Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ систем управления телекоммуникационными сетями 15
1.1. Стандарты сетевого управления телекоммуникациями 15
1.2. Анализ методов построения распределенных систем управления телекоммуникациями 35
1.3.Анализ методов формализованного описания структур распределенных систем 50
Выводы 61
2. Анализ методов обеспечения отказоустойчивости процессов интеграции ПК РСУ 62
2.1. Анализ концепций интеграции ПК РСУ 64
2.2. Анализ отказоустойчивости систем интеграции ПК РСУ 82
2.3.Сетевая модель брокера объектных запросов 93
2.4. Аналитическая и имитационная модели подсистемы управления обнаружения распределенных объектов 98
Выводы 102
3. Разработка и анализ методов повышения отказоустойчивости распределенных приложений 103
3.1.Модель взаимодействия распределенных приложений системы CORBA 103
3.2. Разработка алгоритмов повышения отказоустойчивости РСУ 114
3.3.Математическая модель подсистемы управления вызовами распределенных приложений 120
3.4.Математическая модель комбинированного метода интеграции ПК 124
3.5.Метод анализа пропускной способности системы сигнализации РСУ... 132
Выводы 140
4. Исследование показателей качества отказоустойчивой РСУ 141
4.1.Исследование показателей качества брокера объектных запросов CORBA 141
4.2. Исследование подсистемы управления обнаружением распределенных объектов технологии CORBA 144
4.3.Исследование подсистемы управления вызовами удаленных методов технологии CORBA 146
4.4 Исследование отказоустойчивой подсистемы управления вызовами распределенных приложений 151
Выводы 157
Заключение 158
Литература
- Анализ методов построения распределенных систем управления телекоммуникациями
- Анализ отказоустойчивости систем интеграции ПК РСУ
- Разработка алгоритмов повышения отказоустойчивости РСУ
- Исследование подсистемы управления обнаружением распределенных объектов технологии CORBA
Введение к работе
Актуальность работы. Последние десятилетия стремительно развиваются телекоммуникационные сети. Следствием этого является постоянно повышающаяся сложность их эксплуатации и наладки. Новые цифровые системы связи демонстрируют пороговый эффект ухудшения своей работы, когда система выходит из строя одномоментно и неожиданно для оператора. Проблема построения эффективной системы эксплуатации неразрывно связана с задачей нормирования и контроля параметров качества сети оператором.
Данная задача может быть решена, помимо использования ручных измерительных инструментов, за счет автоматизированного сбора информации с территориально распределенных устройств измерений параметров объектов телекоммуникаций. Такие автоматизированные системы измерений получили название систем мониторинга, в функции которых входит сбор, архивирование и обработка информации с использованием методов экспертного анализа.
Обладание полной, актуальной и достоверной информацией о наблюдаемом объекте позволяет принять решение о каких-либо оперативных действиях в случае, если его состояние стремится перейти из нормального в аварийное. Также наличие истории измерений параметров и статистических данных об объекте мониторинга позволяет скорректировать алгоритм его работы для более эффективного и надежного функционирования.
Собранная информация о режиме работы объекта мониторинга направляется в диспетчерский центр, где ответственное лицо может оперативно принять решение для устранения возникшей аварийной ситуации. На основе детальных данных, удаленно считанных с набора технических средств, установленных на объекте мониторинга, эксплуатационный и ремонтный персонал способен быстрее локализовать и устранить причину неисправности. Таким образом, применение систем мониторинга позволяет повысить надежность телекоммуникационных систем, количественно выраженную в виде коэффициента технического использования (КТИ), за счет уменьшения времени восстановления и простоя при профилактическом ремонте.
За счет использования систем мониторинга появляется положительный экономический эффект – многие операции, направленные на проверку технического состояния, поддержание работоспособности системы и локализации причин неисправности производятся удаленно автоматизировано или автоматически.
