О дополнениях к методике расчета значимости элементов корпоративной сети передачи данных
ART 53316
И.
Ю. БогомазоваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Богомазова
И.
Ю.,
Андреев
А.
В.,
Мишин
Д.
В.,
Монахова
М.
М. О дополнениях к методике расчета значимости элементов корпоративной сети передачи данных // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
1566–1570. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53316.htm.
Аннотация. В работе предлагается уровневая графовая модель корпоративной сети передачи данных, как дополнение к методике расчета приоритетов элементов корпоративной сети передачи данных. Кроме того описывается программа
автоматизации расчетов по данной методике.
Ключевые слова:
корпоративная сеть передачи данных, администрирование, оптимизация, элемент, информационный процесс, уровень, граф, значимость
Текст статьи
БогомазоваИринаЮрьевнаСтудент,специальность090104"Комплекснаязащитаобъектовинформатизации", кафедраинформатикиизащитыинформациифакультетинформационныхтехнологийинститутинновационныхтехнологийФГБОУВПО«ВладимирскийгосударственныйуниверситетимениАлександраГригорьевичаиНиколаяГригорьевичаСтолетовых»,г.Владимирxoofari@yandex.ruАндреевАлексейВладимировичСтудент,специальность090104"Комплекснаязащитаобъектовинформатизации", кафедраинформатикиизащитыинформациифакультетинформационныхтехнологийинститутинновационныхтехнологийФГБОУВПО«ВладимирскийгосударственныйуниверситетимениАлександраГригорьевичаиНиколаяГригорьевичаСтолетовых»,г.Владимирdon_keyhot@mail.ruМишинДенисВячеславовичАспирант051301"Системныйанализ,управлениеиобработкаинформации", ФГБОУВПО«ВладимирскийгосударственныйуниверситетимениАлександраГригорьевичаиНиколаяГригорьевичаСтолетовых»,г.Владимирmishin.izi@gmail.comМонаховаМарияМихайловнаАспирант051213"Системы,сети,устройствателекоммуникаций", ФГБОУВПО«ВладимирскийгосударственныйуниверситетимениАлександраГригорьевичаиНиколаяГригорьевичаСтолетовых»,г.Владимирmariya.monakhova@gmail.com
О дополнениях к методикерасчета значимости элементов корпоративной сети передачи данных
Вработепредлагаетсяуровневаяграфоваямоделькорпоративнойсетипередачиданных, как дополнение к методикерасчета приоритетовэлементовкорпоративнойсетипередачиданных.Кроме того описывается программа автоматизации расчетов по данной методике.Корпоративнаясетьпередачиданных,администрирование,оптимизация,элемент,информационныйпроцесс,уровень,граф, значимость.
Важнейшимкомпонентомавтоматизированнойсистемыуправленияпредприятием(АСУП)иплатформойдляинтеграцииврамкахпредприятияразличныхавтоматизированныхсистемуправленияявляетсякорпоративнаясетьпередачиданных(КСПД)[1,2].Следовательно,производительностьиработоспособностьКСПДиееэлементов,обеспечиваемаяспециальнымтехническимперсоналом(администраторами)врамкахпроцессовадминистрирования,напрямуювлияетнафункционированиеАСУП.Задачаповышения эффективности администрированияраспределеннойсложнойинфраструктуры,какойявляетсяКСПД,приусловиивозникновениябольшогоколичестваинцидентовиработыограниченногомножестваадминистраторов(инцидентовбольше,чемадминистраторов)можетбытьрешеназасчетоптимизацииочерединаадминистрированиеизсовокупностивсехпроблемных(несоответствующихтребованиям)элементовКСПД.Одинизподходовкоптимизацииочереди,предполагающийранжированиеэлементовКСПД,описанвтрудах[3
6].Анализпредложеннойметодикипоказал,чтовчастипостроенияграфовКСПДнепроработанвопроснахожденияподграфаинформационногопроцесса(ИП),задаваемогомножествамиотправителейиполучателей.СложностьрешенияданноговопросаобусловленаособенностямиКСПД(организациейсети,различнымитипамиоборудования,егоконфигурацией,протоколамиразныхуровней).ПодграфИП,построенныйприпомощитрадиционныхалгоритмовобходаграфа[7 9],можетоказатьсянеполнымилисодержатьпути,несоответствующиелогикесетевыхпротоколов.АвторамиразработанауровневаяграфоваямодельКСПДиметодикаееприменения,которыемогутпомочьвразрешениивозникшейситуации.ПомоделиКСПДпредставляетсяграфаминачетырехуровняхISOOSI:физическом,канальном,сетевомиприкладном.
