конкретизации функций и принципов построения элементов системы управления, а также для оценки влияния средств контроля функционирования системы защиты на загрузку сети» Оставив в стороне вопросы реализации экспертной системы, обратимся к последней проблеме влияния системы защиты на загрузку, а, кроме того, стоимость реализации некоторых компонентов системы»

Одним из видов защиты служебной информации является система защиты линий связи» Имеется в виду дополнительные меры по поддержанию в рабочем состоянии основной среды передачи информации по сетям — кабелей, соединяющих абонентские пункты или узлы ИВС [8,9,18]»

Исторически сложилось, что до недавнего времени как в вычислительных системах, так и в системах телефонной связи

использовались кабели, содержащие в своей структуре большое количество металлических проводящих жил. Как правило, для этих целей использовались медные проводники.

Для обеспечения защиты данных со стороны централизованной системы защиты часть проводников была задействована для технологических целей. Именно по ним системой функционального контроля системы защиты передаются тестовые сигналы, которые затем анализируются в реальном масштабе времени.

Параметры линии связи, контролируемые системой защиты данных, могут быть различны. Все свойства кабельной системы, нарушение которых тем или иным образом повлечет утечку информации или ее искажение должны быть учтены. В зависимости от того, какой именно параметр контролируется, в структуру кабелей могут включаться или не включаться дополнительные датчики состояния, реагирующие на запросы системы защиты, либо в реальном режиме времени выдающие сигналы, которые отражают условия функционирования кабеля [33].

Общим для этих параметров функционирования является использование части жил кабеля для передачи технологической информации (запрос системы защиты и ответ датчиков, либо сигнал мониторирования состояния). Для обеспечения безопасности передачи данных важно, чтобы на всех участках сети кабели были под контролем системы защиты. Таким образом, сигналы ото всех кабелей сети должны сходиться в пункт сбора контрольной информации, где она анализируется.

Такая система контроля подразумевает, во-первых, большое количество приемников контрольной информации, а во-вторых, при установке этих приемников в одном из узлов сети или даже выделенной для этих целей станции, наличие большого числа этих технологических сигналов в кабелях, входящих непосредственно в этот узел или станцию.

До недавнего времени задачей большинства систем контроля ставилось обеспечение защиты, в основном, участков сети, соединяющих между собой узлы. Для этого, в соответствии с конкретными целями, в кабели магистральных (межузловых) соединений вводились дополнительные технологические жилы,

которые обеспечивали контроль за их состоянием» При этом общее число технологических сигналов определялось типом и количеством кабелей магистральных участков сети» В результате заполнение кабельной системы технологическими сигналами было незначительно [33,46] .

В последние годы все большее значение приобретает принцип полного покрытия сети системой контроля» Это означает, централизованная система контроля должна получать данные о состоянии не только магистральных, но и абонентских участков сети» Если технологическое оборудование системы контроля устанавливается в узлах, абонентская сеть которых должна контролироваться, то магистральные участки должны

контролироваться отдельными технологическими сигналами» В противном случае технологические сигналы от контроля абонентских участков неизбежно будут проходить по магистральным участкам» В то же время по ним проходят сигналы контроля самих этих участков [33]»

Заполнение магистральных участков технологическими сигналами характерно не только для сетей, имеющих повышенные требования к безопасности данных, таких как информационно-вычислительные сети или телефонные сети ведомственного назначения» В телефонных сетях общего пользования уже давно применяется технология поддержания в исправном состоянии кабельной системы» Для этого на территории АТС или крупных узлов устанавливаются испытательно-измерительные столы (стенды) (ИИС) [8] » Часть линий кабеля задействуется с целью контроля параметров кабельной системы, а также передачи служебной информации„

Более того, в последнее время имеет место интенсивное развитие средств телекоммуникаций и расширение спектра функциональных возможностей аппаратуры передачи данных» Увеличивается спектр услуг телефонной связи в плане выдачи сервисной информации абонентам» Это неизбежно ведет к росту требований к среде передачи данных также и в смысле использования части объема кабелей для сервисных функций»

Таким образом, именно на данном этапе существует целый ряд объективных причин, ведущих к увеличению числа технологических сигналов в кабельной системе сети, При определенных обстоятельствах их объем может быть сравним с объемом информационных сигналов.

Следовательно, происходит невольное переполнение кабелей магистральных участков технологическими сигналами, идущими от периферийных областей сети и абонентских участков„ Одним из выходов является распределение системы защиты по узлам сети. По крайней мере, децентрализации подлежит та ее часть, которая производит, во-первых, рассылку запросов о функциональном состоянии элементов системы, а во-вторых, содержит приемники контрольной информации. Для телефонных сетей общего пользования необходимо выбрать места расположения ИИС.

Кроме того, как показано в разделе 2 диссертации, объем технологических сигналов в кабелях сети во многом зависит от того, какими путями они проходят по магистральным участкам сети. Таким образом, задача заключается в том, чтобы выбрать не только места расположения контрольных пунктов, т.е. где будет установлено технологическое оборудование, но и в том, чтобы найти комбинацию путей прохождения технологических сигналов с целью минимизации объема технологических сигналов в кабелях.

Включая большое количество технологических жил в кабели сети, мы тем самым переносим стоимость кабельной системы сети с информационных линий на технологические. В процессе эксплуатации, безусловно, информационная доля линий в какой-то мере окупит себя. Однако при этом остальные линии выключены из эксплуатации, и, следовательно, из аренды. Таким образом, увеличивая долю технологических сигналов в кабелях сети, при сохранении безопасности данных сеть теряет свою окупаемость.

Место диссертации среди навесдшнж направлений наувш.

В работе приводится анализ существующих методов для применения к решению поставленной задачи. Так, задача размещения объектов по узлам сети широко изучена в теории графов. Известны типовые задачи нахождения центра графа. Существует множество методов и алгоритмов, осуществляющих такой

поиск„ Большинство из них ориентировано на отыскание единственного центра, в то время как рассматриваемая задача характеризуется большим числом таких центров [4,27] . Методы полного перебора ведут к значительному увеличению операционной сложности задачи» Задачи поиска нескольких центров сети сводятся к разбиению сети (графа) на фрагменты с последующим поиском в каждом из них единственного центра» Особенности решаемой задачи требуют более подробного рассмотрения известных методов, их возможностей для решения проблемы размещения системы контроля на сети, а также критериев оценки размещения» Необходимо рассмотреть существующие эвристические методы, позволяющие производить поиск мест расположения источников технологических сигналов для сетей большой размерности»

Задача выбора комбинации путей прохождения технологических сигналов по магистралям сети имеет также множество аналогов» Существуют похожие задачи, которые были в свое время глубоко изучены и успешно решены [13,27] » Та же теория графов изобилует различными вариациями задач поиска кратчайшего пути на графах» Большинство из них были решены так же и для сетей большой размерности» Среди них имеются задачи поиска всех кратчайших путей до одной вершины, которые в числе других применимы для решения проблемы выбора путей технологических сигналов» Однако рассматриваемая задача подразумевает выбор пути прохождения в зависимости от количества технологических сигналов в магистральных связях сети» Поэтому более подходящей можно считать типовую теории потокового программирования задачу поиска потока минимальной стоимости на сети [14,15,35]» В конечном итоге она формулируется в терминах линейного программирования» Решение такой' задачи может быть найдено как методами потокового программирования, так и линейного программирования» Сложность такого решения в значительной степени увеличивается с ростом размерности сети»

Еще одно направление науки, связанное с поиском пути на сетях, в том числе и большой размерности, интенсивно развивалось последние десятилетия» Вопросы маршрутизации на сетях широко исследовались в связи с бурным развитием

глобальных телекоммуникационных систем [3,17]„ Существует множество алгоритмов маршрутизации, позволяющие находить наилучшие пути прохождения пакетов по сети, Однако задачи, решаемые в диссертации, отличаются от задач маршрутизации» Суть последних состоит в нахождении пути прохождения пакета на основе данных о загруженности магистральных каналов„ Для следующего пакета, приходящего на данный узел, отыскивается новый путь, который может не совпадать с предыдущим» В задаче выбора пути технологического сигнала необходимо решить вопрос о прохождении сразу всех путей ото всех узлов сети»

Формулировка проблемы исследования „

Исследование существующих и создание новых методов, позволяющих производить выбор комбинации путей прохождения технологических сигналов по магистральным участкам сети, с учетом их применения для сетей большой размерности с целью снижения общего объема технологических сигналов по сети» Анализ алгоритмов с точки зрения операционной сложности» Исследование методов нахождения нескольких центров на сети большой размерности, применительно к задаче размещения системы контроля на сети» Анализ и формализация критериев выбора путей прохождения технологических сигналов по сети» Выбор критериев оценки качества размещения центров в узлах сети, а также критериев сравнения комбинаций путей прохождения

технологических сигналов по сети»

Осяовжзш» направлениями наследований являются»

1) Анализ задачи размещения системы контроля на сети с целью выработки критериев выбора путей прохождения технологических сигналов по сети»

2) Исследование существующих и синтез новых алгоритмов, позволяющих находить оптимальные комбинации путей прохождения технологических сигналов по сети»

3) Исследование существующих методов и алгоритмов размещения нескольких центров сети»

4) Моделирование полученных алгоритмов на ЭВМ и определение их операционной сложности и характеристик системы контроля, полученных в результате применения новых методов»

Структура диссертационной работы определяется

сформулированными направлениями исследований. Работа содержит пять основных глав, введение и заключение. Во введении обосновывается актуальность темы и сформулированы основные направления исследований, показана научная новизна решаемых задач, а также кратко излагается содержание остальных частей.