В настоящее время существует проблема хищения кабелей и телекоммуникационного оборудования с объектов связи. Так, например, за 9 месяцев 2011 года на Урале зафиксировано 1750 случаев хищения кабеля. Ущерб, наносимый преступными действиями в одном только регионе, может достигать 22 млн. руб. в год. Отказ телекоммуникационного оборудования имеет также и социальные последствия: отсутствие связи, как у простых граждан, так и у больниц, школ, детских садов и экстренных служб. Применение систем мониторинга позволяет оперативно предотвращать случаи хищения и порчи телекоммуникационного оборудования.
Развитие систем телекоммуникаций приводит к тому, что к системам мониторинга предъявляются новые требования. На смену координатным АТС пришли электронные цифровые, появилась глобальная сеть Интернет, сотовая связь. Появление у операторов связи новых услуг характеризуется увеличением объектов контроля (базовые станции, телекоммуникационные шкафы FTTB и т.д.), а к качеству связи предъявляются высокие требования. Поэтому, в условиях жесткой конкуренции, обеспечение надежности и высокого качества функционирования систем телекоммуникаций является важным аспектом. В связи с этим, появилась необходимость расширения функционала систем мониторинга, с целью повышения оперативности реагирования на нештатные ситуации и повышения надежности функционирования телекоммуникационных сетей.
Поэтому, в настоящее время, существует актуальная научно-техническая задача разработки и исследования структур систем мониторинга, повышающих надежность их функционирования, алгоритмов прогнозирования аварий, работающих в реальном времени, протоколов передачи данных, обеспечивающих эффективную передачу данных через низкоскоростные и ненадежные каналы связи.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является повышение надежности и эффективности работы систем мониторинга распределенных объектов телекоммуникаций.
Достижение цели требует решения следующих задач:
Классификация и анализ свойств и особенностей существующих объектов и систем мониторинга для выявления проблем, требующих решения;
Разработка структуры системы мониторинга распределенных объектов телекоммуникации, обеспечивающей повышенную надежность функционирования;
Разработка и анализ эффективного протокола передачи данных в системе мониторинга, для обмена информацией между устройствами и серверами обработки, и поддерживающего шифрование трафика;
Разработка алгоритмов интеллектуального управления и определения предаварийных режимов работы объектов, работающих в реальном времени;
Исследование разработанных алгоритмов и систем для определения их особенностей, ограничений и оптимальных условий их применения;
Апробация предложенных решений на практике и анализ полученных результатов.
Методы исследования. В диссертационной работе исследования выполнены с применением методов теории вероятностей, математической статистики, компьютерного, математического и натурного моделирования. Произведена апробация разработанных систем мониторинга на реальных объектах.
Научная новизна работы. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
Предложена и исследована новая структура систем мониторинга, отличающаяся
наличием дублирующих распределенных вычислительных блоков, устанавливаемых
непосредственно на объектах мониторинга, повышающая надежность, за счет резервного буферизирования контрольно-измерительной информации;
Предложен и разработан алгоритм адаптивного запроса передачи, основанный на анализе аномальных отклонений контролируемых параметров в реальном времени, с учетом возможности возникновения предаварийных ситуаций;
Предложен, разработан и исследован специализированный протокол передачи контролируемых параметров объектов мониторинга, основанный на групповой передаче служебной информации, и, одновременно, осуществляющий коммутацию трафика на канальном уровне.
Основные положения, выносимые на защиту:
Эффективный алгоритм прогнозирования аварий на объектах телекоммуникаций;
Исследования алгоритмов коммутации, сжатия и шифрования, относящиеся к разработанному сетевому протоколу SMT (Smart Monitoring Transfer Protocol);
Новая структура системы мониторинга распределенных объектов телекоммуникаций и исследование надежности;
Программный комплекс и результаты экспериментального исследования разработанных алгоритмов прогнозирования аварий.
Личный вклад. Все результаты, составляющие содержание диссертационной работы, получены автором самостоятельно и соответствуют пунктам 2, 3, 6, 10 и 13 паспорта специальности 05.12.13.
Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается адекватным использованием методов математической статистики и теории вероятностей. Достоверность выводов подтверждается результатами моделирования и испытаний реальных систем.