ОпределимосновныемножестваэлементовКСПД:1.Оконечныеустройства:множество
оконечныхустройствврассматриваемойсети.2.Концентраторы:множество
концентраторов в рассматриваемой сети.3.Мосты:множество
мостов в рассматриваемой сети.4.Коммутаторы:множество
коммутаторов в рассматриваемой сети.5.Маршрутизаторы:множество
маршрутизаторов в рассматриваемой сети.6.Другиеустройства:множество
других устройств в рассматриваемой сети.
Количество элементов в КСПД без коммуникационных линий связи .НафизическомуровненеобходимоотобразитьвсеэлементыКСПД,втомчислелиниисвязи.ПосколькуКСПДможетхарактеризоватьсянекоторойизбыточностьюоборудованияи/илисоединений,представимсетьнаданномуровневвиденеориентированногомультиграфабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:, ;
–мультимножествонеупорядоченныхпарвершин(семействоподмножествмножества)–ребер,соответствующихнепосредственнымфизическимсоединенияммеждуустройствамиспомощьюлинийсвязи.НаграфеКСПДканальногоуровнядолжныприсутствоватьтолькоэлементы,участвующиевсетевомвзаимодействии.Этосвязаностем,чтовсетяхскоммутаторами(мостами) наканальномуровнеработаютпротоколы,блокирующиеизбыточныесоединения(STPиегорасширения).Такимобразом,КСПДнаканальномуровнепредставляетсяввиденеориентированногографабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
и,, ;
–множествокоммутаторов,работающихнаканальномуровневрассматриваемойсети;
–множествомостов,работающихнаканальномуровневрассматриваемойсети,такжеучитываютсядругиеустройства,имеющиесяврассматриваемойКСПДиработающиенаканальномуровне.
–()множестворебер,соответствующихнезаблокированнымнепосредственнымфизическимсоединенияммеждуустройствамиспомощьюлинийсвязи,покоторымосуществляетсяпередачаинформации.Натретьемуровне(сетевом)изобразимКСПДввиденеориентированноговзвешенногографабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
(и,соответственно,,),, ;
–множествокоммутаторовтретьегоуровняврассматриваемойсети;такжемогутбытьучтеныдругиеустройства,имеющиесяврассматриваемойКСПДиработающиенасетевомуровне.
–()множестворебер,соответствующихнепосредственнымиличерезустройстваболеенизкогоуровнясвязяммеждуэлементамиКСПД.
Каждоеребро
снабженовесом,причемребрам,соединяющимоконечныеустройствамеждусобойвпределахкаждогошироковещательногодомена,присваиваетсяминимальныйвес,ребра,соединяющиеоконечныеустройствасмаршрутизаторомвпределахкаждогошироковещательногодомена,должныиметьвес
(),аребра,связывающиемаршрутизаторы,получаютдинамическименяющийсявес,исходяизсовокупнойоценкиметрик.
–полноемножество(алфавит)возможныхвесовреберграфа.
–отображение,описывающеезаданиевесовребрамграфа.Наприкладномуровневкачествевершинбудемрассматриватьтолькооконечныеустройства,накоторыхработаютприложения,взаимодействующиепосети.Дугиотражаютналичиехотябыодноготакого взаимодействиянекоторойнаправленностимеждуэлементами.ТогдаКСПДнаприкладномуровнепредставимввидеориентированногомультиграфабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
(и,соответственно,,,);, .–множестводуг,соответствующихсвязямпопередаченекоторойинформации(втомчислеслужебной)междуприложенияминаустройствах.ВзаимодействиеэлементовКСПД(например,информационныйпроцесс)показываетсяпутемнаграфе.Подпутем(маршрутом)пографу,соединяющимдвевершиныuиv,понимаемпростуюцепь,тоестьвсевершины,аследовательно,ивсеребравданноммаршрутеразличны.Длясетевогоуровнявводятсяограничения,учитывающиевесареберинеобходимыедляисключенияизрассмотрениянеприемлемыхвсилуособенностейфункционированияустройствсетимаршрутовпографу:1.Взаимодействиемеждудвумяэлементамисетиотражаетсямаршрутомснаименьшимвесом.Данноеправилообусловленоособенностямипередачилокальноготрафика(ненаправляетсянамаршрутизаторинепередаетсячерездругиеоконечныеустройства).Привыполненииданногоправиламеждуоконечнымиустройствамиврамкахшироковещательногодоменавсегдасуществуеткратчайшийпутьсвесомa.Такжеправилоучитываетособенностиработыпротоколовмаршрутизации(передачапакетовпократчайшемумаршруту).2.