МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТЬЮ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 623.624

Модель системы управления телекоммуникационной сетью военного назначения

Спивак А.И., Львов А.Е.

Аннотация. Рассматриваются функции, возложенные на управление связью в Вооруженных Силах Российской Федерации, преимущество телекоммуникационной сети, в которой реализована автоматизированная централизованная система управления. Описывается алгоритм технологического управления телекоммуникационной сетью военного назначения, на основании которого строиться математическая модель. Для подготовки статьи были использованы подходы, применяемые при разработке автоматизированной централизованной системы управления сетью. Материалы статьи будут интересны широкому кругу читателей, интересующихся данной проблематикой.

Ключевые слова: система управления, телекоммуникационная сеть военного назначения.

Введение

В современных вооруженных силах любой страны связь и сетевые услуги являются ключевыми элементами планирования военных операций, достижения информационного превосходства над противником, формирования единого боевого пространства и проведения решительных операций. Это обуславливает необходимость обеспечивать своевременный и надежный обмен информацией между территориально разнесенными объектами Вооруженных Сил (ВС) Российской Федерации (РФ) в мирное время, мобилизационный период и военное время в условиях ведения противником информационной, разведывательно-диверсионной и радиоэлектронной борьбы.

Отсутствие единой, централизованной автоматизированной системы управления осложняет обеспечение требуемого качества связи и оперативного перестроения ВС при изменении окружающей обстановки.

На управление связью в ВС РФ возложены следующие основные функции:

- передача (прием) сообщений - процесс доставки сообщений, содержащих управляющую информацию до объектов управления и информацию о состоянии объектов управления и выполнении управляющих воздействий от объектов управления;

- регулирование - обеспечение поддержания или необходимого изменения характеристик и параметров, существенных для функционирования объекта управления;

- координация - обеспечение необходимой согласованности действий исполнителей (объектов управления);

- оценка обстановки - процесс изучения и анализа факторов и условий, влияющих на выполнение задачи и достижения цели функционирования телекоммуникационной сети (ТКС) военного назначения;

- выработка и принятие решения - процесс определения наилучшего способа действий по планированию, подготовке и применению войск связи и элементов ТКС;

- планирование - процесс детализации принятого решения, определение конкретных задач по реализации принятого решения, разработки планирующих документов;

- прогнозирование - процесс формирования научно-обоснованного вероятностного суждения о возможных состояниях объекта управления к определенному моменту будущего;

- организация - процесс определения соотношений между структурными элементами ТКС и их взаимодействия;

- мониторинг - процесс сбора данных о состоянии, положении и функционировании объектов управления с возможностью их визуализации;

- учет - фиксация состояния объекта управления;

- контроль - сравнение фактического состояния объекта с заданным;

- анализ - выявление причин отклонений фактического состояния объекта управления от заданного.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что разработка систем централизованного управления связью является довольно сложной наукоемкой задачей.

Основная часть

В данной статье будет рассмотрена модель технологического управления ТКС военного назначения. Система управления телекоммуникационной сетью военного назначения предназначена для управления качеством услуг связи, предоставляемых должностным лицам органов и пунктов управления. Она должна позволять автоматизировано поддерживать на необходимом уровне тактико-технические характеристики телекоммуникационной сети, рационально распределять ее ресурсы и обеспечивать безопасность связи и информации.

Техническая основа системы управления ТКС военного назначения должна обеспечивать:

- управление своевременным и скрытым развертыванием (свертыванием) элементов ТКС военного назначения, ее перестроением и наращиванием в ходе выполнения задач по связи в любых условиях окружающей обстановки;

- устойчивость и непрерывность работы элементов ТКС, необходимый уровень ее пропускной способности;

- осуществление гибкого маневра ресурсом ТКС в соответствии со складывающейся обстановкой;

- своевременное прохождение всех видов информации в системах управления войсками и управление доступом к ресурсам ТКС;

- управление оперативным восстановлением элементов ТКС;

- управление обеспечением безопасности связи.

Для наиболее эффективного выполнения вышеперечисленных задач необходимо разработать иерархическую систему управления ТКС военного назначения с единым центром управления всеми ее элементами. Это позволит обеспечить необходимую оперативность управления ТКС, соответствующую требованиям системы управления войсками, при условии необслуживаемости оборудования связи. Общий вид централизованной иерархической системы управления ТКС военного назначения

Рис. 1. Централизованная иерархическая система управления ТКС

Обязательным условием реализации системы централизованного иерархического управления является наличие предусмотренного на стадии разработки оборудования связи и защиты информации сетей доступа, так называемого агента управления, который обеспечивает возможность управления (рис. 2).

