Разработка метода повышения непрерывности функционирования сетей передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети

Стремительное развитие инфокоммуникационных систем в последние годы повысили интерес к проблеме эффективного использования сетевых ресурсов информационно-телекоммуникационных сетей и оперативного доступа к ним.

В настоящее время среди организаций, предлагающих сетевые услуги, существует жесткая конкуренция. В этих условиях клиенты становятся особенно требовательным и ожидают высочайшего качества обслуживания, в том числе и непрерывность обслуживания в течение всего оплаченного времени. Нарушение обслуживания не является допустимым, так как это может вызвать существенные потери прибыли в течение времени простоя. Подобные потери прибыли могут привести к негативной рекламе и потери клиентуры.

Очевидно, что в таких условиях возрастает роль служебной информации, необходимой для обеспечения непрерывности функционирования сетей передачи данных (СПД) при многократных изменениях в топологии корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС), ведущих к скачкообразным изменениям интенсивности интегральных потоков данных, состоящих из служебной и пользовательской информации. Заметим, что одной из причин нестабильной работы маршрутизаторов центров коммутации (ЦК) в условиях экстремальных ситуаций является увеличение объемов служебной информации до 80% пропускной способности (ПС) сетевых устройств, т. е. на передачу пользовательской информации остается всего 20% ПС сетевых устройств, что снижает непрерывность функционирования СПД КИВС и оперативность обмена данными. Под непрерывностью функционирования СПД следует понимать способность СПД реагировать на все существенные изменения в топологии сети и обеспечивать непрерывное выполнение ее основных функций. Время непрерывного функционирования СПД КИВС — время, в течение которого характеристики СПД КИВС постоянны и удовлетворяют требованиям пользователя. Таким образом, очевидно, что определяющим фактором, влияющим на длительность интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, является метод повышения непрерывного функционирования СПД КИВС.

Актуальность темы

Как показал опыт создания, эксплуатации и обслуживания СПД КИВС, возникает ряд трудностей, связанных с обработкой, распределением и передачей (маршрутизацией) интегральных потоков данных.

Вследствие многократных изменений в топологии КИВС (полные или частичные отказы узлов и каналов связи, восстановление их работоспособности) и неправильного распределения потоков данных в СПД возможно возникновение перегрузок, а именно, скачкообразного увеличения интенсивности интегрального потока на одном маршрутизаторе и необоснованное уменьшение его на другом. Результатом возникновения перегрузок такого рода является перегрузка процессора (процессоров) маршрутизатора с дальнейшим переполнением его буфера, что приводит, в лучшем случае, к увеличению времени доставки, информации или же, в худшем случаепотере некоторой части информации' и необходимости ее повторной передачи, что ведет к новому увеличению интенсивности интегральных потоков.

При многократных перегрузках возможен сбой или отказ СПД, и возникновение необходимости частичной или полной переустановки и отладки программно-аппаратного комплекса. Следствием описанных процессов является нарушение основного принципа КИВС — непрерывности ее функционирования.

Непрерывность функционирования СПД КИВС достигается:

— проведением специальных организационных мероприятий по вопросам обеспечения непрерывности функционирования СПД КИВС;

— строгой регламентацией процесса обработки информации с применением ЭВМ и действий персонала системы, в том числе в экстремальных ситуациях;

— четким знанием и строгим соблюдением всеми должностными лицами, требований руководящих документов по обеспечению непрерывности функционирования СПД КИВС;

— применением различных способов резервирования аппаратных ресурсов;

— эффективным контролем за соблюдением требований по обеспечению непрерывности функционирования СПД КИВС должностными лицами;

— проведением постоянного анализа эффективности и применяемых методов и средств обеспечения непрерывности функционирования СПД КИВС;

— разработкой и реализацией методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, в частности, за счет рациональной маршрутизации служебной маршрутизации.

Наиболее предпочтительным является решение задачи разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, так как потоки служебной информации легко формализуемы. Также решение данной задачи позволяет существенно облегчить работу сетевых администраторов.