Вмаршрутенемогутодновременноприсутствоватьребрасвесомaиребрасдругимивесами.Иначеговоря,оконечныеустройстванемогутвзаимодействоватьсдругимиустройствамивсетичерезиныеоконечныеустройства.Уровнимоделисогласованымеждусобой.МожнорассматриватьКСПД,двигаясьповертикалиснизувверх,например,присоставлениимоделинекоторойКСПДисверхувниз,например,припредставленииИПнаграфахКСПД.Некоторомуэлементумодели(вершинеилиребру)науровнеnставитсявсоответствиенекотороеподмножествоэлементовмоделинауровнеn1иниже.Взаимодействие,происходящиенауровнеn,отображаетсянауровнеnмоделиивсехуровняхнижеn.Создание уровневой графовой модели КСПД состоит из следующих этапов:Шаг 1. Выделение основных множествэлементов данной КСПД. Расстановка обозначенийэлементов КСПД.Шаг 2. Представление КСПД на физическом уровне. Определение элементов КСПД, работающих нафизическом уровне (все элементы), и сопоставление им вершин графа физического уровня. Определение физических соединений между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа.Шаг 3. Представление КСПД на канальном уровне. Определение элементов КСПД, работающих на канальном уровне и незаблокированных, и сопоставление им вершин графа канального уровня. Определение незаблокированных физических соединений между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа.Шаг 4. Представление КСПД на сетевом уровне. Определение элементов КСПД, работающих на сетевом уровне, и сопоставление им вершин графа сетевого уровня.Определение непосредственных или через элементы КСПД более низкого уровня связей между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа. Расстановка весов ребер в соответствии с ранее определенными правилами.Шаг 5. Представление КСПД на прикладном уровне. Определение оконечных устройств в КСПД и сопоставление им вершин графа уровня приложений. Определение связей по передачи информации между приложениями на данных устройствах. Если найдена хотя бы одна такая связь между данными элементами, это свидетельствует о наличии ребра между соответствующими вершинами графа. Построение графа.Шаг 6. Отображение ИП на графе уровня приложений.Конец алгоритма.РассмотримнекоторыйИП1(гдеотправителиv11,v13,v14,v17,v22,v23,получательv8)висходнойКСПД(из27элементов),промоделированнойпопредложеннойметодике.Для простоты проиллюстрируемпроцесснахождениячастиподграфаИП(остальныечастинаходятсяаналогично) рассмотримлишьодноизвзаимодействийврамкахИП(междуv23иv8).ИП1наприкладномуровнепредставленграфом
подграфомграфа
нарисунке1.Навсехрисункахподграфвыделенжирным,априизображенииосновногографаиспользуютсятонкиелинииисерыйцвет.
Рисунок1–ИП1награфеКСПДприкладногоуровняВзаимодействие(v23
v8)врамкахИП1представленографом
(рисунок2)
подграфомграфа
исоответственноподграфом.
Рисунок2–Взаимодействие(v23
v8)врамкахИП1(выделеноцветом)Представимданноевзаимодействиеинадругихуровняхмодели.Взаимодействие(v23
v8)насетевомуровнеописываетграф
(рисунок3)
подграфграфа.
Рисунок3–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1насетевомуровнеВзаимодействие(v23
v8)наканальномуровнепредставляетграф
(рисунок4)
подграфграфа.
Рисунок4–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1наканальномуровнеВзаимодействие(v23
v8)нафизическомуровнеотображенонаграфе
(рисунок5)
подграфеграфа.
Рисунок5–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1нафизическомуровнеТакимобразом,методикапостроенияуровневойграфовоймоделиКСПДпозволяетнаосновеправил,разработанныхавторами,получитьвалидныеподграфыИПКСПД,необходимыедлярешениязадачиоптимизацииочерединаадминистрирование.Крометогоданнаяметодикаможетбытьавтоматизирована.Такжеанализпредложеннойв[3
6]техникиполученияирасстановкиприоритетовэлементовКСПДпоказал,чтосувеличениемразмераКСПД(количестваееэлементов)иколичестваИП,возрастаетсложностьрасчетов.Обоснованновозниклазадачаавтоматизацииметодикирасчетаприоритетов.Дляеерешенияавторамибылразработанпрограммныйкомплекс.Нарисунке6представленаблоксхемаалгоритмапрограммы.
