CC BY
15
УДК 004.042; 004.738.5
МОДЕЛЬ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА ПОТОКОВ ДАННЫХ ЛОКАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ МЕЖДОМЕННОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ
К. А. Стуликова
THE MODEL OF THE ADAPTIVE SYSTEM FOR DATA FLOW ANALYSIS IN LOCAL AREA OF INTER-DOMAIN ROUTING
K. A. Stulikova
Аннотация. Представлена модель адаптивной системы анализа потоков данных локальной области междоменной маршрутизации. Для описания этой модели были разработаны IDEF0 и DFD диаграммы.
Ключевые слова: функциональная модель, система анализа, поток данных, междоменная маршрутизация.
Abstract. The model of the adaptive system for data flow analysis in local area of inter-domain routing is presented in the paper. IDEF0 and DFD diagrams were being developed to describe this model.
Key words: functional model, analysis system, data flow, inter-domain routing.
Глобальная инфокоммуникационная система (ИКС), известная как Интернет, коренным образом изменила мир за последние двадцать лет с помощью новых методов общения и взаимодействия, которые прежде не существовали в истории человечества. Шаг за шагом эта технология продолжает предопределять не только текущую социально-экономическую ситуацию, но и будущее цивилизации [1]. Увеличение темпов развития информационных технологий, расширение сферы применения и повышение мобильности ИКС приводят к тому, что все более высокие требования предъявляются к качеству обслуживания сети, что в свою очередь усложняет принципы сетевого администрирования и процессы регулирования информационных потоков в ИКС. Повышение эффективности функционирования ИКС возможно посредством дальнейшего развития теоретических основ и реализации методов автоматизации, оптимизации и интеллектуализации систем сетевого управления информационными потоками [2].
Поскольку ИКС является сложной системой с множеством неоднородных по составу и по характеру отношений между ними участников, системой территориально разнесенной и административно разрозненной, то достижение состояния глобального оптимума, которое бы устраивало всех участников сети, в такой системе практически невозможно. Исходя из этого, при принятии управляющих сетевых решений прежде всего следует руководствоваться состоянием отдельных сегментов ИКС [3] и возможностями локального изменения текущей ситуации.
Потребность в получении высокоэффективных решений задач сетевого управления и планирования для локальных областей ИКС можно удовлетворить путем построения системы анализа потоков данных (САПД), адаптивно
реагирующей на изменения инфраструктуры сети и политик маршрутизации участников сетевого взаимодействия. Глобальная ИКС является сложной структурой, состоящей из совокупности объектов и взаимосвязей между ними, определяемых закрепленными в наборе правил бизнес-соглашениями и политиками. Использование САПД позволит отследить закономерности функционирования ИКС, автоматизировать процессы работы с поступающей информацией, получить из потоков данных необходимую информацию, визуализировать результаты анализа в виде отчетов.
Чтобы получить САПД, адекватную предметной области, требуется модель, отражающая все аспекты функционирования, позволяющая детализировать структуру разрабатываемой системы до уровня функциональных задач, процессов и циркулирующих в системе потоков данных. Построение модели осуществляется на основе концептуальной модели представления знаний о данной предметной области [2, 4].
На начальном этапе формирования модели строится контекстная диаграмма, представляющая собой общее описание главной функции системы и ее взаимодействия с внешней средой. На рис. 1 приведена контекстная диаграмма (А-0) САПД, описывающая функцию верхнего уровня, ее входы, выходы, управление и механизмы в соответствии с нотацией ГОББО [5].
ресурсы
Рис. 1. Контекстная диаграмма А-0 САПД
На вход системы подается поток пакетов, поступающих на порт пограничного маршрутизатора автономной системы (АС). Управляющей информацией для функционирования системы служат политики маршрутизации, сформированные сетевым оператором; таблица маршрутизации пограничного маршрутизатора; техническая информация о структуре пакетов и информация о структуре ИКС, извлеченная из внешних по отношению к текущей АС источников данных. Механизмом, поддерживающим функционирование САПД, являются вычислительные ресурсы ЭВМ, на которой установлена система. Выходными данными служат статистические данные, собранные в системе; графическое представление этих данных в виде графиков и графа области маршрутизации; рекомендации, сформированные системой на основе полученной информации; упрощенная таблица маршрутизации.