Во втором разделе диссертационной работы более подробно рассматривается суть задачи контроля на примере задачи защиты от съема информации бесконтактным методом. Формулируются задачи исследования, и обосновывается выбор направления исследования и методы решения поставленных задач. Проанализированы различные примеры топологической структуры сетей и возможности размещения на них системы контроля.

На основании анализа общей задачи контроля кабельной сети связи приводится вариант разбиения ее на подзадачи, решаемые отдельно. Приводится анализ существующих направлений науки, в которых решались задачи, подобные поставленной в диссертации. Для каждой из подзадач анализируется своя область науки, имеющая похожие задачи. На основании этого анализа сделаны выводы о необходимости разработки новых эвристических алгоритмов, позволяющих оперировать с сетями большой размерности.

Третий раздел посвящен вопросам формализации задачи размещения системы контроля. Предлагаются критерии выбора комбинации путей прохождения технологических сигналов по магистральным участкам сети. Приводится возможные варианты формализации параметров задачи в виде матриц связности, а также способы расчетов по предложенным критериям. На примерах производятся расчеты по критериям с помощью выбранного математического аппарата.

Четвертый раздел посвящен оценке операционной сложности вычислений по критериям и разработке новых эвристических методов, позволяющих выбирать комбинации путей прохождения технологических сигналов по сети.

В пятом разделе рассматриваются вопросы нахождения мест расположения источников технологических сигналов. Анализируются

известные эвристические алгоритмы, используемые для подобных целей. Предлагается новый подход, учитывающий неравномерности распределения по сети потребностей абонентских участков сети в технологических сигналах для контроля.

Шестой раздел содержит описание разработанной в рамках диссертации программной модели, реализующей предложенные методы выбора комбинации путей прохождения технологических сигналов по сети. Приводятся примеры расчетов на фрагменте сети с оценкой операционной сложности, характеризуемой временем выполнения задачи, и оценки эффективности применения разработанных методов.

В заключении подводятся итоги проведенного в диссертации исследования. Сформулированы основные научные и практические результаты. Определены возможные направления для дальнейших исследований в данной области.

Основные результаты работы, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на II и III межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых Волгоградской области (Волгоград, 1995=96 гг.), I, II и III Волжских городских научно-практических конференциях (Волжский, 1995-97 гг.), на ежегодных научных конференциях ВолгГТУ (Волгоград, 1995-1998 гг.).

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ. Исследования проводились по государственной программе «Университеты России», подраздел 2.3 «Связь. Проблемы информационного обмена». Результаты исследования были использованы в хоздоговорных НИР № 2/52-97 «Разработка автоматизированной системы расчета ведомственной городской телефонной сети», шифр «Ландыш» и № 95/42 «Разработка программ расчета оптимальной структуры ведомственной городской кабельной сети связи», шифр «Гвоздика», где автор являлся ответственным исполнителем. Результаты исследования были использованы в учебном процессе в качестве материала для лабораторных работ по курсу «Сети ЭВМ».

2 АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ СЕТИ ВЕДОМСТВЕННОЙ СВЯЗИ

В настоящем разделе приводится описание особенностей структуры ведомственных городских сетей и специфических требований к ним. На основании этого формулируется задача, решению которой посвящены последующие разделы диссертации. Эти особенности заключаются в сложной иерархии сети, состоящей из ряда подсетей с разными центрами коммутации, но, в то же время, и с общими каналами. В них выделяются разноприоритетные группы абонентов и сообщений. В ряде случаев условия эксплуатации сети могут быть неблагоприятными с интенсивным действием естественных и искусственных помех в каналах связи. Чрезвычайно высоки требования по надежности функционирования, защите и целостности передачи информации в сети.

Необходимо сделать акцент на причинах, побудивших автора остановится именно на ведомственных сетях связи. Дело в том, что для ведомственных сетей проблема контроля стоит особенно остро. Именно в них вопросы обеспечения повышенного качества состояния кабельной системы и защиты информации играют решающую роль. На сегодняшний день подобные проблемы в сетях общего пользования не стоят, но, тем не менее, их решение неизбежно в ближайшем будущем.

2.1» Особенности ведомственной городской сети связи

Ведомственная городская распределенная сеть относится к числу наиболее сложных систем, включающая в свой состав тысячи узлов и соединений. Поэтому процессы ее проектирования основаны на использовании эвристических методов, допускающих приближенные решения. Для эвристических методов

проектирования, нашедших практическое применение, получаемые решения по определению структуры сети отличаются от

оптимальных решений в пределах 5 -г 10%. К таким методам в первую очередь относятся методы Прима и Ежи-Вильямса»

Как следует из описания приведенных эвристических методов, они рассчитаны на построение централизованной древовидной малосвязанной сети с минимальной стоимостью (длиной) всех соединений» Связи между отдельными узлами отсутствуют о Такая конфигурация сети в наибольшей степени соответствует кабельной телефонной сети, в которой все соединения между абонентами могут осуществляться только через АТС с коммутацией каналов» Например, соединение двух абонентов, находящихся в соседних комнатах одного учреждения, может быть осуществлено посредством коммутации минимум через одну АТС, которая, как правило, находится от абонентов на значительном расстоянии» Это соединение требует использования нескольких трасс кабелей, соединяющих ряд узлов (телефонных шкафов с кроссовыми соединениями) »

Постоянно развивающаяся ведомственная городская

распределенная кабельная сеть, являющаяся предметом исследования в настоящей работе, имеет ряд особенностей, обуславливающих поиск новых методов проектирования и совершенствования такой сети»

В первую очередь необходимо отметить интенсивную динамику изменения числа, ранга, места расположения абонентских узлов в сети» По мере исторического развития страны, создания новых промышленных и гражданских объектов, микрорайонов, изменения инфраструктуры управления и социально-политической надстройки общества, топологическая структура сети претерпевает постоянные изменения» Динамика изменения структуры ведомственной сети существенно превышает изменения телефонной сети общего пользования, хотя и в последней эти изменения значительны» Например, изменения социально-политической структуры управления обществом в последние годы вызвало смену большинства управляющих органов, изменения в иерархии руководства и значительной перестановки мест расположения

абонентов и объектов, образующих новый .реальный перечень пользователей ведомственной сетью управления государством, отраслями промышленности, финансов, сельского хозяйства. Такие изменения в первичном территориальном расположении абонентов, однозначно определяющем топологическую структуру сети, неизбежно приводят к "ухудшению" структуры сети (с точки зрения ее технического выполнения). Появляются новые тракты, соединения, вводимые не по оптимальным техническим проектам, а по чисто волевым командным решениям. Новые рабочие места абонентов в большинстве случаев включаются в сеть путем использования имеющихся на данный момент времени свободных соединений. Неизбежны при этом ситуации, когда новый абонент включается не по кратчайшему пути, а через дальний обходной тракт.

Второй особенностью, определяющей специфику построения ведомственной сети, является наличие целого ряда обособленных подсетей, образующих в совокупности сеть в целом. Общеизвестны факты наличия у любого руководящего лица, начиная с районного масштаба, или руководителя крупной организации, предприятия, нескольких телефонных аппаратов.