Рисунок6–БлоксхемаалгоритмапрограммыВкачествевходныхданныхвыступают:1.количествоэлементоввграфеКСПД;2.матрица смежности графа КСПД;3.количественнаяоценкапроизводительностиИП;4.множествоэлементовотправителей;5.множествоэлементовполучателей.НавыходепрограммыполучаеммножествоэлементовКСПДисоответствующиеимпоказателизначимости(приоритеты).Расчетывпрограммеосуществляютсячетырьмяосновнымимодулями:1.Модульнахождениявсехпутейотисточникакполучателю:осуществляетобходграфаипередаетследующемумодулюобщееколичествонайденныхпутейпередачиданныхототправителякполучателюиколичествопутей,которыепроходятчерезкаждыйизэлементов;2.МодульрасчетакоэффициентовучастияэлементовКСПДвИП:производитрасчеткоэффициентаучастиякаждогоэлементавИП;3.МодульрасчетапоказателейзначимостиэлементовдляИП:наоснованиикоэффициентовучастияэлементоввИПикоэффициентапроизводительностиИПрассчитываетпоказателизначимостикаждогоэлементаКСПДдляданныхИП;4.МодульрасчетаитоговыхпоказателейзначимостидляэлементовКСПД:находитзначимостькаждогоэлементаКСПДдлявсейсистемывцелом.ВходепроделаннойработыметодикаоптимизацииочерединаадминистрированиеспомощьюранжированиямножестваэлементовКСПДбылаавтоматизированаиусовершенствована–разработанауровневаяграфовая модельКСПД,упрощающаязадачупостроениявалидныхподграфовИП.
Ссылкинаисточники1.КатокА.Б.Введениевсовременнуютеориюдинамическихсистем/А.Б.Каток,Б.Хасселблат.–М.:Факториал,1999.–С. 768.
2.ГайфуллинБ.Н.АвтоматизированныесистемыуправленияпредприятиямистандартаERP/MRPII/Б.Н.Гайфуллин,И.А.Обухов.–M.:Богородскийпечатник,2000.–С. 237.3.МишинД.В.,МонаховаМ.М.ОбоптимизацииадминистрированиякорпоративныхсетейпередачиданныхвусловияхограниченныхадминистративныхресурсовАСУП[Текст]//ВiсникНТУ"ХПI".Тематичнийвипуск:Iнформатикаiмоделювання.Харкiв:НТУ"ХПI".
2011.
№17.
197с;
С.101108.ISSN20790031(D.V.Mishin,M.M.MonakhovaAbouttheoptimizationoftheadministrationcorporateareanetworksofthedatatransmissionunderscarceadministrativeresources//HeraldoftheNationalTechnicalUniversity"KhPI".Subjectissue:InformationScienceandModelling.
Kharkov:NTU"KhPI".
2011.
№17.
197p;
P.101108.ISSN20790031)(ЖурналвключенвпереченьВАКУкраины).4.Мишин Д.В. Модель администратора корпоративной сети передачи данных / Д.В. Мишин, М.М. Монахова / Региональнаяинформатика(РИ2010).–XIIСанктПетербургскаямежд. конф. "Региональная информатика (РИ2010)" / СанктПетербург: Труды конф. / СПОИСУ. –СПб, 2010. –С. 55–56.5.МишинД.В.Модельавтоматизированнойсистемы администрированиякорпоративнойсетипередачиданных /Д.В. Мишин,М.М. Монахова / Труды Девятого международного симпозиума"Интеллектуальные системы" (Intels'2010). –Россия, ВлГУ, 2010.–С. 268–271.6.МишинД.В.Проблемыоптимизациираспределения работ администраторов как основных исполнительных субъектов в рамках решения целевой задачиадминистрированияКСПД/Д.В.Мишин,М.М.Монахова/ МатериалыIIIМежд. научнопракт. конф. –ШуяИвановоВладимир: Издво ГОУ ВПО "ШГПУ". –С. 165–170. 7.ХарариФ.Теория графов / Ф. Харари ; Пер. с англ. и предисл. В. П. Козырева ; Под. ред. Г. П. Гаврилова. –2. изд. –Москва: УРСС, 2003. –С. 300. ISBN5354003016.8.КорменТ.Х.ЧастьVI.Алгоритмыдляработысграфами//Алгоритмы:построениеианализ. —2еизд.—М.:Вильямс,2006.—С.1296.—ISBN0070131511.9.ЗыковА.А.Основытеорииграфов.—М.:«Вузовскаякнига»,2004.—С.664.—ISBN5950200578.
