Разработка теоретических основ и реализация методов моделирования и проектирования опорной инфраструктуры современных высокопроизводительных телекоммуникационных систем и сетей использующих новые протоколы передачи данных

Представлен анализ состояния компьютерных телекоммуникаций и состояния сетевой инфраструктуры научных и образовательных сетей, как в России, так и за рубежом. Проведен анализ сложившейся практики взаимодействия телекоммуникационных сетей в России, а также системы международного телекоммуникационного обмена. Исследованы характеристики качества обслуживания в телекоммуникационных системах и сетях передачи данных на уровне их количественных и качественных параметров. Сформирован список спецификаций количественных и качественных сетевых услуг в телекоммуникационных системах и сетях передачи данных нового поколения. Проведен анализ теоретических основ моделирования современных компьютерных сетей основанных на новейших теоретических результатах. Полученные результаты после дальнейшего развития составят основу для разработки теоретических основ и реализации методов моделирования и проектирования опорной инфраструктуры современных высокопроизводительных телекоммуникационных систем и сетей передачи данных нового поколения.

В ходе выполнения работ на этапе предложен метод расчета вероятностно-временных характеристик высокопроизводительных сетей нового поколения с учетом мер, направленных на повышение надежности работы сети. Метод основан на применении моделей GERT для анализа и оптимизации протоколов, алгоритмов и программ с установкой контрольных точек. Также предложен метод оптимизации протоколов, алгоритмов и программ высокопроизводительных телекоммуникационных систем и сетей передачи данных на основе построения моделей GERT из отдельных типовых фрагментов с разделением всего множества ветвей GERT-сети на группы операций таким образом, что общее время прохождения GERT-сети равно сумме времен прохождения частичных графов, составленных из операций, описываемых ветвями каждой группы. Полученные результаты позволяют сократить время расчетов при выполнении операций варьирования значений проектных параметров за счет того, что эти действия выполняются в пределах замкнутой группы операций. При этом на каждой итерации легко вычисляется контролируемый параметр – распределение времени прохождения всей сети.

АННОТАЦИЯ
результатов работ
по этапу №3 («Теоретические и экспериментальные
исследования поставленных перед НИР задач»)
проекта «Разработка теоретических основ и реализация методов моделирования и проектирования опорной инфраструктуры современных высокопроизводительных телекоммуникационных систем и сетей передачи данных нового поколения» ») / ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика»; Руководитель Ю.Л. Ижванов,
ГК № 02.514.11.4041 от 18 мая 2007 года, шифр «2007-4-1.4-15-02-055» – М., 2008. – 108 с. (без приложений), 2 приложения, Библиография: 45 источников. ГРНТИ: 01.2007 085 06

В ходе выполнения этапа НИР разработаны программные блоки имитации, обеспечивающие отражение работы различных устройств применяемых на сети передачи данных и отдельных компонентов этих устройств, разработан графо-аналитический метод нахождения внутреннего параллелизма в алгоритмах и программах маршрутизаторов MPLS для уменьшения вариации задержек пакетов. Применение метода и программ расчета распределений на основе GERT-сетей, позволяет получить весьма точные оценки вероятностно-временных характеристик. В моделях, имеющих существенно большее число операций, времена выполнения которых рассматриваются как случайные величины, расхождение результатов моделирования (средних времен работы программ, вероятностей попадания времен работы программ в заданные интервалы, и т.п., полученные на основе системы GERT) и экспериментальных данных становится больше, чем в рассматриваемом примере, но редко превышает 5 %.
Разработанный комплекс программ предназначен для оценки вероятностно-временных характеристик сетей VPN на базе Ethernet, поиска "узких мест" сетей MPLS, прогноза функционирования сетей при увеличении числа пользователей, выявления потерь кадров в коммутаторах и т.д.
Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р15.011-96.


Руководитель работ,
Первый заместитель директора
ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика»
по научной работе Ю.Л. Ижванов

АННОТАЦИЯ
результатов работ
по этапу №4 («Экспериментальные исследования поставленных перед НИР задач. Обобщение и оценка результатов исследований.»)
проекта «Разработка теоретических основ и реализация методов моделирования и проектирования опорной инфраструктуры современных высокопроизводительных телекоммуникационных систем и сетей передачи данных нового поколения» ») / ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика»; Руководитель Ю.Л. Ижванов,
ГК № 02.514.11.4041 от 18 мая 2007 года, шифр «2007-4-1.4-15-02-055» – М., 2008. – 175 с. 3 приложения, Библиография: 53 источников.
ГРНТИ: 01.2007 085 06

В ходе выполнения этапа НИР проведено моделирование трафика высокопроизводительной телекоммуникационной системы и сети передачи данных. В результате анализа результатов моделирования можно сделать вывод, что предложенные методы оптимизации позволяют найти по возможности лучшие значения параметров протоколов отдельных звеньев высокоскоростных трактов MPLS.
Разработаны комплексные рекомендаций по анализу и повышению эффективности использования телекоммуникационных систем, а также качества обслуживания в сетях передачи данных в целом. Применение результатов данной НИР весьма эффективно для совершенствования алгоритмов моделирования отказоустойчивых систем, в первую очередь, для построения базовых опорных магистралей первичных сетей.
Разработаны рекомендации по повышению быстродействия телекоммуникационных трактов с учетом старения информации в сети, процессов диагностирования сети, тестирования и восстановления. Предлагаемые методы, алгоритмы и программы на основе GERT-сетей и визуальной системы имитации позволяют выполнить качества анализ таких технических решений, и выбрать наилучшие из них для реализации на практике
Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р15.011-96.
Руководитель работ,
Первый заместитель директора
ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика»
по научной работе Ю.Л. Ижванов