Наличие отдельных подсетей в общей системе управления государством и народным хозяйством объясняется целым рядом факторов. В первую очередь общегосударственная сеть общего пользования не обеспечивает надлежащего качества по скорости установления соединения, процесса ведения разговора. Затем необходимо учитывать меры по защите информации, как правило, конфиденциальной, при ведении разговоров на высоком уровне. Эти и другие факторы определили создание узковедомственных подсетей, обслуживающих отдельные управленческие службы высокого ранга, отраслевые, специальные, оперативные, технические службы. Обязательным условием функционирования подсетей является наличие отдельных центров коммутации, АТС. В то же время информация разных подсетей может передаваться по общим кабельным трактам с выделением отдельных кабелей под

разные подсети, или с возможностью передачи информации разных подсетей по одному кабелю с выделением разных жил кабеля. Проблема проектирования совокупности отдельных подсетей, имеющих автономные центры коммутации и в то же время общие соединительные тракты, является новой, требующей специального исследования„

Следующая особенность ведомственной городской сети, существенно влияющая на ее структуру - повышенные требования по качеству технического обслуживания кроссов и соединительных кабельных трактов, обуславливающие выделение дополнительных жил в кабеле под технологические сигналы контроля различных параметров кабеля - понижения давления, проникновения влаги, нарушения оболочки, внешних подключений. Каждый из технологических сигналов должен действовать до абонентского окончания, т.е. до распределительной абонентской коробки, а в ряде случаев - до абонентского места. Информационные жилы от разных абонентских пунктов затем объединяются в кабелях, занимая в них значительную долю от общего объема кабеля» Одни и те же технологические сигналы, формируемые отдельным источником, могут быть использованы (разветвляться) для разных абонентских распределительных подсетей. Случайные подключения источников технологических сигналов к разным кабелям и абонентским коробкам могут привести к излишнему увеличению доли технологических жил к общему объему кабеля, особенно в магистральных соединительных трактах вблизи АТС, где осуществляется объединение информационных жил от многих распределительных абонентских подсетей и промежуточных трактов. Проблемы рационального использования технологических сигналов, выбора числа и мест расположения источников этих сигналов ранее не рассматривались„

Каждая из особенностей сети обуславливает необходимость наличия в такой сети целого ряда технологических сигналов для оперативного управления потоками информации в связи с изменением мест объектов и структуры подсетей, при условии

обязательной защиты любых вновь создаваемых кабельных соединений, часто с недопустимостью обработки сообщений от абонентов разных подсетей на единых центрах коммутации.

Следует отметить, что включение дополнительных технологических сигналов в кабели сети практикуется не только в ведомственных сетях связи. Для поддержания в исправном состоянии кабельной системы на крупных узлах или на территории АТС устанавливаются испытательно-измерительные столы (стенды), с помощью которых осуществляется наблюдение за параметрами кабелей сети. Они предназначены для производства э к с п л у а т а ци о н н ых измерений и испытаний абонентских линий, телефонных аппаратов, абонентских комплектов АТС,

соединительных линий и линий «прямых проводов», переданных на правах аренды организациям и учреждениям, не входящим в систему ГТС. Кроме того, ИИС обеспечивают возможность приема заявлений от абонентов о неисправности действия телефонной связи и ведение служебных переговоров с персоналом телефонной сети с любыми абонентами АТС.

Для поддержания в исправном состоянии вычислительных сетей существует широкий спектр оборудования, осуществляющего тестирование кабелей для сетей Ethernet и Token Ring. Современные устройства содержат базы данных типов кабелей и соответственно, алгоритмов тестирования каждого из этих типов. Фирмы-производители предлагают устройства, как для постоянного мониторинга кабельной системы, так и для периодической проверки ее работоспособности [8,35]. В литературе встречаются и другие упоминания о средствах общеканальной сигнализации, которая служит для слежения за параметрами кабелей [47].

Кроме того, существуют вопросы статистического контроля каналов связи, который может проводиться с помощью обработки общей информации (время передачи, квитанции) или по отдельным жилам кабеля.

Таким образом, как для сетей ведомственной принадлежности, так и общего пользования, как для телефонных

так и для вычислительных сетей существует объективная необходимость введения большого числа дополнительных жил (кроме информационных) для технологических целей. Попытка учета всех особенностей телекоммуникационных сетей, описанных выше, может привести к нерациональному заполнению кабельных каналов связи технологическими сигналами. Поскольку описанные особенности имеют тенденции к дальнейшему развитию, встает вопрос о выборе размещения компонентов системы контроля на сети.

В результате рассмотрения особенностей построения и функционирования сетей связи, выделены и рассмотрены в работе следующие не исследовавшиеся до этого новая проблема — оптимизация мест расположения источников технологических сигналов, выбора трасс передачи, объединения и разветвления технологических сигналов с целью уменьшения их доли в общем объеме кабельных соединений. Именно этой проблеме будут посвящены последующие разделы диссертации.

2 »2 „ Требования по надежности, целостности, задача контроля сети

Как уже отмечалось, для ведомственных сетей характерны повышенные требования к надежности и к секретности передаваемой информации. При этом для выполнения этих требований, независимо от конкретной цели (будь то контроль давления в кабеле, обрыв оболочки и т.д.), в структуру кабелей, наряду с информационными, вводятся дополнительные жилы. Их количество, тип и принципы прокладки зависят от конкретной задачи. В данной работе для примера мы будем исследовать проблему защиты от съема информации внешними устройствами [29,33,46].

Идея состоит в том, что по дополнительно вводимым жилам подается маскирующий сигнал, который заглушает сигнал от

информационных жил . При этом эти сигналы никак не влияют на уровень полезного сигнала в жилах кабеля. Каждый кабель содержит набор из нескольких технологических сигналов, располагающихся определенным образом в его структуре. Предусматривается два типа технологических сигналов — так называемые, симметричные и несимметричные.

Кабели различной емкости имеют разное же число повивов (слоев). С увеличением емкости растет и количество несимметричных технологических сигналов ТС. Конкретные значения количества ТС в зависимости от емкости кабеля приведены в разделе 3. Эта технология уже давно известна и применяется в системах, где защита информации имеет большое значение. Мы же будем заниматься проблемами, возникающими при применении этой технологии к исследуемым сетям.

Необходимо отметить, что введение ТС по сети подразумевает включение дополнительных жил во все кабели сети. Если, к примеру, тот или иной участок сети, будь то магистральный (между двумя транзитными узлами), или абонентский (соединяющий распределительные коробки с узлами сети), состоит из нескольких кабелей, то каждый из них требует своего определенного числа ТС. Такая ситуация может возникнуть, например, при прохождении кабелей различных подсетей по одному кабельному каналу.

Будем называть "контролем™ кабеля включение в его структуру такого числа ТС, которое необходимо для обеспечения защиты информации. Поскольку мы рассматриваем защиту от подключения внешних прослушивающих устройств, то имеется в виду контроль именно с этой целью. Таким образом, для группы кабелей число ТС, необходимых для контроля, будет определяться суммированием соответствующих показателей каждого кабеля в отдельности.

Одним из основных условий при установлении системы контроля на сети является то, что на пути прохождения технологического сигнала от источника до конечного пункта

число транзитных узлов должно быть минимальным» Проиллюстрируем сказанное на примере, изображенном на рисунке 2 о 1 о Предположим, что источники технологических сигналов

1 2

Рис о 2.1.

расположены в узле 4 „ При этом распределительная сеть узла 1 может контролироваться ТС, проходящими по трем различным путям: 1-4, 1-2-4 и 1-2-3-4. Технология, по которой строится система контроля на сети, подразумевает выбор первого из них. Причины этому объясняются позже в третьем разделе»

Как уже упоминалось, по технологическим жилам в кабеле проходит электрический сигнал, производящий шум для погашения информационного сигнала для прослушивания извне» В данной работе мы не будем затрагивать вопросы электрических параметров этого сигнала. Отметим лишь, что имеются некоторые источники технологических сигналов. О них известно только следующее:

они генерируют электрический сигнал, который воспринимается на другом конце цепи на нагрузке; физическая реализация нагрузки для нас не имеет значения;

на данный момент известны ИТС двух типов, однако для простоты в работе будет подразумеваться использование лишь одного;

технологические сигналы от контроля одних кабелей, проходящие на своем пути до ИТС через магистральные линии связи, могут без ограничений использоваться для контроля кабелей этих транзитных магистралей; ТС от каждого единичного источника может быть распараллелен на конечное число направлений; ограничение на распараллеливание — в одном кабеле сети не должны проходить более одного ТС от одного источника;

источники технологических сигналов ИТС устанавливаются в узлах сети о

Необходимо сделать некоторые пояснения по поводу распараллеливания ТС. При попытке его осуществления на магистральных участках может возникнуть некоторая путаница, поскольку сложно учитывать, откуда приходит тот или иной сигнал — другими словами, отслеживать путь каждой "нити" ТС . Иначе, возникает ситуация, когда сигнал, уже распараллеленный на магистральном участке, приходит к абонентской сети, будет произведена попытка его повторного распараллеливания. Поэтому, вводится еще одно ограничение: распараллеливание возможно только на абонентских участках сети. Эта мера позволит избежать подобных неувязок, и, как результат, в магистральных кабелях будут проходить только нераспараллеленные ТС.