Практическая ценность и реализация результатов работы. С непосредственным участием автора реализованы две системы мониторинга с использованием разработанных алгоритмов и протоколов: «АЯКС-Мониторинг» и «Облачный мониторинг». С непосредственным участием автора было разработано устройство опроса «АЯКС-СмартАларм», реализующий разработанный протокол SMT, для использования в системе «Облачный мониторинг». Опыт построения территориально распределенных систем мониторинга также был распространен и на подвижные объекты мониторинга – разработана система автоматизации автодрома для обучения водителей автотранспорта. Получен патент на полезную модель «Система мониторинга с обособленным вычислительным блоком». В настоящее время все перечисленные системы мониторинга находятся в опытной эксплуатации.
Апробация работы. Результаты диссертационного исследования докладывались и получили одобрение на конференции «АНТЭ-2011» «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики», конференции «Инфотех-2011» «Информационные технологии информационная безопасность в науке, технике и образовании», семинаре «Проблемы борьбы с нелегитимным трафиком и порядком взаимодействия операторов и государственных органов в борьбе с правонарушениями в
сфере инфокоммуникаций», V конференции «Современные проблемы радиоэлектроники, телекоммуникаций и приборостроения», XI конференции «Контроль и управление в сложных системах» в 2011-2013 гг.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 8 печатных работ и получен один патент на полезную модель. При этом основные результаты диссертации изложены в 3 статьях в рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК РФ для опубликования результатов кандидатских диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений, содержит 128 страниц текста, 31 таблица, 50 рисунков, 10 страниц приложений.
Анализ методов построения распределенных систем управления телекоммуникациями
Поэтому в многопроцессорных системах стало целесообразно использовать локальные связи, что позволяет уменьшить взаимную зависимость процессоров и задержки, вносимые длинными соединениями. Такой подход привел к разработке нескольких специализированных устройств обработки данных с локальными связями и с архитектурой, ориентированной на исполнение в виде СБИС: трансверсальная фильтрация, систолические матрицы, потоковые процессорные матрицы [73].
Использование локальных связей существенно упрощает процесс проектирования архитектуры РСУ и взаимодействия между процессорными элементами (ПЭ). Однако данное преимущество достигается за счет ограничения области применения РСУ. Программируемая архитектура и динамическая реконфигурация вычислительных систем Из многочисленных архитектур построения супер ЭВМ необходимо отметить как одно из весьма перспективных направлений создание многопроцессорных систем (МПС). Начало работам в данном направлении положено отечественными разработками РСУ с перестраиваемой архитектурой [23].
Поиски путей совершенствования проектирования и создания ЭВМ привели к созданию фирмой MEIKO Ltd. (Великобритания) новой технологии разработки супер ЭВМ, опирающейся на "бесшовную" архитектуру, позволяющую плавно наращивать вычислительную мощность системы для точного соответствия требованиям заказчика ("обычные" супер ЭВМ допускают расширение только модулями, причем довольно большими и дорогими). Линейность архитектуры позволяет создавать РСУ семейства CS (Computing Surface - вычислительная среда) в любой конфигурации из готовых процессорных и периферийных схемных плат, благодаря чему сокращаются сроки проектирования разработки, изготовления и поставок.
МПС с перестраиваемой архитектурой можно разделить на два основных класса: МПС с программируемой архитектурой и МПС с динамической реконфигурацией. В МПС с программируемой архитектурой [61] нужная конфигурация определяется программным путем, когда пользователь, например, может создавать необходимую группу процессоров с требуемой длиной слова. Передача и распределение информации между множествами процессоров и комплексов памяти происходит через программируемый параллельный коммутатор, называемый иногда коммутационной структурой (КС) [23]. Однако на настоящий момент реализация программируемых коммутаторов сопряжена с определенными трудностями, основная из которых заключается в том, что время передачи данных от одного микропроцессора (МП) к другому через КС существенно больше времени обработки информации в самом МП [11]. Предлагаемые приемы для уменьшения времени передачи данных связаны либо с изменением "покрывающего" алгоритма, либо с поиском более эффективного алгоритма, что приводит к достижению поставленной цели, но либо за счет повышения трудоемкости программирования, либо за счет увеличения времени построения "покрывающего" алгоритма, что не является удовлетворительным.