Как показывает опыт эксплуатации современных СПД, данная проблема на сегодняшний день решена лишь частично. Маршрутизация служебной информации рассматривается только в, виде ограничений накладываемых при решении задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС. Трудно переоценить значимость решения задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для СПД, работающих с потоками реального времени и потоками транзакций. Подчеркнем, что повышение непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизацию служебной информации следует рассматривать как комплексную задачу, которая включает в себя следующие основные задачи:

— определение работоспособности соседних ЦК;

— обнаружение отказов каналов связи;

— оповещение ЦК об обнаруженных отказах;

— формирование таблиц маршрутизации и своевременная ее корректировка в соответствии с изменениями в топологии СПД;

— периодическое обновление содержимого таблиц маршрутизации;

— определение наиболее рациональных маршрутов распространения потоков служебной информации;

— распределение ПС маршрутизатора между потоками различной приоритетности;

— минимизация потоков служебной информации, необходимых и достаточных для решения вышеназванных задач при помощи определения рациональных периодов рассылки служебной информации с целью повышения оперативности обмена и увеличения интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Большой вклад в решение вышеназванных задач сделали много ученых. Среди них Бэкман Д., Галлагер Р. Д., Дейкстра Э., Зайченко Ю. П., Клейнрок Л. Кульгин М. Б., Майника Э., Максименков A.B., Саати Т. Л. др.

В настоящее время методы решения задачи маршрутизации служебной информации реализованы в различных протоколах. Эти протоколы содержат существенные отличия друг от друга, однако при этом имеют и ряд схожих операций и алгоритмов.

Рассмотрим основные разновидности методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет маршрутизации служебной информации, реализованных в различных протоколах.

Методы длины вектора (векторно-дистанционные) — простейший и наиболее распространенный тип методов, используемых в протоколах маршрутизации. Эти методы просты и, на первый взгляд, надежны. К сожалению, они работают наилучшим образом в небольших (количество промежуточных маршрутизаторов на одном маршруте не более 16) СПД при (желательно полном) отсутствии скачкообразных изменений интенсивности интегральных потоков. Крупные СПД не могут обойтись без периодического обмена сообщениями для описания сети, однако большинство из них избыточны. По этой причине сложные СПД испытывают трудности при выходе линий связи из строя, что сильно снижает непрерывность функционирования СПД. Эвристически данная проблема решаема, но ни одно из таких решений не является детерминистским.

Вторую категорию методов протоколов маршрутизации служебной информации составляют протоколы состояния канала: OSPF, IS-IS и NLSP, недостатком которых является их сложность в реализации и необходимость значительного объема памяти маршрутизаторов для хранения объявлений о состоянии каналов. К достоинствам можно отнести обеспечение высокой непрерывности функционирования СПД, высокую отказоустойчивость, возможность применения в больших СПД, высокую степень автоматизации процесса администрирования СПД. Самым распространенным, методом данной категории является метод маршрутизации, реализованный в протоколе OSPF.

Из приведенного многообразия подходов к решению задачи повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, видно, что эта задача является актуальной и сегодня для создания больших СПД КИВС, предназначенных для эксплуатации в условиях экстремальных ситуаций, т. е. в условиях многократных отказов и сбоев, скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков данных.

Таким образом, актуальной научной задачей исследований является разработка метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Возможность совершенствования методов повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации определяется тем, что в настоящее время в существующих и перспективных СПД КИВС только начинают внедряться маршрутизаторы и, кроме того, протоколы, которые применяются в них, допускают внесение изменений в свое программное обеспечение В соответствии с пожеланиями пользователя. Необходимо также сказать, что в связи с небольшими размерами первоначальных КИВС, в СПД используются методы повышения непрерывности функционирования СПД КИВС, на базе методов вектора расстояния. Поэтому, учитывая тенденцию к объединению малых (локальных) СПД в более крупные сети (глобализацию), для разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет маршрутизации служебной информации рационально использовать методы состояния каналов связи [57].

Цель и задачи исследований. Увеличение длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС в условиях скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков и многократных отказов и сбоев сетевых устройств за счет рациональной маршрутизации служебной информации.

Научная задача исследований. Разработка метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие частные научные задачи:

1. провести оценку средней задержки пакета данных в СПД КИВС для различных методов маршрутизации;

2. провести оценку параметров, влияющих на процесс возникновения перегрузок в СПД КИВС;

3. разработать метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации с целью увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС;

4. провести исследования имитационной модели сегмента КИВС с оценкой длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС при использовании вышеназванных предложений.

Объект исследований. Процесс функционирования СПД КИВС.

Предмет исследований. Маршрутизация служебной информации СПД КИВС.

Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. В 1, 2 и 3 главах проводились теоретические исследования, базирующиеся на методах теории вероятности, теории массового обслуживания, теории информации и исследования операций. В.

4 разделе проводились экспериментальные исследования с использованием методов математической статистики.

Научная новизна полученных результатов.

1. Получил дальнейшее развитие метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, применение которого возможно в маршрутизаторах ЦК СПД КИВС, который отличается от известного метода протокола ОБРР учетом статистических данных о возникновении отказов и позволяет минимизировать объем служебной информации, циркулирующей в СПД, тем самым, увеличивая длительность интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС [18,19,22].