2.3 Проблема рационального размещения системы контроля

Произвольная установка ИТС в узлах может привести к нежелательным последствиям. Во-первых, при использовании достаточно большого числа мест установки, общее количество генераторов технологических сигналов может оказаться неоправданно большим. Во-вторых, при более рациональном использовании самих источников за счет контроля большего числа кабелей одними и теми же ИТС, существенно возрастает

количество технологических сигналов в кабелях по отношению к их емкости. Естественно, что этот делается в ущерб информационным жилам.

Считается, что стоимость кабельной сети определяется в основном затратами именно на кабели. Особенно, это становится более явным в свете постоянного развития средств вычислительного и коммутационного оборудования, и его относительного удешевления.

Поскольку общая стоимость сети остается неизменной, то, увеличивая долю технологических сигналов в кабелях, мы, тем самым, повышаем стоимость системы контроля. Следовательно, нашей задачей является снижение доли ТС в общем объеме сигналов в кабеле, а также, по возможности, снижение длины трасс ТС о

Другими словами, располагая источники в тех или иных узлах, мы изменяем соотношение технологических и информационных сигналов в кабелях и суммарную длину трасс ТС контроля. Продемонстрируем это на небольшом примере.

2.3.1 Пример размещения источников ТС

Рассмотрим участок сети на рисунке 2.2. Для простоты будем считать, что:

1. для контроля кабелей распределительной сети каждого из

узлов требуются ТС только одного типа; 2„ магистральные участки сети контролируются за счет ТС от контроля кабелей распределительных сете узлов;

3. магистральные участки принимаются одинаковыми и равными одной условной единице длины;

4. данные о количестве ТС, необходимых для контроля распределительных сетей узлов сведены в таблицу 2.1

Таблица 2.1, Число ТС для распредсетей узлов на рис. 2.2

Номер узла 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10

Число ТС б 5 7 5 8 8 8 7 6 I 8

Рис 2.2. Пример размещения источников ТС

На рисунке символом "X™ помечены узлы, в которых установлены источники ТС. Цифры над магистральными связями обозначают общее число ТС, проходящих через них. Примем за функцию оценивающую качество установки источников сумму

длин трасс контроля распределительных сетей узлов, умноженных на количество ТС, необходимых для контроля.

Так, например, для случая а) , когда источники ТС установлены в узле с номером 1, длина трассы контроля узла 4

составит 4 условные единицы длины. Тогда стоимостной показатель, учитывая данные из табл. 2.1 будет иметь значение 32. Результаты расчетов по контролю всех узлов сети по вариантам установки ИТС а) - г) сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Результаты сравнения вариантов установки ИТС

Номер узла 1 1 2 3 | 4 5 | 6 7 8 9 | 10 Сумма

Функция качества

вариант а) " I 5 14 15 32 I 32 40 | 42 48 36 264

вариант б) 18 | 10 7 - 8 | 8 - I 7 8 6 72

вариант в) 18 1 10 7 - 8 | 8 8 | 14 16 12 101

вариант г) 24 |_15 14 5 16 | 16 - | 7 8 6 111

Очевидно, что в случае установки ИТС в двух узлах общая стоимость системы контроля, в том смысле, в котором мы условились ее понимать, значительно меньше. На первый взгляд, при установке источников во все узлы сети мы добьемся минимальной стоимости. Однако при этом мы не можем пренебрегать контролем магистральных связей.

Так, в примере на рисунке 2.26) мы считали, что распределительные сети узлов 4 и 7 контролируются за счет источников, установленных непосредственно в этих узлах. Но тогда через магистральную связь 4-7 не проходят технологические сигналы. Следовательно, даже с учетом упомянутых допущений, эта магистраль остается без контроля. В этой ситуации, для обеспечения контролем всех кабелей сети необходимо вводить дополнительные ТС, собственно для магистрали.

2.3.2 Простейшие варианты размещения ИТС

Рассмотрим ряд экстремальных ситуаций установки ИТС. При этом отметим их достоинства и недостатки.

В случае установки источников ТС во все узлы сети, ни

одна магистраль не содержит технологических сигналов. Если для каждой из них использовать свои ТС, то это приведет к

ситуации, когда каждый кабель сети содержит именно столько ТС,

сколько необходимо для его контроля. Это весьма благоприятный случай в смысле стоимости системы контроля, определяемой общим количеством и суммарной длиной технологических сигналов по сети .

Однако при этом используется значительное число источников ТС, что также увеличивает стоимость. Кроме того, если речь идет о системе контроля на реальных ведомственных сетях, то существуют определенные ограничения на установку ИТС в узлах. Например, некоторые транзитные узлы не предусматривают места для размещения источников, в других случаях отсутствует достаточное электропитание и др.

Еще один экстремальный вариант — установка большого числа источников в одном узле (возможно, специально оборудованном для этих целей) или нескольких, близко расположенных узлах. Более естественным местом расположения ИТС будет центр сети, а также, в случае нескольких узлов, ближайшие к нему узлы.

Будем называть центром сети, как наиболее привычное для этого термина понятие, которое, в свою очередь, определяется через понятие диаметра сети.

Определим через р(х±,х^ длину (количество ребер или магистралей) кратчайшего пути между узлами х± и Xj. Расстояние р (XI) =тахр (XI, Х3) назовем диаметром сети в узле х,, величину с1=тахр (XI) — диаметром сети, а величину г-ггап р (х!.) — радиусом сети. Узел XI, для которого р(Х!)=г, и называется центром сети.

Итак, в случае размещения всех источников в районе центра сети достигается максимальное использование технологических сигналов, идущих с периферических участков сети для контроля магистральных кабелей. При этом максимально задействуются все ресурсы источников ТС. Имеется в виду их максимальная загрузка. Длина трасс средняя, так как от периферических узлов она равна радиусу сети.

Недостатком такого варианта расположения источников является то, что через кабели магистралей, прилежащих к ИТС,

проходят все технологические сигналы от узлов всей сети. Таким образом, соотношение в них технологических и информационных жил складывается неудачно. Очевидно, что будет иметь место превышение допустимой доли ТС в кабеле.

Эта ситуация будет еще более усугубляться при удалении от центра сети. При этом загруженность прилежащих к ИТС кабелей технологическими сигналами •будет распределена неравномерно между магистралями разных направлений относительно узла с ИТС.

Следующий вариант расположения источников — по периферическим узлам. Этот случай размещения имеет очевидные недостатки. Самый основной из них определяется тем, что, как правило, большинство периферических узлов, независимо от имеющихся распределительных сетей, имеют магистральные соединения менее емкие, чем магистрали ближе к центру.

Это приводит к тому, что магистрали, прилежащие к ИТС переполняются технологическими сигналами. Это происходит также и потому, что кабели магистралей из центра сети, достаточно емкие, непокрытые технологическими сигналами, должны быть дополнительно проконтролированы отдельными ТС. Все эти технологические сигналы направляются к периферии через магистрали, и без того уже перегруженные ТС от контроля распределительных сетей узлов.

Это усугубляется еще и тем фактом, что периферические отделы сетей чаще других имеют древовидную структуру. Тем более что мы говорим о конечных узлах, являющихся ветвями дерева. Это свидетельствует о том, что эти узлы связаны с малым числом других, и для прохождения технологических сигналов существует, зачастую, только один путь.

Из анализа приведенных вариантов установки источников ТС можно заключить, что ни один из экстремальных случаев размещения не подходит для реализации системы контроля. Из этого следует вывод, что, скорее всего, наиболее приемлемым вариантом будет равномерное распределение ИТС по сети.

Естественно, что таких вариантов может существовать множество. Из них необходимо выбирать наиболее близкие к оптимальным.

Таким образом, из всех возможных вариантов расположения источников ТС необходимо выбрать такой, при котором при полном покрытии сети системой контроля ее стоимость была бы минимальной.

2.3.3. Применение системы контроля по отношению к сетям различной топологии

Обратимся к распространенным типам топологии сетей — кольцо и звезда. Анализируя простейшие топологические структуры, можно сделать некоторые выводы относительно возможности наилучшего размещения источников ТС в различных ситуациях„

1 2

Рис 2.3. Структура типа кольцо

Начнем рассмотрение со структуры типа кольца. Рассуждения будем иллюстрировать на примере рисунка 2.3.