Под динамической реконфигурацией МПС [70] понимается способность системы к динамическому перераспределению параллельных ресурсов каждого типа (памяти, центральных процессоров, однородных решающих полей из однотипных ПЭ и др.) между задачами и их параллельными ветвями. Данное перераспределение осуществляется автоматически в результате анализа выполнения программ аппаратными средствами в соответствии с текущими, заранее не предсказуемыми требованиями процессов на вычислительные ресурсы. Средства реконфигурации необходимы в больших распределенных системах, в которых не всегда может существовать возможность или экономическая оправданность останова всей системы с целью внесения модификаций в часть ее аппаратного либо программного обеспечения. Кроме того, в процессе производства систем удобно иметь средства наращивания и интерпретации ее компонент, а в процессе функционирования и эксплуатации - средства, способствующие эволюции системы.
Особую группу реконфигурируемых систем составляют вычислительные структуры с параллельной архитектурой, построенные на основе клеточных автоматов и нейронных сетей. Клеточные автоматы рассматриваются как сложные динамические системы, самоорганизующиеся из достаточно простых дискретных компонент и характеризующиеся дискретностью, однородностью структуры, детерминированностью. В работе [71] сравниваются три модели компьютеров с параллельной архитектурой, построенных на основе клеточных структур: процессорные матрицы типа MIMD, матрицы передачи команд и систолические матрицы. На основе анализа предпочтение отдается систолическим матрицам, что объясняется гибкостью параллельной архитектуры и хорошей реализацией в технологии СБИС.
Основным преимуществом нейронных сетей является их свойство адаптивного самообучения. Разработки в области нейронных сетей и нейрокомпьютеров поддерживаются целым рядом международных и национальных программ. Прежде всего, это объявленная японским правительством в 1988 г. программа "Human Froutiers" [65,69], называемая еще "Шестым поколением", с финансированием в 6,6 млрд. долларов. В США на развитие нейрокомпьютеров выделяется более 1 млрд. долларов, где на сегодня данными разработками занимаются около 50 корпораций. Основными достоинствами подобных ЭВМ являются наилучшее соотношение производительность/стоимость среди различных классов ЭВМ; малые габариты; широкий диапазон производительности (от 50 млн.оп./с до 1 млрд. оп./с), достигаемый за счет различной компоновки модулей; дешевизна в эксплуатации.
Анализ отказоустойчивости систем интеграции ПК РСУ
Вызов метода может осуществляться синхронным и асинхронным способом в зависимости от заданной логики реализации услуги.
Синхронный вызов удаленных объектов блокирует данный запрос до получения результата вызова. Язык IDL поддерживает концепцию однонаправленных операторов, которые пересылаются клиентом асинхронно. Таким образом, клиент может отправить запрос, после чего продолжать работу, не дожидаясь завершения обработки запроса сервером. Однако, если пользователь ожидает ответа, на получение которого требуется достаточно много времени, он может подумать, что программа зависла. Во время потенциально долговременной обработки запросов желательно обеспечить возможность взаимодействия программы с пользователем, а также предоставить пользователю возможность прервать выполнение операции. Рассмотрим однопоточный сервер, который иногда выступает в роли клиента. Пока этот сервер обрабатывает запрос клиента, он недоступен для всех остальных клиентов. Однако если клиент посылает запрос, он блокируется и ожидает ответа. В течение этого времени сервер не сможет выполнять никакой полезной работы, так как он занят обработкой входящих запросов. Подобная ситуация крайне нежелательна. Она приводит к снижению скорости передачи данных в системе и даже к зависанию, если серверы будут создавать циклические вызовы. Единственный способ избежать этих проблем состоит в том, чтобы сделать компоненты многопоточными. Однако это не всегда возможно. Рассмотрим несколько способов использования CORBA, которые позволяют увеличить скорость работы системы без применения многопоточности.