BogomazovaIrinaThe student, specialization 090104 "Complex protection of informational objects", thedepartmentofInformationscienceandprotectionofinformation, Faculty of information technologies, Institute of innovation technologies,Vladimir State University, Vladimirxoofari@yandex.ruAndreevAlexeyThe student, specialization 090104 "Complex protection of informational objects", thedepartmentofInformationscienceandprotectionofinformation, Faculty of information technologies, Institute of innovation technologies,Vladimir State University, Vladimirdon_keyhot@mail.ruMishinDenisThe postgraduate student051301 "System analysis, data controlling and processing (mechanical engineering, civil engineering, power engineering, radio electronics, professional equipment)",VladimirStateUniversity, Vladimirmishin.izi@gmail.comMonakhovaMariyaThe postgraduate student 051213"Telecommunicationsystems, networksanddevices", VladimirStateUniversity, Vladimirmariya.monakhova@gmail.com
About the amendmentsto themethodof the elements priority estimate for the corporate data networks
This paper proposesthe layered graph model of the corporate datanetworkas the amendment to the methodof elementspriorityestimate for the corporate datanetworks. Also itdescribesthe application for automation of the calculations by this method.Corporate datanetwork, administration, optimization, element, information process, layer, graph, priority.
О дополнениях к методикерасчета значимости элементов корпоративной сети передачи данных
Вработепредлагаетсяуровневаяграфоваямоделькорпоративнойсетипередачиданных, как дополнение к методикерасчета приоритетовэлементовкорпоративнойсетипередачиданных.Кроме того описывается программа автоматизации расчетов по данной методике.Корпоративнаясетьпередачиданных,администрирование,оптимизация,элемент,информационныйпроцесс,уровень,граф, значимость.
Важнейшимкомпонентомавтоматизированнойсистемыуправленияпредприятием(АСУП)иплатформойдляинтеграцииврамкахпредприятияразличныхавтоматизированныхсистемуправленияявляетсякорпоративнаясетьпередачиданных(КСПД)[1,2].Следовательно,производительностьиработоспособностьКСПДиееэлементов,обеспечиваемаяспециальнымтехническимперсоналом(администраторами)врамкахпроцессовадминистрирования,напрямуювлияетнафункционированиеАСУП.Задачаповышения эффективности администрированияраспределеннойсложнойинфраструктуры,какойявляетсяКСПД,приусловиивозникновениябольшогоколичестваинцидентовиработыограниченногомножестваадминистраторов(инцидентовбольше,чемадминистраторов)можетбытьрешеназасчетоптимизацииочерединаадминистрированиеизсовокупностивсехпроблемных(несоответствующихтребованиям)элементовКСПД.Одинизподходовкоптимизацииочереди,предполагающийранжированиеэлементовКСПД,описанвтрудах[3
6].Анализпредложеннойметодикипоказал,чтовчастипостроенияграфовКСПДнепроработанвопроснахожденияподграфаинформационногопроцесса(ИП),задаваемогомножествамиотправителейиполучателей.СложностьрешенияданноговопросаобусловленаособенностямиКСПД(организациейсети,различнымитипамиоборудования,егоконфигурацией,протоколамиразныхуровней).ПодграфИП,построенныйприпомощитрадиционныхалгоритмовобходаграфа[7 9],можетоказатьсянеполнымилисодержатьпути,несоответствующиелогикесетевыхпротоколов.АвторамиразработанауровневаяграфоваямодельКСПДиметодикаееприменения,которыемогутпомочьвразрешениивозникшейситуации.ПомоделиКСПДпредставляетсяграфаминачетырехуровняхISOOSI:физическом,канальном,сетевомиприкладном.
ОпределимосновныемножестваэлементовКСПД:1.Оконечныеустройства:множество
оконечныхустройствврассматриваемойсети.2.Концентраторы:множество
концентраторов в рассматриваемой сети.3.Мосты:множество
мостов в рассматриваемой сети.4.Коммутаторы:множество
коммутаторов в рассматриваемой сети.5.Маршрутизаторы:множество
маршрутизаторов в рассматриваемой сети.6.Другиеустройства:множество
других устройств в рассматриваемой сети.
Количество элементов в КСПД без коммуникационных линий связи .НафизическомуровненеобходимоотобразитьвсеэлементыКСПД,втомчислелиниисвязи.ПосколькуКСПДможетхарактеризоватьсянекоторойизбыточностьюоборудованияи/илисоединений,представимсетьнаданномуровневвиденеориентированногомультиграфабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:, ;
–мультимножествонеупорядоченныхпарвершин(семействоподмножествмножества)–ребер,соответствующихнепосредственнымфизическимсоединенияммеждуустройствамиспомощьюлинийсвязи.НаграфеКСПДканальногоуровнядолжныприсутствоватьтолькоэлементы,участвующиевсетевомвзаимодействии.Этосвязаностем,чтовсетяхскоммутаторами(мостами) наканальномуровнеработаютпротоколы,блокирующиеизбыточныесоединения(STPиегорасширения).Такимобразом,КСПДнаканальномуровнепредставляетсяввиденеориентированногографабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
и,, ;
–множествокоммутаторов,работающихнаканальномуровневрассматриваемойсети;
–множествомостов,работающихнаканальномуровневрассматриваемойсети,такжеучитываютсядругиеустройства,имеющиесяврассматриваемойКСПДиработающиенаканальномуровне.
