Введение к работе
Актуальность исследования. За последние полтора десятилетия в России произошло бурное развитие научно-образовательных корпоративных телекоммуникационных сетей. Современные сети характеризуются многообразием технологий передачи информации и технической реализацией. Это многообразие, в том числе, объясняется наличием большого числа фирм-производителей сетевого оборудования. Существует множество факторов, влияющих на качество передачи информации в столь разнородной среде. С развитием сетей передачи данных появляются новые способы их изучения и оценки качества их работы.
Весомый вклад в развитие научных методов диагностики и оценки качества работы телекоммуникационных сетей внесли многие российские (Ю.В. Деохин, A.M. Сухов, И.П. Иванов, АЛС. Скуратов и другие.) и зарубежные ученые (G. Armitage, М. Borella, P. Calyam, М. Sridharan и другие).
Однако в связи со стихийным развитием современных телекоммуникационных сетей средства диагностики и анализа качества их работы не всегда успевают за этим развитием. В настоящие время не существует широко используемых доступных универсальных систем комплексной диагностики качества работы сетей передачи данных.
В данной работе предлагается на основе общеизвестной и простой в использовании сетевой утилиты PING диагностировать работу телекоммуникационной сети и с учетом экспертного мнения администратора построить систему оценки качества ее работы.
Цель работы состоит в разработке моделей, вычислительных алгоритмов и компьютерных программ, обеспечивающих эффективную оценку качества работы каналов телекоммуникационной сети.
Задачи исследования.
В работе были поставлены и решены следующие основные задачи: Анализ актуальных проблем в области оперативной диагностики и мониторинга телекоммуникационных сетей.
Построение математических моделей для временной последовательности результатов тестирования ІР-сети с помощью команды Ping.
Анализ работоспособности каналов исследуемой ІР-сети.
Оценка качества передачи информации по каналам исследуемой сети. "
Разработка метода, вычислительных алгоритмов и программных модулей для анализа данных о телекоммуникационной сети и оценки ее состояния.
Методы исследования. Для решения поставленных задач
использовались методы системного анализа, анализа временных рядов,
краткосрочного прогнозирования, вычислительной математики,
математической статистики, теории нечетких множеств. Для программной реализации использован язык программирования Delphi, среда разработки Borland Delphi 7.0.
Практическая значимость. Результаты данной работы позволяют автоматизировать задачу мониторинга сети с целью определения нормальных и аномальных режимов функционирования на основе объективных критериев оценки.
Предложенный метод диагностики качества связи ІР-сети на основе данных мониторинга каналов командой Ping позволяет оценить работоспособность и качество передачи информации независимо от технологии и типа канала связи.
Созданную в рамках работы программу анализа качества работы сети можно использовать в дополнение к профессиональным программным дродуктам Мониторинга телекоммуникационных систем. Программа зарегистрирована в Фонде алгоритмов и программ, выдано свидетельство о государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ №2011610504 от 11 января 2011 года.
Материалы диссертации были внедрены:
в учебном процессе Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина при изучении курса «Компьютерное моделирование»;
- в ФГУ ГНИЙ ИТТ «Информика» при мониторинге научно-
образовательной сети RUNnet.
На защиту выносятся:
-
Математическая модель для временной последовательности результатов тестирования телекоммуникационной сети командой Ping.
-
Метод оценки работоспособности IP-сети и качества передачи информации независимо от технологии и типа канала связи на основе команды Ping.
-
Критерии качества передачи информации в ГР-сети на основе учета экспертной информации для построения нечетких множеств.
-
Алгоритмы оценки работы сети, использующие разработанные критерии качества, методику аналитической формализации лингвистических суждений и идентификации аномальных наблюдений.
Научная новизна:
Предложена вероятностная математическая модель для временной последовательности результатов тестирования IP-сети, позволяющая оценить качество работы телекоммуникационной сети между двумя точками.
Предложены четыре критерия качества передачи информации в ІР-сети, которые позволяют выявить критические места в работе каналов сети.
Разработан программный комплекс анализа данных по метрикам телекоммуникационной сети, позволяющий в режиме реального времени отслеживать ее состояние.
Экспериментально определен интервал тестирования для проведения мониторинга каналов IP-сетей, отвечающий требованиям заданной точности оценки качества передачи информации.
Достоверность результатов исследования и выводов, сформулированных в диссертации, определяется корректным применением информационных технологий и методов математической статистики, статистического анализа временных рядов, теории нечетких множеств. Теоретические расчеты согласовывались с экспертами в области сетевого администрирования и информационных технологий.
Публикации и апробация. По теме диссертации опубликованы 9 печатных работ, в том числе одна работа в издании, рекомендованном ВАК для публикации докторских и кандидатских диссертаций.
Основные результаты диссертации были представлены и обсуждены на следующих конференциях: XV Международная студенческая школа-семинар Новые Информационные Технологии, Украина, 2007; 15 Zittau fuzzy colloquium, Германия, 2008; Международная конференция «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&QM), Турция, 2008; Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика 2008», 2008; XVH Международная студенческая школа-семинар Новые Информационные Технологии, Украина, 2009; Международный форум «Новые информационные технологии и менеджмент качества». Европейский центр по качеству, Турция, 2009', XVI конференция представителей научно-образовательнЫх сетей «RELARN-2009», Москва - Санкт-Петербург, 2009; VII Международная конференция «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&QM), Турция, 2010. Структура работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, литературы из 146 наименований и 3 приложений. Общий объем работы составляет 183 печатных страниц. Работа включает 44 рисунка и 27 таблиц.