Один из способов решения проблемы состоит в разделении блокирующего вызова на пару однонаправленных операций. Таким образом, клиенты, отправившие запрос, не блокируются до тех пор, пока не получат ответ, а смогут продолжать свою работу. В дальнейшем, когда сервер завершит обработку запроса, он "возвратит" результаты клиенту, вызвав соответствующий метод клиента и отправив ответ. Сервер обрабатывает запрос и, как только результаты готовы, отправляет их клиенту, вызывая метод объекта обратного вызова. Таким образом, вызывающее приложение не блокируется на то время, в течение которого сервер занимается поиском и табуляцией данных об изменении стоимостей акций. Клиент может спокойно обрабатывать данные, которые вводит пользователь, в течение потенциально большого времени обработки вызова сервером. Блок-схемы взаимодействия двух описанных методов приведены на рисунках 2.20 и 2.21. Подобные методы могут применяться и в ситуации, когда серверы выступают в роли клиентов, так как у них появляется возможность обрабатывать входные запросы клиентов. Это позволяет достигнуть большой скорости работы системы без применения многопоточности, но усложняет сервер. Также этот метод требует разделения логики приложения таким образом, чтобы обеспечить обработку данных при отсутствии связи с клиентом.
Технология CORBA поддерживает еще один способ создания неблокирующих вызовов, основанный на использовании интерфейсов динамических вызовов DII (Dynamic Invocation Interface). Интерфейсы DII используются для того, чтобы осуществлять вызовы интерфейсов, о которых программы-клиенты на момент компиляции ничего не знают. При использовании обычных интерфейсов статических вызовов SII (Static Invocation Interface) разработчики программ-клиентов просто применяют вызовы методов на объектах-посредниках. Класс объектов-посредников, генерируемый компилятором IDL, отвечает за кодирование аргументов, проведение удаленных вызовов и декодирование результатов запроса. При использовании интерфейсов DII выполнение всех операций производится разработчиком программы-клиента. Данный метод намного сложнее, однако для определенных классов приложений (шлюзов и браузеров) очень важна независимость от конкретных IDL.
Интерфейс DII также поддерживает концепцию разностного синхронного вызова. Это означает, что неблокирующие удаленные вызовы осуществляются безо всяких ограничений, накладываемых IDL, с помощью однонаправленных методов. Таким образом, клиенты проводят неблокирующие вызовы даже в том случае, если в результате вызова метода возвращаются определенные данные (клиенты должны проверить результаты запроса через некоторое время после его отправления). Такая ситуация дает очень много преимуществ. Однако существуют и отрицательные моменты: этот метод возможен только при применении интерфейсов DII, что неприемлемо для некоторых приложений. Также следует отметить, что при использовании разностных синхронных вызовов, как и при использовании пары однонаправленных запросов, клиенты должны разделять свою логику и выполнять различные действия в определенные моменты времени. Использование разностных синхронных вызовов на стороне клиентов для серверов совершенно прозрачно.
Разработка алгоритмов повышения отказоустойчивости РСУ
Алгоритм выполнения публикации КСВ ПК, изображенный на рисунке 3.6, включает в себя выполнения следующие этапы: - получение запроса на публикацию нового ПК; - формирование КСВ ПК в соответствующей области назначения (в случае отсутствия соответствующей области в репозитории КСВ - создается новая область, куда помещается созданная КСВ); - сортирование области после добавления новой КСВ ПК; - отправка уведомления в ЦУ о факте завершения публикации; - получение ответа из ЦУ о занесении ПК в банк данных ЦУ. Если в процессе ПК, или при передаче результата, произойдет сбой, данный алгоритм обеспечивает повторное обращение к репозиторию компонентных ссылок взаимодействия (КСВ) для определения новой КСВ методом бинарного поиска.
Необходимо заметить, что формирование набора ПК, реализующих телекоммуникационную услугу, возможно только из зарегистрированных в банке данных ЦУ.