–()множестворебер,соответствующихнезаблокированнымнепосредственнымфизическимсоединенияммеждуустройствамиспомощьюлинийсвязи,покоторымосуществляетсяпередачаинформации.Натретьемуровне(сетевом)изобразимКСПДввиденеориентированноговзвешенногографабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
(и,соответственно,,),, ;
–множествокоммутаторовтретьегоуровняврассматриваемойсети;такжемогутбытьучтеныдругиеустройства,имеющиесяврассматриваемойКСПДиработающиенасетевомуровне.
–()множестворебер,соответствующихнепосредственнымиличерезустройстваболеенизкогоуровнясвязяммеждуэлементамиКСПД.
Каждоеребро
снабженовесом,причемребрам,соединяющимоконечныеустройствамеждусобойвпределахкаждогошироковещательногодомена,присваиваетсяминимальныйвес,ребра,соединяющиеоконечныеустройствасмаршрутизаторомвпределахкаждогошироковещательногодомена,должныиметьвес
(),аребра,связывающиемаршрутизаторы,получаютдинамическименяющийсявес,исходяизсовокупнойоценкиметрик.
–полноемножество(алфавит)возможныхвесовреберграфа.
–отображение,описывающеезаданиевесовребрамграфа.Наприкладномуровневкачествевершинбудемрассматриватьтолькооконечныеустройства,накоторыхработаютприложения,взаимодействующиепосети.Дугиотражаютналичиехотябыодноготакого взаимодействиянекоторойнаправленностимеждуэлементами.ТогдаКСПДнаприкладномуровнепредставимввидеориентированногомультиграфабезпетель:упорядоченнойпары,где
–множествовершинграфа,такое,что:
(и,соответственно,,,);, .–множестводуг,соответствующихсвязямпопередаченекоторойинформации(втомчислеслужебной)междуприложенияминаустройствах.ВзаимодействиеэлементовКСПД(например,информационныйпроцесс)показываетсяпутемнаграфе.Подпутем(маршрутом)пографу,соединяющимдвевершиныuиv,понимаемпростуюцепь,тоестьвсевершины,аследовательно,ивсеребравданноммаршрутеразличны.Длясетевогоуровнявводятсяограничения,учитывающиевесареберинеобходимыедляисключенияизрассмотрениянеприемлемыхвсилуособенностейфункционированияустройствсетимаршрутовпографу:1.Взаимодействиемеждудвумяэлементамисетиотражаетсямаршрутомснаименьшимвесом.Данноеправилообусловленоособенностямипередачилокальноготрафика(ненаправляетсянамаршрутизаторинепередаетсячерездругиеоконечныеустройства).Привыполненииданногоправиламеждуоконечнымиустройствамиврамкахшироковещательногодоменавсегдасуществуеткратчайшийпутьсвесомa.Такжеправилоучитываетособенностиработыпротоколовмаршрутизации(передачапакетовпократчайшемумаршруту).2.Вмаршрутенемогутодновременноприсутствоватьребрасвесомaиребрасдругимивесами.Иначеговоря,оконечныеустройстванемогутвзаимодействоватьсдругимиустройствамивсетичерезиныеоконечныеустройства.Уровнимоделисогласованымеждусобой.МожнорассматриватьКСПД,двигаясьповертикалиснизувверх,например,присоставлениимоделинекоторойКСПДисверхувниз,например,припредставленииИПнаграфахКСПД.Некоторомуэлементумодели(вершинеилиребру)науровнеnставитсявсоответствиенекотороеподмножествоэлементовмоделинауровнеn1иниже.Взаимодействие,происходящиенауровнеn,отображаетсянауровнеnмоделиивсехуровняхнижеn.Создание уровневой графовой модели КСПД состоит из следующих этапов:Шаг 1. Выделение основных множествэлементов данной КСПД. Расстановка обозначенийэлементов КСПД.Шаг 2. Представление КСПД на физическом уровне. Определение элементов КСПД, работающих нафизическом уровне (все элементы), и сопоставление им вершин графа физического уровня. Определение физических соединений между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа.Шаг 3. Представление КСПД на канальном уровне. Определение элементов КСПД, работающих на канальном уровне и незаблокированных, и сопоставление им вершин графа канального уровня. Определение незаблокированных физических соединений между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа.Шаг 4. Представление КСПД на сетевом уровне. Определение элементов КСПД, работающих на сетевом уровне, и сопоставление им вершин графа сетевого уровня.