Также как и в предыдущем примере допустим, что магистральные соединения контролируются за счет ТС от распределительных сетей узлов. В случае расположения источников в узле 1 нагрузка на прилежащие к нему магистрали распределяется равномерно. Все магистрали, кроме одной покрыты

системой контроля. В зависимости от того, по какому пути проходят ТС контроля узла 4, это будет магистраль 3-4 либо 4 = 5. При введении дополнительных ТС для ее контроля равномерность нагрузки на прилежащие к ИТС кабели не ухудшается, а даже, напротив, становится лучше. При выборе единственного узла для установки ИТС следует руководствоваться емкостью кабелей прилежащих магистралей. Чем она больше, тем меньше будет соотношение числа технологических сигналов к их общему числу. При этом более выгодной можно считать ситуацию, когда емкости обеих прилежащих магистралей близки по значениям друг к другу. Тогда число ТС по обоим направлениям будет распределяться равномерно. В противном же случае, если трассы прокладки узлов выбирались по принципу сохранения равных соотношений числа ТС и информационных жил в прилежащих, то эта равномерность не соблюдалась бы в остальных магистралях.

В большинстве ситуаций, когда более вероятны равномерные соотношения емкостей кабелей прилежащих магистралей, структура типа кольца весьма благоприятна для установки системы контроля. При наличии более одного места установки ИТС целесообразно распределить их приблизительно на равных расстояниях (имеется в виду расстояние в ребрах или магистралях) друг от друга. Это даст приблизительно равную нагрузку на ИТС, установленные в различных узлах. При этом независимо от их расположения число магистралей, не охваченных технологическими сигналами, будет идентично количеству узлов с ИТС. Введение дополнительных ТС для их контроля будет только уравновешивать нагрузку на различные ИТС.

Таким образом, делаем вывод о том, что данный тип топологии сети благоприятен для размещения на ней системы контроля. Различные вариации этого вида сетей могут быть рассмотрены с учетом этого.

Например, одну из разновидностей — двойное кольцо — можно рассматривать как частный случай. Имеется в виду структура, в которой количество внутрикольцевых магистральных связей

преобладает над числом межкольцевых, так как с увеличением последнего теряются свойства кольцевой топологии. Внутри колец действуют те же правила, что и в общем случае кольцевой топологии. Однако необходимо учесть возможность прохождения технологических сигналов по межкольцевым магистралям. Здесь уже решается вопрос о взаимном расположении источников принадлежащих разным кольцам.

Следующим типом для рассмотрения будет звезда. Его характеризует наличие ярко выраженного центра, из которого расходятся лучи-ветви магистралей. Каждая из ветвей может включать один или несколько узлов. Нас же интересует больше последний случай.

Применительно к установке системы контроля на сети данного типа отметим, что централизованное размещение источников на любой ветви, а особенно, далеко от центра, лишено смысла. Очевидно, что в этом случае длина пути технологических сигналов от узлов в других ветвях будет достаточно велика. Кроме того, ТС со всей сети будут сходиться в центре, а затем доставляться к источникам по единственной ветви, в значительной степени перегружая кабели ее магистралей.

Таким образом, единственно возможным местом установки источников в сети с топологией типа звезды является ее центр. При этом длина путей технологических сигналов будет минимальной. Кроме того, в каждой из ветвей будут проходить ТС от тех узлов, которые ей принадлежат. В плане загрузки кабелей (соотношение ТС и информационных) ситуация также благоприятна.

Как правило, кабели магистралей прилежащие к центру сети имеют значительную емкость, по сравнению с периферическими участками. При удалении от центра емкость снижается, таким образом, соотношение ТС и информационных жил поддерживается на среднем уровне, не превышая допустимые значения.

Из рассуждений, приведенных выше можно сделать вывод, что для сети с топологической структурой типа звезды размещение

источников технологических сигналов не вызывает затруднения. Местоположение ИТС определяется центром сети, откуда исходят ветви-лучи звезды.

Производные типы структур, образованные из топологии типа звезды имеют во многом похожие условия для размещения ИТС. Так, например, в структуре древовидной формы явно выделяется исходная точка, от которой отходят крупные ветви, они затем делятся на более мелкие, и так далее, до конечных узлов. Как уже отмечалось в общем случае для сетей любой топологии, размещение источников на периферических отделах не целесообразно. Поэтому данная структура, как и в случае топологии типа звезды, более тяготеет к установке ИТС в местах, приближенных к центру, исходной точке сети, а, скорее, в самом центре.

В случае, когда сеть имеет разветвленную структуру с несколькими выраженными центрами, возможно, связанными между собой, размещение источников ТС также не вызывает затруднения. Очевидно, что это будут те же центры соответствующих ветвей.

Ситуация несколько осложняется, если существуют связи, нарушающие чисто древовидную структуру. Их можно назвать "горизонтальными™, они соединяют узлы, принадлежащие разным ветвям, и даже ветвям, исходящим из разных центров. В этом случае нельзя однозначно определить наилучшее положение источников. Особенно, когда эти горизонтальные связи соединяют узлы близко от центров, необходимо выбирать положение источников из большого числа вариантов, включая как сами центры - исходные точки ветвей, так и узлы, принадлежащие ветвям.

Последний рассмотренный случай наиболее близок к реальному. Поскольку речь идет об уже существующих сетях, то, как уже отмечалось, при достаточно интенсивной динамике изменения ведомственных сетей появление магистральных связей, нарушающих древовидную структуру весьма вероятно. Даже в случае, когда изначально сеть проектировалась с учетом

оптимальности структуры (например, по одному из упоминавшихся эвристических методов), со временем структура приобретает более сложное строение. Ее вид чаще напоминает, своего рода, ячеистую структуру.

Рассмотрим один из таких случаев на примере фрагмента сети. При этом предположим, что узлы в нем равноценны, то есть требуют для контроля распределительных сетей равного числа ТС, и каждый из них имеет условия для установки источников ТС, кабели магистралей имеют одинаковую емкость, а сами магистрали — равную протяженность. Фрагмент сети изображен на рисунке 2.4.

12 3 4

12 3 4

Рис. 2.4. Примеры размещения источников на сети ячеистой структуры.

Здесь использованы следующие обозначения: буквами А-Б отмечены строки (ряды узлов), а цифрами 1-4 позиция узла в

строке. Таким образом, имя или номер узла определяется буквенно-цифровым обозначением: В1, С4, АЗ и т.д.

Даже в достаточно сложной структуре, как приведенная, мы имеем возможность ограничить область поиска мест установки источников ТС. Очевидно, что узлы А1 и Б4 имеют лишь единственную магистраль, и, следовательно, сразу

отбрасываются, так как при прохождении ТС от контроля всех узлов эта магистраль легко переполняется. Остальные места установки приходится оценивать опытным путем.

Рассмотрим сначала случай установки источников в один узел сети. Более естественным будет установка в центре фрагмента. К этому, тем более, располагает наличие у центрально-расположенных узлов по 4 магистральные связи. Это говорит о том, что ТС, приходящие от различных узлов от удаленных участков сети, распределяясь по магистральным кабелям, не будут так критично их перегружать.

Очевидно также, что при принятых условиях идентичности узлов (в плане потребности в контроле распределительных сетей), существуют два абсолютно равнозначных места установки ИТС — В2 и СЗ. В этих узлах диаметр данного фрагмента сети равен четырем магистралям; для В2 наиболее удаленным является узел Б4, а для СЗ — А1. Значение функции качества, которую мы использовали в примере на рисунке 2.2 будет одинаковым ввиду принятых упрощений. В этом случае на первый план выходит степень загруженности магистралей технологическими сигналами.

Проверим правильность установки источников в узлы В2 или СЗ. Для определенности сравним показатели системы при установке ИТС в В2 и другие узлы (кроме СЗ) . В первом случае ТС от контроля узлов, находящихся левее В2 будут проходить через магистрали А2-В2 и С2-В2, При этом узлы С2 и 01 однозначно контролируются через С2-В2, А2 - через А2-В2, а остальные имеют варианты подключения к обеим магистралям. Узел Б2 может быть подключен как к С2-В2, так и к СЗ-В2. Таким образом, через магистрали А2-В2 и С2-В2 контролируется б или 7 узлов. Так как некоторые из них допускают двоякую прокладку пути ТС, можем, добиться равномерной загрузки этих двух

магистралей. Аналогично определяем, что через магистрали АЗ-В2 и В2-СЗ контролируется 8 или 9 узлов. Учитываем также, что из них 4 имеют двоякое подключение, и нагрузка на магистрали распределится равномерно» Для узла Б2 выбираем вариант контроля через магистрали С2-В2 и Б2-С2.

В результате получается, что через одну пару магистралей, прилежащих к узлу с источниками, контролируется 7 узлов, а через другую пару — 8. Такое соотношение нагрузки можно считать равномерным.