2. Впервые получены аналитические выражения для расчета рациональной частоты распространения служебной информации путем определения среднего интервала между возникновением отказов сетевых устройств при эксплуатации СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, [19].

3. Усовершенствованы аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных, которые отличаются от известных учетом приоритетности пакетов данных, которая несет информацию о содержании пакета (видео-, аудиоинформация, транзакции, файлы и т. д.), что позволяет рационально распределить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД в целом. Полученные аналитические выражения позволяют учитывать особенности определения средней задержки для различных вариантов распределения пропускной способности маршрутизатора [97].

4. Получила дальнейшее развитие математическая модель маршрутизатора на базе основных моделей теории массового обслуживания необходимая для определения параметров функционирования ЦЕСмП, которая отличается от известных учетом приоритетности циркулирующих в СПД данных, что позволяет повысить точность определения расчетных характеристик проектируемых и эксплуатируемых СПД [20,21].

Обоснованность и достоверность полученных научных выводов и результатов. Полученные выводы и результаты диссертационной работы базируются на теории систем и управления, теории информации, теории систем массового обслуживания, построения телекоммуникационных сетей и сетей связи, а также не противоречат общеизвестным положением этих теорий и сущности реальных процессов, исследуемых в ходе работы. Последнее утверждение обосновано использованием в работе методов и протоколов маршрутизации, которые прошли сертификацию международными организациями ITU-T, ISO, IEEE, IETF и уже многие годы достаточно эффективно используются во многих СПД, например Defense Data Network (DDN), Internet. Достоверность новых научных результатов, выводов и предложений подтверждается обоснованным выбором, в соответствии с типовыми структурами СПД и опытом эксплуатации КИВС, основных допущений и ограничений, принятых при имитационном моделировании, совпадением результатов полученных в ходе имитационного моделирования с результатами теоретических исследований.

Научная ценность полученных соискателем результатов заключается в том, что являются дальнейшим развитием основ теории и практики построения, функционирования и использования СПД КИВС, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях.

Практическое значение полученных результатов.

1. Использован метод повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации, что позволило минимизировать объем служебной информации, циркулирующей в СПД, путем учета статистических данных о возникновении отказов при определении рациональных периодов распространения служебных сообщений, и увеличить длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, при этом основные характеристики СПД не ухудшаются (акт внедрения.

2. Разработанная математическая модель маршрутизатора использована для рационального выбора состава и структуры ЦК СПД КИВС, а также для оценки расчетных значений характеристик качества обслуживания определенных моделей и типов маршрутизаторов на этапе синтеза новых КИВС.

3. Полученные аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных использованы для учета особенности функционирования маршрутизаторов в составе ЦК СПД КИВС и более точного прогноза поведение элементов СПД в экстремальных условиях (в условиях многократных каскадных отказов элементов СПД и скачкообразного изменения интенсивности интегральных потоков).

Практическая ценность заключается в том, что результаты проведенных исследований имеют широкий спектр применения и могут быть использованы не только при создании и совершенствовании КИВС, но и в любых информационно-вычислительных сетях, которые эксплуатируются в экстремальных условиях.

Личный вклад соискателя. Автор самостоятельно выполнил основные теоретические исследования. В научных работах, которые опубликованы в соавторстве, автору принадлежат следующие научные результаты: •.

— определение путей повышения оперативности обмена данными [16,17,51];

— проведен сравнительный анализ характеристик существующих методов маршрутизации, определяющих непосредственно процесс маршрутизации [50];

— обоснование подхода к исследованию протоколов маршрутизации [49,50];

— исследование протоколов OSPF и RIP [50];

— описана математическая модель многопроцессорного мрашрутизатора [18,19, 20,21,22];

— проведен расчет рациональной частоты распространения служебных сообщений [18,19,22];

— сформулирована общая научная задача работы [52];

— описана структура предлагаемого метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС [49,28];

— определение и обоснование выбора метода обработки статистических данных о возникновении отказов сетевых устройств [97].

Апробация результатов диссертационных исследований. Основные положения диссертационной работы были изложены и обсуждены: на 2-й международной конференции «Моделирование устойчивого Регионального развития» (г. Нальчик 14−18мая 2007 г.) — III международной научно-практической конференция «Информационные системы, технологии и модели управления производством» (г. Ставрополь) — Международной научно-практической конференции «Телеком -2007» (г. Ростов-на-Дону 4−5-октября 2007 г.) — III международной научно-технической конференции «Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании (Инфоком-3)» (г. Кисловодск 1−5 мая 2008 г.).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, среди которых 2 статьи в научно-техническом и информационно-аналитическом журнале, который включен в перечень изданий, утвержденных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, основной части, содержащей четыре раздела, выводов, списка литературы. Полный объем работы 185 страниц, из них 25 таблиц и иллюстрациибиблиографический список включает 132 наименований. В приложении приведены 20 таблиц.