Определение непосредственных или через элементы КСПД более низкого уровня связей между элементами КСПД, сопоставление им ребер графа, соединяющих соответствующие вершины. Построение графа. Расстановка весов ребер в соответствии с ранее определенными правилами.Шаг 5. Представление КСПД на прикладном уровне. Определение оконечных устройств в КСПД и сопоставление им вершин графа уровня приложений. Определение связей по передачи информации между приложениями на данных устройствах. Если найдена хотя бы одна такая связь между данными элементами, это свидетельствует о наличии ребра между соответствующими вершинами графа. Построение графа.Шаг 6. Отображение ИП на графе уровня приложений.Конец алгоритма.РассмотримнекоторыйИП1(гдеотправителиv11,v13,v14,v17,v22,v23,получательv8)висходнойКСПД(из27элементов),промоделированнойпопредложеннойметодике.Для простоты проиллюстрируемпроцесснахождениячастиподграфаИП(остальныечастинаходятсяаналогично) рассмотримлишьодноизвзаимодействийврамкахИП(междуv23иv8).ИП1наприкладномуровнепредставленграфом
подграфомграфа
нарисунке1.Навсехрисункахподграфвыделенжирным,априизображенииосновногографаиспользуютсятонкиелинииисерыйцвет.
Рисунок1–ИП1награфеКСПДприкладногоуровняВзаимодействие(v23
v8)врамкахИП1представленографом
(рисунок2)
подграфомграфа
исоответственноподграфом.
Рисунок2–Взаимодействие(v23
v8)врамкахИП1(выделеноцветом)Представимданноевзаимодействиеинадругихуровняхмодели.Взаимодействие(v23
v8)насетевомуровнеописываетграф
(рисунок3)
подграфграфа.
Рисунок3–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1насетевомуровнеВзаимодействие(v23
v8)наканальномуровнепредставляетграф
(рисунок4)
подграфграфа.
Рисунок4–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1наканальномуровнеВзаимодействие(v23
v8)нафизическомуровнеотображенонаграфе
(рисунок5)
подграфеграфа.
Рисунок5–Представлениевзаимодействия(v23
v8)врамкахИП1нафизическомуровнеТакимобразом,методикапостроенияуровневойграфовоймоделиКСПДпозволяетнаосновеправил,разработанныхавторами,получитьвалидныеподграфыИПКСПД,необходимыедлярешениязадачиоптимизацииочерединаадминистрирование.Крометогоданнаяметодикаможетбытьавтоматизирована.Такжеанализпредложеннойв[3
6]техникиполученияирасстановкиприоритетовэлементовКСПДпоказал,чтосувеличениемразмераКСПД(количестваееэлементов)иколичестваИП,возрастаетсложностьрасчетов.Обоснованновозниклазадачаавтоматизацииметодикирасчетаприоритетов.Дляеерешенияавторамибылразработанпрограммныйкомплекс.Нарисунке6представленаблоксхемаалгоритмапрограммы.
Рисунок6–БлоксхемаалгоритмапрограммыВкачествевходныхданныхвыступают:1.количествоэлементоввграфеКСПД;2.матрица смежности графа КСПД;3.количественнаяоценкапроизводительностиИП;4.множествоэлементовотправителей;5.множествоэлементовполучателей.НавыходепрограммыполучаеммножествоэлементовКСПДисоответствующиеимпоказателизначимости(приоритеты).Расчетывпрограммеосуществляютсячетырьмяосновнымимодулями:1.Модульнахождениявсехпутейотисточникакполучателю:осуществляетобходграфаипередаетследующемумодулюобщееколичествонайденныхпутейпередачиданныхототправителякполучателюиколичествопутей,которыепроходятчерезкаждыйизэлементов;2.МодульрасчетакоэффициентовучастияэлементовКСПДвИП:производитрасчеткоэффициентаучастиякаждогоэлементавИП;3.МодульрасчетапоказателейзначимостиэлементовдляИП:наоснованиикоэффициентовучастияэлементоввИПикоэффициентапроизводительностиИПрассчитываетпоказателизначимостикаждогоэлементаКСПДдляданныхИП;4.МодульрасчетаитоговыхпоказателейзначимостидляэлементовКСПД:находитзначимостькаждогоэлементаКСПДдлявсейсистемывцелом.ВходепроделаннойработыметодикаоптимизацииочерединаадминистрированиеспомощьюранжированиямножестваэлементовКСПДбылаавтоматизированаиусовершенствована–разработанауровневаяграфовая модельКСПД,упрощающаязадачупостроениявалидныхподграфовИП.