Рассмотрим еще один вариант размещения источников. Для примера возьмем узел ВЗ. Проводя аналогичный анализ подключения узлов для контроля, имеем, что через пару магистралей А2-В2 и С2-В2 проходят технологические сигналы от контроля 10 или 11 узлов. Из них 7 имеют альтернативные пути ТС, следовательно, нагрузка между этими двумя магистралями при определенном сочетании трасс контроля может быть распределена равномерно. Через другую пару магистралей контролируются только 4 или 5 узлов. Из них лишь один имеет два пути для технологических сигналов. Несмотря на то, что нагрузка между двумя последними магистралями распределяется более или менее равномерно (по 2 и 3 узла соответственно) , соотношение нагрузок двух пар магистралей далеко от идеального — 10 и 3, при условии, что кабели магистралей имеют одинаковую емкость, и для контроля распределительных сетей узлов необходимо одно и то же число ТС.

Мы рассмотрели простейший случай, когда при элементарных исходных данных местоположение источников ТС определяется интуитивно. Ситуация может во многом осложниться, если емкости магистралей и распределительные сети узлов неравнозначны, тем более, что именно так дело и обстоит в реальных сетях. Предположим, что узлы с цифровым обозначением "4" имеют емкие и разветвленные распредсети, например, для контроля этих узлов требуется в 3 раза больше ТС, чем для остальных. Тогда рассмотренные два варианта размещения источников оцениваются

абсолютно по-другому — более приемлемым становится второй вариант (в узле ВЗ).

Окончательный выбор размещения также зависит от емкости магистралей, прилежащих к предполагаемым местам расположения источников. Например, при емкости магистралей АЗ-ВЗ и СЗ-ВЗ в 3 раза большей, чем А4-ВЗ и С4-ВЗ при равноценных узлах по всему фрагменту сети нагрузка на эти пары магистралей будет практически одинаковой при размещении источников в ВЗ. При этом оба рассмотренных варианта расположения источников становятся сравнимыми по значимости.

Таким образом, при усложнении исходных данных становится невозможным интуитивно определить наилучшее расположение источников. При попытке определить места установки ИТС в двух узлах фрагмента при элементарных исходных данных несколько труднее, но все же возможно выбрать варианты размещения. При этом учтем, что для примера взята регулярная структура и интуитивный выбор был бы невозможен в случае ее усложнения.

Следовательно, необходимо анализировать множество вариантов размещения источников и выбрать наиболее приемлемый. Естественно, что количество таких вариантов существенно возрастает с увеличением числа узлов в сети. Более того, как уже отмечалось при анализе варианта установки ИТС в одном узле в центре сети, с его ростом необходимо все большее количество узлов, в которых размещаются источники ТС. Их взаимное расположение определяет конечную стоимость системы контроля на сети „

В связи с этим возникает проблема перебора большого количества вариантов, с целью оценки качества размещения для каждого из них. После этого выбирается наилучший из всех. При этом для сетей большой размерности рассмотрение всех комбинаций невозможно без применения ЭВМ. Поэтому появляется необходимость в определенной формализации задачи, придании ей математического характера для реализации вычислений программным или аппаратным способом.

2 о 3 . 4. Задача формализации параметров сети и критериев выбора окончательного варианта прокладки ТС.

На последнем примере было показано, что при наличии нескольких вариантов прохождения технологических сигналов от контроля распределительных сетей узлов существует возможность выбрать именно тот, при котором показатели системы контроля нас более всего удовлетворяют. Попытаемся оценить количество комбинаций, которые возникают при контроле узлов для этого фрагмента сети.

В случае установки источников в узле В2 узлы А2, С2, Б1, АЗ, СЗ и БЗ будут иметь лишь по одному варианту прокладки ТС с учетом минимальности числа транзитных узлов. Остальные — по два и более: А1, В1, Б2, ВЗ, А4 имеют по две трассы, а С1, С4, В4, В4 — три трассы контроля. Таким образом, число комбинаций различных вариантов составляет 25*34=2624„ В случае решения задачи на ЭВМ, а не интуитивно, нам пришлось бы 2624 раза вычислить некоторую функцию, по значению которой должна быть выбрана единственная комбинация трасс.

Еще одной, отдельной задачей является выбор функции качества, по которой осуществлялся бы отбор комбинаций. Например, в качестве такой функции могла бы выступить сумма длин трасс контроля узлов, умноженных на число технологических сигналов, необходимых для распределительных сетей.

Кроме того, нами использовался такой показатель как соотношение технологических и информационных сигналов в кабелях магистралей. Рассматривая небольшой участок сети, мы имеем возможность непосредственно указать, что трасса ТС от контроля какого-либо узла проходит по той или иной магистрали. После этого интуитивно распределить трассы по кабелям сети. При этом необходимо учитывать показатели количества ТС для контроля узлов и др. При увеличении числа узлов и с усложнением структуры сети становится невозможным объективно оценить качество того или иного варианта прокладки ТС.

Таким образом, возникает проблема формализации данных о прохождении трассы технологических сигналов через те или иные магистрали и узлы.. Для автоматизации вычислений необходимо также задать определенные механизмы расчетов того, какой вклад в соотношение ТС и информационных жил в кабелях магистралей вносит каждый из контролируемых узлов. Кроме того, при наличии каких-то других функций для оценки качества системы контроля, они также потребуют формализации и, затем, автоматизации вычислений„

Все эти вопросы вынесены на рассмотрение во втором разделе диссертации. В нем подробно описываются возможные критерии выбора вариантов прокладки трасс ТС. Особое внимание уделено выражению функций, опирающихся на эти критерии, через исходные данные сети. При этом использованы известные математические преобразования. Для их реализации были разработаны структуры данных, подходящие для выполняемых операций. Все параметры приводятся к виду, определяемому этими структурами.

Таким образом, перед тем, как производить какие-либо расчеты по анализу комбинаций трасс, перерабатываются все исходные данные. Более того, для вычисления различных функций требуется также различные формы представления операндов. Поэтому, при вычислениях одни и те же параметры сети могут быть записаны в нескольких видах, в зависимости от того, по какому из критериев производятся расчеты.

2.4. Последовательность расчетов по реализации системы контроля на сети

Процесс расчетов может быть разделен на несколько этапов. Выше уже отмечалось, что системой контроля должны быть охвачены все кабели сети. Кроме того, говорилось, что для контроля магистральных соединений могут использоваться

технологические сигналы, идущие от распределительных сетей узлов. Если этих ТС недостаточно для обеспечения контроля, то в кабелях выделяются дополнительные жилы под ТС, собственно, для магистралей. Это подразумевает, что на этапе контроля магистральных кабелей должно быть известно число ТС, проходящих по той или иной магистрали.

Учитывая то, что ТС от контроля магистральных кабелей не могут быть использованы для его обеспечения на абонентских участках, устанавливается однозначная последовательность действий. Более того, на этапе контроля кабелей распределительных сетей узлов имеется возможность снизить общее количество технологических сигналов за счет их распараллеливания. Естественно, эта операция должна предшествовать расчетам по контролю распределительных сетей узлов.

Таким образом, предлагается следующая последовательность действий по реализации системы контроля на распределенной городской ведомственной сети:

1. Определение количества ТС, необходимого для контроля абонентских участков сети с учетом распараллеливания.

2. Выбор размещения источников ТС.

3. Контроль распределительных сетей узлов.

4. Контроль магистральных участков сети.

Здесь в каждом из пунктов 2-4 подразумевается, во-первых, предварительная подготовка исходных данных, а во-вторых, подбор критерия, по которому из огромного числа вариантов будет выбран один.

При этом если задаться некоторым допустимым разбросом значений целевой функции, то возможно использование сразу нескольких критериев. Представим, что имеется некоторое число к критериев. При выборе единственного значения (наилучшего показателя функции качества) будем иметь к комбинаций, например, прокладки трасс контроля распределительных сетей узлов. В этом случае совпадение этих комбинаций маловероятно.

При этом наилучшее значение л.-той функции качества обозначим £* * — допустимое отклонение от оптимального значения.

Если для этой функции мы искали минимум, то оно будет положительно, в случае максимума — отрицательно.

Таким образом, после анализа всех комбинаций и расчета по каждой из них всех функций качества будем иметь множества где 1=1„о к комбинаций, при которых значения функций попадают в

диапазоны ^ . . + Д^ . Пересечение множеств будет давать

комбинации, более всего удовлетворяющие набору критериев.

Если случится так, что пересечение множеств будет пустым, то необходимо увеличить допустимое отклонение по отдельным критериям, либо выбрать меньшее количество критериев, участвующих в рассмотрении.

Все приведенные выше предположения применимы в случае, когда функция качества рассчитывается окончательно только с учетом данных о контроле от всех объектов, будь то узлы или магистральные участки. Однако, как мы убедились на примере, число комбинаций в этом случае достигает немыслимых величин. Даже для фрагмента сети из 16 узлов получилось более 2.5 тысяч комбинаций. Реальные размерности сетей составляют 1000 узлов и более.