выводы.

Диссертация посвящена теоретическим и экспериментальным вопросам совершенствования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети и тесно связана с работами, направленными на усовершенствование теории анализа, синтеза, создания сетей передачи данных и методов повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет маршрутизации служебной информации.

В работе приведено теоретическое обобщение и практическое решение актуальной научной задачи: разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного' функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети в условиях экстремальных ситуаций, т. е. в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных отказов и сбоев ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

На основе анализа литературных источников показано, что интервал времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети зависит от применяемого в данной сети метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации. При этом доказано, что существующие в настоящее время методы маршрутизации не могут гарантировать устойчивую работу маршрутизаторов в условиях экстремальных ситуаций, т. е. в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных каскадных отказов ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети. Поэтому задача увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети является актуальной и требует своего решения.

В диссертационной работе решена задача разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети:

1. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к СПД, и факторы, влияющие на функционирование СПД. Определено, что СПД играют важную роль в процессе функционирования КИВС и занимают существенное место в организации и планировании использования системы, обеспечивая непрерывность управления в ходе применения по назначению. Приведен пример современной КИВС и рассмотрены ее основные характеристики с точки зрения маршрутизации интегральных потоков для обеспечения непрерывности функционирования СПД. Основные характеристики сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети: пропускная способность сетевых устройств и сети в целом, задержка передачи пакета данных, время сходимости и др., зависят от метода маршрутизации, применяемого в данной СПД. Анализ характеристик методов маршрутизации интегральных потоков показал, что интервал времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети зависит от того, насколько эффективно реализована в этих методах маршрутизация служебной информации. Наиболее перспективными методами маршрутизации с точки зрения распространения служебной информации являются методы состояний связи. Определено, что на сегодняшний день задача повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизация служебной информации в СПД КИВС до конца не решена. Применяемые методы маршрутизации служебной информации не могут обеспечивать требуемую непрерывность функционирования в больших (более 16 промежуточных узлов на маршруте) СПД, что связанно как со спецификой программно-математического аппарата, так и с увеличением объемов служебной информации в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации и многократных каскадных отказов ЦК сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети (до 70−80% ПС сетевых устройств). Обоснована необходимость проведения исследований с целью разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации, позволяющего минимизировать объемы служебной информации путем управления частотой распространения служебных сообщений, для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

2. Впервые получены аналитические выражения для расчета средней задержки пакета данных в СПД, которые отличаются от известных учетом приоритетности пакетов данных, которая несет информацию о содержании пакета (видео-, аудиоинформация, транзакции, файлы и т. д.), что позволяет рационально распределить ресурсы отдельных маршрутизаторов и СПД в целом. В ходе разработки аналитических выражений для расчета средней задержки пакета данных в СПД определено, что возникновению перегрузок (блокировок) маршрутизаторов с последующей потерей части пакетов данных предшествует переполнение буфера и резкое увеличение задержек пакетовувеличение задержки пакетов зависит от коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категории приоритетностибуфер маршрутизатора заполняется, прежде всего, низкоприоритетными пакетамислужебные потоки являются наиболее низко приоритетными. Поэтому заполнение буфера, прежде всего, зависит от интенсивности служебных потоков, ПС процессора маршрутизатора и коэффициента распределения ПС процессора маршрутизатора между пакетами данных различных категории приоритетностизагруженность маршрутизатора зависит от числа, проходящих через него маршрутов и интенсивности потоков, циркулирующих по ним.

3, Проведена оценка влияния отдельных параметров на процесс возникновения перегрузок в сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети. Определено, что основными параметрами, влияющими на изменение длительности интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети, являются: интенсивность потоков данных, передаваемых по маршрутамдлина маршрутов передачи данных, определяемая числом каналов ПД и числом маршрутизаторов, входящих в маршрутвремя обработки пакета данных процессорами маршрутизатораобъем буферной памяти маршрутизатораобъем пакета данных, передаваемого по маршрутучастота распространения пакетов служебной информациидлина пакета служебной информации. За счет регулирования частоты распространения пакетов служебной информации можно уменьшить объем служебной информации, передаваемый по СПД, тем самым, увеличивая длительность интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети.