На рис. 2 показана диаграмма уровня А0, полученная при декомпозиции диаграммы А-0. Она отображает функциональную модель САПД в виде трех функциональных блоков и связей между ними. Диаграмма АО является детализированным уточнением контекстной диаграммы.
Рис. 2. Диаграмма АО САПД
На рис. 3-5 представлен результат декомпозиции функциональных блоков диаграммы АО до уровня моделей процессов. Каждая модель описывает протекающие в системе процессы и потоки данных соответствующего функционального блока АО.
Модели процессов оформлены по БРБ-нотации [6], в соответствии с которой модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных, описывающая преобразование информации от ее ввода в систему до выдачи конечному пользователю.
Рис. 3. Диаграмма А1 «Обработка пакетов»
Внешними объектами по отношению к САПД на диаграммах А1-А3 (рис. 3-5) являются пограничный маршрутизатор, сетевой оператор, эксперты. Пограничный маршрутизатор - основной источник информации для системы анализа потоков данных, так как с портов маршрутизатора в систему поступает поток пакетов. Сетевой оператор - лицо, администрирующее АС,
для поддержки принятия управляющих решений которого создается данная система, поэтому вся информация, полученная с помощью САПД, поступает в его распоряжение. Эксперты создают онтологическую модель области маршрутизации [7], на основе которой формируется графовое представление области маршрутизации.
Рис. 4. Диаграмма А2 «Обработка статистических данных»
САПД использует несколько файловых хранилищ для хранения важной технической информации и фиксации промежуточных результатов работы системы - файлы, содержащие информацию о структуре пакетов; файлы статистики; файлы, содержащие графовое представление области маршрутизации; файлы графиков.
Рис. 5. Диаграмма А3 «Анализ данных» Повышения эффективности управляющих решений при регулировании потоков данных в ИКС можно добиться путем детального анализа поступающих на порты маршрутизатора АС пакетов и доступной информации из
внешних источников. Подобный анализ целесообразно проводить с помощью автоматизированного программного средства - САПД, которое адаптивно реагирует на изменения в сети, позволяет аккумулировать сетевую информацию для участка сети, на основе ее анализа выдавать сетевому оператору рекомендации по принятию управленческих решений. В статье приведены причины необходимости создания САПД; представлена структурная модель системы для локальных областей ИКС на уровне функциональных блоков, процессов и потоков данных; описаны входные, выходные данные системы, внешние объекты, хранилища данных для этой модели.
Список литературы
1. Стуликова, К. А. Адаптивные свойства функционирования Интернет / К. А. Сту-ликова // Приволжский научный вестник. - 2014. - № 3 (31). - С. 29-30.
2. Стуликова, К. А. Концептуальная модель представления знаний о маршрутизации в глобальных компьютерных сетях / К. А. Стуликова, Д. Ю. Полукаров // Проблемы управления и моделирования в сложных системах : тр. XIV Междунар. конф. - Самара, 2012. - С. 268-277.
3. Стуликова, К. А. Размерность кластера в компонентно-кластерном разделении области маршрутизации / К. А. Стуликова, Д. Ю. Полукаров // XX Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2013. - С. 239-240.
4. Стуликова, К. А. Построение концептуальной модели представления знаний ин-фокоммуникационных систем / К. А. Стуликова, Д. Ю. Полукаров // XIX Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. - Самара, 2012. - С. 229.
5. РД ГОЕР0 - 2000. Методология функционального моделирования ГОЕР0. - М. : Изд-во стандартов, 2000. - 75 с.
6. Стандарт БРБ. - иКЬ: Шр:/МШ.ту1от.ги/1Мех.рЬр/Стандарт_ВРБ.
7. Стуликова К. А. Правила формирования онтологии области маршрутизации для системы анализа потоков данных междоменной маршрутизации / К. А. Стуликова, Д. Ю. Полукаров // Проблемы управления и моделирования в сложных системах : тр. XIV Междунар. конф. - Самара, 2013. - С. 429-432.
Стуликова Кристина Александровна аспирант,
Поволжский государственный универс телекоммуникаций и информатики (г. Самара)
E-mail: kr.stulikova@gmail.com
Stulikova Kristina Alexandrovna postgraduate student, Povolzhskiy State University of telecommunication and informatics (Samara)
УДК 004.042; 004.738.5 Стуликова, К. А.
Модель адаптивной системы анализа потоков данных локальной области междоменной маршрутизации / К. А. Стуликова // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2014. - № 3 (11). - С. 146-150.