Поэтому необходимо найти методы вычислений по критериям, которые снизили бы объемы вычислений. При этом трудно ожидать, что при меньших вычислительных затратах может получиться такой же результат. Иначе говоря, значения целевых функций по окончании расчетов будут несколько отличаться от .

Таким образом, задача состоит в том, чтобы, задаваясь допустимым отклонением от оптимального решения, минимизировать вычислительные затраты при расчетах по тому или иному критерию. В случае, если невозможно регулировать сложность вычислительного процесса, то, по крайней мере, необходимо оценить эти два фактора и как-то сопоставить.

Как отмечалось выше, сложность во многом зависит от количества перебираемых комбинаций, которая, в свою очередь, определяется количеством узлов в сети, числом узлов с установленными на них источниками ТС. Следовательно, для сетей небольшой размерности можно использовать более трудоемкие методы вычислений, при этом они будут и более точными. С ростом размерности сети, для сохранения приемлемой сложности приходится в некоторой степени жертвовать результатами расчетов.

Таким образом, для практического применения материала, изложенного в диссертации, целесообразно привести конкретные данные о том, какие методы и для каких размерностей сети можно применять о При этом исходным условием должно быть ограничение сложности вычислений.

Учитывая предполагаемое большое количество разнообразных операций, производимых при расчетах по критериям, необходимо выразить величину сложности через некоторые эквивалентные операции.

Все рассуждения относительно сложности вычислений отражены в разделе 4„ По каждому из предложенных методов расчетов приводится оценка трудоемкости. На примере одного из критериев проведены подробные расчеты сложности вычислений. Кроме того, даны рекомендации по использованию того или иного метода для различных размерностей сети. Очевидно, что при одинаковой сложности расчетов, время затраченное на них будет различаться в зависимости от того, на каком оборудовании производятся работы.

Поэтому на примере конкретного представителя вычислительной техники показаны времена, затрачиваемые на расчеты по различным методам.

2 о 5 о Оценка характеристик системы контроля

Безусловно, все действия, производимые по установке системы контроля на сети, требуют оценки. Однако нельзя сравнивать по стоимостным показателям сеть без системы контроля и сеть с установленной системой.

Ранее уже отмечалось, что при изменении некоторых параметров системы контроля ее окончательная стоимость может измениться. При этом каждый вариант размещения источников ТС и каждая комбинация прокладки трасс контроля может быть оценена только с позиции сравнения с каким-то исходным, неоптимизированным случаем. В качестве такого

неоптимизированного варианта системы контроля может быть выбрано, например, случайное распределение ИТС по узлам сети и также случайно выбранные комбинации прокладки трасс контроля.

Показатели функции качества также могут служить некоторым коэффициентом в расчете стоимости всей системы. Однако так как значения некоторых функций имеют вид матриц, поэтому для этих целей имеет смысл использовать те из них, которые имеют скалярные значения, либо преобразовать векторные величины к скалярным. При этом необходимо выбрать такое преобразование, которое адекватно отражало бы векторное значение.

Для этого сначала нужно определиться с тем, как производится выбор по критерию. Для примера возьмем критерий, отражающий соотношение числа технологических жил в кабеле и емкости магистралей. Очевидно, что в данном случае, независимо от формы представления результата вычисления по целевой функции, нам придется рассматривать ряд значений. Обусловлено это тем, что необходимо одновременно учитывать все магистрали сети, или, по крайней мере, несколько из них.

Предлагается задаться для начала предельно допустимым заполнением кабелей технологическими сигналами. Это будет скалярная величина, определяющая процентное содержание технологических жил в кабеле. Целесообразно в данном случае,

при наличии во многих магистралях нескольких кабелей, считать совокупную емкость и, соответственно, суммарное содержание ТС»

Этот показатель будет задавать максимальное значение соотношения среди всех магистралей по сети для данной комбинации. Такое, своего рода, представление функции качества достаточно объективно отражает показания самой функции. Из списка комбинаций формируются сначала значения функции, а затем и соответствующие значения предельного заполнения. Теперь можно однозначно определить, что комбинация с наименьшим показателем и будет оптимальной.

Для определения эффективности оптимизации по любому из методов сначала выбирается оптимальная комбинация. Затем для того же участка сети (или всей сети) задается комбинация определяемая случайным выбором трасс контроля. Например, если один из узлов имел несколько трасс прокладки ТС, то по случайному равномерному закону распределения для него выбирается номер трассы. Затем осуществляется переход к следующему узлу, и таким же образом выбирается номер трассы для него.

После этого рассчитывается значение функции качества для полученной случайной комбинации. Затем это значение преобразуется к скалярной величине, для нашего примера — это показатель максимального заполнения магистралей. Соотношение этих параметров для двух комбинаций — случайной и оптимальной — и определяет эффективность оптимизации по критерию загруженности магистральных кабелей технологическими сигналами.

К сожалению, стоимостная оценка эффективности в данном случае вызывает некоторые затруднения. Однако, использование приближенного оценочного показателя все же возможно.

После того, как выбрана оптимальная комбинация и сформированы параметры системы контроля для случайной комбинации, для обеих из них необходимо рассчитать суммарную длину технологических жил в магистральных кабелях по всей

сети о Последний параметр можно получить, суммированием произведений количества технологических жил в магистралях на длины этих магистралей»

Поскольку стоимость 1км кабеля определяется, в основном, стоимостью и количеством медных жил в нем, то затраты на систему контроля на сети, по крайней мере, без технологического оборудования могут быть легко рассчитаны. Для этого умножим приведенную стоимость 1км медной жилы на общую длину технологических жил по сети.

В результате разница между стоимостью для комбинаций со случайным выбором трасс и оптимальной покажет эффективность расчетов по оптимизации системы контроля на сети.

До этого рассматривался как пример критерий загруженности магистралей на этапе контроля распределительных сетей узлов. Поскольку структуры данных и функции качества для этапа контроля магистральных соединений практически не отличаются, то способ оценки эффективности оптимизации будет во многом похож на предыдущий.

2.6. Идентификация задачи размещения системы контроля на сети

Для решения задачи размещения необходимо определиться, какой области математической науки ее можно отнести. К настоящему моменту известно большое количество стандартных методов, позволяющих решать различные типовые задачи. При этом потребуется свести поставленную задачу к одной или нескольким типовым, а затем уже решить ее каким-либо из общепринятых методов.

В связи с тем, что общая задача размещения системы контроля была разбита на несколько этапов, каждый из них может быть сведен к отдельной, возможно, типовой задаче. Тем более

что на каждом шаге ставятся достаточно разнородные задачи (пожалуй, за исключением последних двух этапов)„

Итак, рассмотрим первую задачу минимизации числа ТС, которые необходимо подвести к узлу для контроля его распределительной сети, Имеем сеть, состоящую из конечного числа узлов, каждый из которых характеризуется наличием набора кабелей различной емкости, и соответственно потребности ТС для контроля о Очевидно, что расчеты по каждому из узлов могут вестись независимо друг от друга»

В качестве исходных данных имеем множество значений потребности в ТС для всех кабелей распредсети {ni...rik}, где к — число кабелей о Если обозначить за Pi, Р2 и Р3 число ТС, распараллеленных 1, 2 и 3 раза соответственно, то в результате имеем равенство

Р1 + 2Р2 + ЗР3 = л1 , (2 Л)

Заключение диссертации по теме «Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)», Крымов, Владимир Николаевич

Выводы к разделу б

Таким образом, в разделе рассмотрено применение методов, разработанных в диссертационной работе, промоделированных на ЭВМ. Результаты моделирования показали, что для сети размерностью 8 6 узлов вычисления пакетным методом невозможны в связи с большими временными затратами (950 часов). Вычисления по модифицированному методу также невозможны - на это потребовалось бы 58 часов.

Сети меньшей размерности поддаются обработке всеми рассмотренными методами. При этом значения функции качества значительно отличаются от метода случайного выбора трасс. Несущественное отличие значений целевой функции обусловлены малым числом комбинаций в рассмотренных примерах.

Следовательно, применение модифицированного и гибридного методов целесообразно для сетей небольшой размерности, в которых даже минимальное улучшение показателей системы играет большую роль. К таким сетям можно отнести структуры, где имеют место дорогостоящие каналы связи, в этом случае освобождение даже одной линии для информационных сигналов дает серьезный экономический эффект.

Использование последовательного метода практически не имеет ограничений. Характеристики системы отличаются от оптимальных не более чем на 10%. При этом сложность метода имеет линейную зависимость от размерности сети.

7» ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе проведены исследования задачи рационального размещения системы контроля на сети» На примере системы защиты кабельной системы сети рассмотрены вопросы рационального размещения источников технологических сигналов. Кроме того, была проанализирован области науки, позволяющие решать подобные проблемы.