4. Сформулирована постановка задачи разработки метода повышения непрерывности функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети за счет рациональной маршрутизации служебной информации как необходимое требования для увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД.

КИВС, т. е. задача разработки метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации для минимизации объема служебной информации, распространяемой в сети передачи данных, с целью увеличения длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС, может быть сформулирована как задача расчета рациональной частоты распространения служебных сообщений.

5. Усовершенствована математическая модель маршрутизатора на базе основных моделей теории массового обслуживания, которая необходима для определения параметров функционирования ЦК, проектируемых и эксплуатируемых в СПД, что отличается от известных описанием процесса функционирования многопроцессорного маршрутизатора, а также учитывает категории приоритетность циркулирующих в СПД данных, и свойства интегральных потоков, что позволяет определять какими именно потоками вызваны отказы маршрутизатора.

6. Получены аналитические выражения для расчета интервалов максимальной загрузки процессоров маршрутизатора, который позволяет детальнее исследовать процесс передачи пакетов данных через СПД КИВС, а также прогнозировать возможные сбои и отказы маршрутизаторов.

7. Впервые получены аналитические выражения для расчета рациональной частоты распространения служебной информации, на основании статистических данных о возникновении отказов сетевых устройств, которые позволяют уменьшить объемы служебной информации, циркулирующей в СПД, на 18% по сравнению с аналитические выражениями для расчета рациональной частоты распространения служебной информации, применяемыми в протоколе ОБРР, что позволяет увеличить длительность интервала времени непрерывного функционирования сети передачи данных корпоративной информационно-вычислительной сети на 10 — 15%.

8. Разработана математическая модель предложенного метода повышения непрерывности функционирования СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации. Разработаны аналитические выражения для определения среднего интервала времени между возникновением отказов элементов СПД на основе накапливаемых статистических данных о возникновении отказов элементов СПД. Разработаны аналитические выражения, регламентирующие частоту распространения обновляющих сообщений о состоянии каналов связи и сообщений о возникновении отказов элементов сети. Для расчета частоты распространения сообщений HELLO при известном среднем интервале времени между возникновением отказов использовались стандартные системы массового обслуживания: М/*/* и GHOpM/:!V*, с помощью которых обоснована возможность определения рационального периода распространения сообщений HELLO.

9. Разработана имитационная модель сегмента СПД КИВС, в которой-используются маршрутизаторы типа X-Pedition Security Router 1850 (XSR— 1850). На базе накопленных статистических данных об изменении интенсивности потоков пользовательской информации и интенсивности отказов элементов сети в ходе натурного моделирования был имитирован процесс функционирования сегмента СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, то есть в условиях скачкообразного изменения интенсивности потоков пользовательской информации (в 1,1 — 1,35 раза от интенсивности потока пользовательской информации при функционировании СПД в ходе повседневной деятельности) и многократных отказов и сбоев ЦК СПД КИВС (47 — 48 отказов элементов СПД в сутки).

10. С помощью имитационного моделирования процесса функционирования сегмента СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, было доказано преимущество разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации по сравнению с методом маршрутизации, реализованным в протоколе OSPF. Эффективность разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации в сравнении с методом маршрутизации, который реализован в протоколе 08РР, характеризуется увеличением длительности интервала времени непрерывного функционирования СПД КИВС на 15%. Необходимо отметить, что в ходе имитационного моделирования при применении метода маршрутизации, реализованного в протоколе ОБРР, при условиях описанных в разделе 4 максимальный интервал времени непрерывного функционирования СПД КИВС составил 41 час, в течение одного часа наблюдались периодические отказы маршрутизатора и было потеряно 2256 пакетов данных, в тоже время при использовании разработанного МПНФ СПД КИВС за счет рациональной маршрутизации служебной информации при тех же условиях интервал времени непрерывного функционирования СПД КИВС составил 48 час и потерь пакетов данных не было.

И. В ходе проведенных в диссертационной работе исследований выявлен и обоснован характер и последствия возникновения перегрузок маршрутизаторов как основного элемента ЦК при использовании СПД КИВС в условиях экстремальных ситуаций, а именно обоснован периодический характер возникновения перегрузок буфера маршрутизатора, зависящий от частоты распространения служебной информации, и, как следствие потеря на небольшом интервале времени значительного количества приходящих пакетов, что для СПД КИВС имеет критическое значение.

12. Достоверность новых научных результатов подтверждена обоснованным выбором, в соответствии с типовыми структурами СПД и опытом эксплуатации КИВС, основных допущений и ограничений, принятых при имитационном моделировании, совпадением результатов полученных в ходе имитационного моделирования с результатами имитационного моделирования.