Однако все эти методы обладают серьезным недостатком, связанным с резким снижением оперативности системы отказоустойчивости. Это связанно с тем, что в технологии CORBA для удаленного вызова ПК предусматривается поиск новой КСВ при каждом новом запросе, будь то первичный запрос, либо повторный запрос при сбое какого-либо ПК.
При каждом новом обращении осуществляется бинарный поиск групп ПК, необходимых для реализации телекоммуникационной услуги. Учитывая, что данные в репозитории отсортированы, бинарный поиск является наиболее эффективным. Очевидно, что задержка при этом будет зависеть не только от количества записей в базе, но и от расположения искомого ключа (компонентной ссылки взаимодействия). Найдем количество сравнений Q, (л), необходимое для поиска искомого ключа, в наихудшем варианте.
Поскольку бинарный поиск осуществляется на основе рекуррентных соотношений, и каждый последующий поиск осуществляется аналогично предыдущему, только вдвое меньшем массиве, можно полагать, что
Из этого следует, что эффективность бинарного поиска в наихудшем варианте приблизительно равна среднему значению. Логарифмическая функция растет медленно, таким образом, значение остается небольшим при увеличении п. Анализ показывает, что отличие наихудшего варианта поиска ключа от среднего не значительно. Из этого следует, что для расчета времени, затраченного на осуществления бинарного поиска, можно использовать формулу расчета среднего количества сравнений:
Время, за которое производиться одно сравнение ключей, можно приблизительно приравнять ко времени обращения к ячейке в запоминающем устройстве, которое имеет среднее значение 7 мс. Таким образом, можно рассчитать среднее время операции бинарного задержку времени при поиске только одной КСВ поиска при запросе компонентной ссылки взаимодействия (КСВ). Приведенная в таблице 3.1 зависимость отражает (рисунок 3.7). При одновременном обращении к репозиторию задержка будет значительно больше.
Кроме того, дополнительную нагрузку на объектный адаптер (ОА) создает повторный бинарный поиск, так как процесс формирования новой КСВ требует дополнительное время. Кроме того, необходимо произвести кодирование и декодирование всех КСВ, используемых при интеграции.
Обращение к объектному адаптеру (ОА) может осуществляться в следующих случаях: - необходима новая КСВ для реализации вызова каждого последующего ПК в цепочке формирования услуги; - необходима новая компонентная ссылка взаимодействия (КСВ) для повторного вызова ПК в результате отказа при осуществлении вызова.
Снижение нагрузки на ОА возможно путем исключения повторных запросов, производимых по причине сбоя вызова. Необходим дополнительный элемент системы, отвечающий за отказоустойчивость при повторных запросах.
В этих целях вводится новый компонент «Реестр КСВ». Функцией данного компонента является резервное хранение групп компонентных ссылок взаимодействия (КСВ). При формировании услуги связи, после получения КСВ для вызова очередного ПК, данная и резервная ссылки копируются в реестр КСВ. В случае отказа, включенного в таблицу 3.2, при обращении к ПК, системе не нужно снова формировать КСВ, достаточно считать резервную ссылку и выполнить вызов резервного ПК [78].
Исследование подсистемы управления обнаружением распределенных объектов технологии CORBA
Из представленных выражений видно, что при использовании централизованной системы управления (один пункт управления) возможна перегрузка системы сигнализации и, как следствие, лавинообразное возрастание среднего времени ожидания обслуживания и времени обслуживания вызовов, снижение качества обслуживания, отказы РСУ. Для устранения этого необходима разработка метода, позволяющего учесть влияние показателей загрузки системы сигнализации на показатели качества РСУ. Очевидно, что снижение частоты сигнальных сообщений возможно путем минимизации потока вызовов между отдельными ПК, за счет размещения на каждом из процессорных модулей системы управления программных компонент с наибольшими частотами взаимодействия. Это приведет к уменьшению нагрузки на систему сигнализации (протокол INAP), значительно улучшит качество обслуживания вызовов.