Основной научный результат состоит в разработке новых эвристических алгоритмов, позволяющих выбирать оптимальные и субоптимальные комбинации трасс контроля.

Главные теоретические и практические результаты можно сформулировать следующим образом:

1) проанализированы известные математические методы на предмет пригодности для решения задачи размещения СКС;

2) предложены новые критерии оценки комбинации трасс контроля и размещения ИТС в узлах сети;

3) разработаны эвристические алгоритмы, позволяющие находить субоптимальные комбинации трасс контроля для сетей большой размерности;

4) предложен новый подход к распределению ИТС по узлам сети, учитывающий неравномерности распрделения потребностей узлов в ТС. и емкостей каналов связи;

5) произведена оценка вычислительной сложности предложенных методов;

6) даны рекомендации по применению предложенных методов в зависимости от размерности сети.

Так, для модифицированного метода неоптимальность не превышала 3%, в случае гибридного — 3-5%, а результаты расчетов по последовательному методу отличались от оптимальных на 5-10%. При использовании разработанных методов наблюдался выигрыш по времени по сравнению с методом полного перебора. Были подтверждены выводы о времени выполнения расчетов по предложенным методам для сетей различной размерности.

Направлением для дальнейших исследований могут являться: разработка методов рационального размещения ИТС в узлах сети; создание программной модели алгоритма, основанного на подходе потенциалов и потребностей; совершенствование методов выбора комбинации трасс контроля для магистральных участков сети с учетом особенностей этого этапа; совершенствование программной модели гибридного метода для различных признаков упорядочения множеств узлов и магистралей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Крымов, Владимир Николаевич, 1999 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 . Авен О.И., Турин Н.Н., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем» - М.; Наука, 1982»

2. Бердник В.Л., Борисенко С.Г», Лукьянов В.С. Автоматизированное рабочее место проектировщика топологии древовидной сети большой размерности //Сборник научных трудов "Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии", Волгоград, 1997»- с» 8-11.

3» Бертсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных; Пер. с англ» - М.: Мир, 1989»- 544 с»

4» Бесслер Р», Дойч А» Проектирование сетей связи» - М.: Радио и связь, 1988»

5. Борисенко С.Г», Лукьянов В.С», Голованов Ю»В» Моделирование структуры распределенной проводной сети связи //Сб. науч. тр. ; Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии, Волгоград, 1998.

6.Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М. » Наука, 1978 .

7» Голованов Ю»В», Крымов В»Н», Лукьянов В»С. Оптимизация источников технологических сигналов на сети.

Меж.сб»науч»тр»» Автоматика, ВТ, Связь, Астрахань, изд-во АГТУ, 1998.

8» Городская телефонная связь: Справочник/Б.3. Берлин, А.С. Брискер, Л.С» Васильева и др.,° Под ред» А»С» Брискера и К»П» Мельнекова - М»: Радио и связь, 1987» - 280 с»

9.Долгирев Д»В», Крымов В»Н», Лукьянов »ѻ Методы синтеза топологической структуры городской распределительной сети //Тез» докл. IV С.-Пб. Международная конференция РИ98», с 63.

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

11. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. - М.; Радио и связь, 1982.

12. Иыуду К.А., Кривощеков С. А. Математические модели

отказоустойчивых вычислительных систем. - М„ ; Издательство МАИ, 1989.

13. Йенсен П., Барнес Д. Потоковое программирование. Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1984. - 392 с.

14. Камаев В. А. Введение в экстремальные задачи транспортного машиностроения, ч 1,2, ВолгГТУ, Волгоград, 1984.

15. Камаев В. А. Методы нелинейного программирования в транспортном машиностроении. Учебное пособие. - Волгоград, Изд. ВолгПИ 1984, с. 86.

16. Кладов В.Е. Реализация общей магистрали и контроля в многопроцессорной управляющей вычислительной системе. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к„т.н., Уфа, 1991.

17. Клейнрок JI» Коммуникационные сети. - М. : Наука, 1970.

18. Конн М.Ф., Маркович А. Я. и др. Городские телефонные станции. - М.: Связь, 197 4.

19. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров).- М.; Наука, 1973„-832с.

20. Крымов В.Н., Лукьянов B.C. Способ оптимального распределения системы контроля на сети. В сб. "Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии", ВолгГТУ, Волгоград, 1997.

21. Крымов В.Н., Лукьянов B.C. Способ оптимального распределения системы контроля на сети //Сборник научных трудов "Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии", Волгоград, 1997.- с. 86-89.

22. Крымов В.Н., Лукьянов B.C., Голованов Ю.В. Способ оптимизации распределения технологических сигналов контроля на сети //Сб. науч. тр.; Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии, Волгоград, 1998.

23. Локальные вычислительные сети. Справочник, книга 1-3, под ред. C.B. Назарова. - М.: Финансы и статистика, 1995.

24. Лукьянов B.C. Решение задач в машиностроении методами имитационного моделирования0. Учебное пособие. Волгоград.

Изд. ВолгПИ, 1989» - 86 с»

25» Лукьянов B.C. Структура построения распределенного управляющего вычислительного комплекса с повышенными параметрами надежности //Тез. докл. К Всесоюзной НТК "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в ГПС", Одесса, 1990.- с. 15-17.

26» Лукьянов »ѻ, Крымов В.Н., Голованов Ю.В» Оптимизация источников технологических сигналов на сети //Межвуз» сб. науч» тр.: Автоматика, вычислительная техника и связь, Астрахань, Изд-во АГТУ, 1998»

27. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах: Пер» с англ»- М.: Мир, 1981» - 323 с.

28» Математическая энциклопедия: Гл.ред. И.М. Виноградов, т.З Коо-Од-М.: "Советская энциклопедия", 1982.-1184 стб», ил

29» Мельников В» Защита информации в компьютерных системах»-М» : Финансы и статистика, 1997»

30. Методы управления ресурсами вычислительных систем: Учебное пособие/П.П. Кравченко, А.Г. Чефранов; Таганрог, радиотехн. ин-т, Таганрог, 1991. 77с.

31 о Мясников В.А., Мельников Ю.Н., Абросимов Л.И» Методы автоматизированного проектирования систем телеобработки данных: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 288 с.

32. Мячев A.A. Интерфейсы средств вычислительной техники. -М.: Радио и связь, 1993.

33. Н/Т отчёт по теме "Ландыш", Разработка автоматизированной системы расчета ведомственной городской телефонной сети, Науч. рук. Лукьянов B.C., ВолгПИ, 1997.

34. Надежность и живучесть систем связи. Под ред. Б.Л.Дудника. - М.: Радио и связь, 1984.

35. Нессер Д» Дж. Оптимизация и поиск неисправностей в сетях.- К»: «Диалектика», 1996.-384с.

36. Основы теории вычислительных систем. Под ред. С.А.Майорова. - М.: Высшая школа, 1978.

37. Отчет по НИР 31/574-81 "Исследование системы передачи -

приема информации для контроля каналов связи", научный руководитель B.C. Лукьянов, ВолгГПИ, Волгоград, 1985.

38. Отчет по НИР № 917 "Программный концентратор сообщений", Научный руководитель Лукьянов B.C., ППИ, Пенза, 1978.

39. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. - М.: Мир, 1981.

40. Прим Р.К. Кратчайшие связывающие сети и некоторые обобщения. Кибернетический сборник № 2, 1961.

41. Тараканов В.Е. Комбинаторные задачи и (0,1)-матрицы. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1985.- 192 с.

42. Taxa X. Введение в исследование операций, т 1,2. - М. : Мир, 1985.

43. Теория сетей связи. Под ред. В.Н. Рогинского. - M. : Радио и связь, 1981.

44. Ухлинов Л.М. Принципы построения системы управления безопасностью в информационно-вычислительных сетях // Автоматика и вычислительная техника — 1990. — № 4. — С. 11-17.

45. Фрэнк, Говард, Фриш, Ивен. Сети, связь и потоки / Пер. с англ. под ред. Д.А.Поспелова. - М.: Связь, 1978. - 448 с.

46. Хоффман Л.Дж.Современные методы защиты информации.-М.: Советское радио, 1980.

47. Шварц М. Сети ЭВМ: анализ и проектирование. - М. : Радио и связь, 1981. - 312 с.

48. Штагер В.В. Цифровые системы связи. Теория, расчет, оптимизация. - М.: Радио и связь, 1993.

49. Янбых Г.Ф., Столяров Б.А. Оптимизация информационно-вычислительных сетей. - М.: Радио и связь, 1987.

50. Янбых Г.Ф., Эттингер Б.Я. Методы анализа и синтеза сетей ЭВМ. - Л.: Энергия, 1980. - 96 с.