Ссылкинаисточники1.КатокА.Б.Введениевсовременнуютеориюдинамическихсистем/А.Б.Каток,Б.Хасселблат.–М.:Факториал,1999.–С. 768.
2.ГайфуллинБ.Н.АвтоматизированныесистемыуправленияпредприятиямистандартаERP/MRPII/Б.Н.Гайфуллин,И.А.Обухов.–M.:Богородскийпечатник,2000.–С. 237.3.МишинД.В.,МонаховаМ.М.ОбоптимизацииадминистрированиякорпоративныхсетейпередачиданныхвусловияхограниченныхадминистративныхресурсовАСУП[Текст]//ВiсникНТУ"ХПI".Тематичнийвипуск:Iнформатикаiмоделювання.Харкiв:НТУ"ХПI".
2011.
№17.
197с;
С.101108.ISSN20790031(D.V.Mishin,M.M.MonakhovaAbouttheoptimizationoftheadministrationcorporateareanetworksofthedatatransmissionunderscarceadministrativeresources//HeraldoftheNationalTechnicalUniversity"KhPI".Subjectissue:InformationScienceandModelling.
Kharkov:NTU"KhPI".
2011.
№17.
197p;
P.101108.ISSN20790031)(ЖурналвключенвпереченьВАКУкраины).4.Мишин Д.В. Модель администратора корпоративной сети передачи данных / Д.В. Мишин, М.М. Монахова / Региональнаяинформатика(РИ2010).–XIIСанктПетербургскаямежд. конф. "Региональная информатика (РИ2010)" / СанктПетербург: Труды конф. / СПОИСУ. –СПб, 2010. –С. 55–56.5.МишинД.В.Модельавтоматизированнойсистемы администрированиякорпоративнойсетипередачиданных /Д.В. Мишин,М.М. Монахова / Труды Девятого международного симпозиума"Интеллектуальные системы" (Intels'2010). –Россия, ВлГУ, 2010.–С. 268–271.6.МишинД.В.Проблемыоптимизациираспределения работ администраторов как основных исполнительных субъектов в рамках решения целевой задачиадминистрированияКСПД/Д.В.Мишин,М.М.Монахова/ МатериалыIIIМежд. научнопракт. конф. –ШуяИвановоВладимир: Издво ГОУ ВПО "ШГПУ". –С. 165–170. 7.ХарариФ.Теория графов / Ф. Харари ; Пер. с англ. и предисл. В. П. Козырева ; Под. ред. Г. П. Гаврилова. –2. изд. –Москва: УРСС, 2003. –С. 300. ISBN5354003016.8.КорменТ.Х.ЧастьVI.Алгоритмыдляработысграфами//Алгоритмы:построениеианализ. —2еизд.—М.:Вильямс,2006.—С.1296.—ISBN0070131511.9.ЗыковА.А.Основытеорииграфов.—М.:«Вузовскаякнига»,2004.—С.664.—ISBN5950200578.
BogomazovaIrinaThe student, specialization 090104 "Complex protection of informational objects", thedepartmentofInformationscienceandprotectionofinformation, Faculty of information technologies, Institute of innovation technologies,Vladimir State University, Vladimirxoofari@yandex.ruAndreevAlexeyThe student, specialization 090104 "Complex protection of informational objects", thedepartmentofInformationscienceandprotectionofinformation, Faculty of information technologies, Institute of innovation technologies,Vladimir State University, Vladimirdon_keyhot@mail.ruMishinDenisThe postgraduate student051301 "System analysis, data controlling and processing (mechanical engineering, civil engineering, power engineering, radio electronics, professional equipment)",VladimirStateUniversity, Vladimirmishin.izi@gmail.comMonakhovaMariyaThe postgraduate student 051213"Telecommunicationsystems, networksanddevices", VladimirStateUniversity, Vladimirmariya.monakhova@gmail.com
About the amendmentsto themethodof the elements priority estimate for the corporate data networks
This paper proposesthe layered graph model of the corporate datanetworkas the amendment to the methodof elementspriorityestimate for the corporate datanetworks. Also itdescribesthe application for automation of the calculations by this method.Corporate datanetwork, administration, optimization, element, information process, layer, graph, priority.