Задача оптимальной сегментации ПК РСУ может быть описана поглощающей цепью Маркова с матрицей переходных вероятностей Данные выражения определяет среднее число переходов между ПК. п п п Выражение С = X X LmiPij$ik(\ &jk) гДе % позволяет учесть только те =1/=17=1 блоки, которые входят в k-ът сегмент, определяет среднее число межсегментных переходов при реализации вызова (рисунок 3.19). Минимизация данного выражения позволит обеспечить рациональное размещение ПК на процессорных модулях сети, снижение загрузки сигнальных каналов системе сигнализации и уменьшение среднего времени установления связей между ПК.
Качество данного решения оценим средним числом передач управления при реализации обменных программ системы интеграции. Минимизация числа передач управления между фрагментами ПК, т.е. минимизация системных затрат, сводится к размещению в каждом из фрагментов ПК, имеющих наибольшие частоты взаимодействия. Считаем, что среднее число выполнений /-го ПК равно т Передача управления у-му блоку происходит с вероятностью Ру. Следовательно, среднее число передач управления из блока / в блок j равно произведению где Si - объем памяти, требуемый для выполнения у-го ПК; В -максимально допустимый объем памяти для фрагмента. Среднее число передач управления между і-ш и j-м ПК, равное qtj, можно оценить на основе численных усредненных результатов измерений. Алгоритм минимизации системных затрат интеграции ПК приведен ниже.
1. Существующие в РСУ технологии обмена потоковых данных и репликаций RabbitMQ, ActiveMQ, CORBA избыточны, требуют значительных системных затрат, дополнительных системных протоколов типа AMPQ. Существенным недостатком таких систем является их низкая отказоустойчивость, неспособность в полной мере поддерживать работоспособность системы управления.
2. Возможности подсистемы транспорта сообщений технологии CORBA производить обмен данных на внутрипроцессном уровне позволяют реализовать отказоустойчивые одно- и многопоточные механизмы реализации брокера с минимальными затратами ресурсов и сокращением времени восстановления системы после сбоев.
3. В основу алгоритмов обеспечения отказоустойчивости распределенных приложений положены методы снижения нагрузки на объектный адаптер путем исключения повторных запросов, вызванных сбоями в работе системы, введением нового компонента хранения групп компонентных ссылок взаимодействия.
4. Для оценки предлагаемых алгоритмов обеспечения отказоустойчивости системы разработаны математические модели управления вызовами распределенных приложений, позволяющие определять численные значения параметров системы управления, получать их оптимальные значения.
5. Разработан метод снижения частоты сигнальных сообщений за счет размещения на каждом из процессорных модулей системы программных компонент с наибольшими частотами взаимодействия. Это позволяет существенно снизить нагрузку на систему сигнализации, повысить ее отказоустойчивость.
Как показано в разделе 2, подсистему управления распределенными объектами можно представить конечной вложенной цепью Маркова. Решая полученную систему уравнений, можно провести анализ системы в общем виде. Однако, данная модель не учитывает зависимости показателей качества подсистемы от ее загрузки в момент поступления запросов на обслуживание. При этом подсистема может находиться в одном из состояний: свободна; занята обслуживанием; занята обслуживанием, есть очередь на обслуживание.
Тогда, среднее время обслуживания сообщения типа / находим по формуле (4.10), а среднее время простоя системы находим по формуле (4.12). Используя формулу Литтла можно получить зависимость задержки обработки запросов от интенсивности поступления заявок Л. Учитывая, что для системы GI/G/1 в установившемся режиме интенсивность обслуживания заявок /j = l/S, интенсивность выходящего потока заявок в произвольный момент времени равна //(1-Р0), где Р0 - вероятность простоя системы, а
Исходя из логики работы, данную подсистему можно представить в виде замкнутой двухфазной СМО с переменным режимом работы [50]. Основные действия по управлению вызовами удаленных методов можно представить в виде замкнутой двухфазной СМО с переменным режимом работы. Распределения длительностей обслуживания на первой и второй фазах считаем экспоненциальными с параметрами я\ и цх в режиме 1 и с параметрами Я2 и //2 в режиме 2. Переход из одного режима / в другой происходит через экспоненциально распределенные промежутки времени со средним 1/т7г