к I S IX Ici О _Û

£ y§

s 8 " S s £

£ =T S I

a d о ci

£ S о s

С S Si i ° S ? ° Eg. £ S-

■U с 0 e Ш >, CI s

Менеджер

• ■Протокол Еоаимодействия-

Управляемый сетевой

Рис. 2. Управление по принципу «Агент-Менеджер»

Принципы управления, положенные в основу центров («менеджер») и агентов управления, должны учитывать требования оперативности управления ТКС военного назначения.

Оперативность управления ТКС определяется временем реакции ТКС военного назначения на различные виды изменений, вносимые в ее состав, конфигурацию или режимы функционирования, вызванные, например, внешними разрушающими воздействиями или переходом с мирного времени на мобилизационный период или военное время. Чем меньше время реакции, тем быстрее происходит адаптация системы связи к новым требованиям боевой обстановки и эффективнее решаются функциональные задачи системы управления войсками.

Характеристики оперативности развертывания, конфигурирования и реконфигурирования системы связи под изменяющиеся требования боевой обстановки во многом определяются, с одной стороны, уровнем автоматизации всей совокупности процессов сетевого управления, а с другой - самими принципами организации управления, закладываемыми при разработке телекоммуникационного оборудования.

Для реализации мониторинга состояния отдельных сетевых элементов и ТКС в целом необходимо обеспечить возможность взаимодействия «агентов» с «менеджером». Агенты должны собирать статистическую информацию, выявлять аварийные ситуации и факты несанкционированных действий (НСД) и передавать их менеджеру. Менеджер в свою очередь должен обобщать всю полученную от всех агентов информацию и доводить ее до администратора сети в удобном для восприятия виде. В зависимости от сложившейся ситуации администратор может принимать решение о необходимости проведения конфигурационных изменений в работе телекоммуникационного оборудования. Конфигурационные изменения применяются агентом сразу после приема от менеджера соответствующего управляющего воздействия.

В связи с вышеописанным алгоритмом взаимодействия агентов с менеджером, весь трафик системы управления можно разделить на следующие группы: периодические и непериодические сообщения.

Периодические сообщения необходимы для уведомления управляющего устройства о состоянии управляемого оборудования.

Непериодические сообщения:

- сообщения, генерируемые агентом управляемого сетевого элемента о выявленных авариях;

- сообщения, генерируемые агентом управляемого сетевого элемента о фактах НСД;

- передача статистической информации, собранной агентом в процессе функционирования, на управляющее устройство;

- трафик, инициализированный управляющими воздействиями со стороны менеджера.

Рассмотрим эти группы управляющего трафика с математической точки зрения. Сообщения о состоянии управляемого сетевого элемента, носят периодический характер, они фиксированного размера и поэтому не представляют трудности для описания:

R« = ^. (!)

где Rye — ширина полосы, занимаемая передачей уведомляющих сообщений, Lyc- длина

уведомляющего сообщения, n — количество уведомляющих сообщений, переданных за время t.

Уведомляющие сообщения о состоянии управляемого сетевого элемента передаются на управляющее устройство, с целью отображения состояния ТКС. в целом. Чем чаще передаются уведомления, тем реальнее отображение состояния телекоммуникационной сети.

Непериодический трафик системы управления: сообщения о выявленных авариях, сообщения о фактах НСД, статистическая информация, трафик управляющих воздействий можно охарактеризовать следующим образом:

— число событий (аварии, НСД, передача статистики, поступление управляющих воздействий) не зависит от выбранного момента времени;

— события независимы между собой и распределены со средней плотностью на выбранном промежутке времени.

Таким образом, можно предположить, что каждый поток событий происходит с интенсивностью %i, а вероятность совершения какого либо события n раз за промежуток времени t равна [1. 2]:

P (n) = iM_e-V. (2)

i w n!

Формат сообщений об авариях и НСД заранее известен, а значит, известен размер передаваемого пакета. Следовательно, можно предположить, что одно сообщение о произошедшей аварии займет полосу R :

*авар.= ^ . (3)

где L — длина пакета в битах.

Для фактов НСД математическая модель схожа с моделью аварий. Математическая модель передачи статистической информации и управляющих воздействий выглядит немного иначе. Размер пакетов данной группы трафика переменной длины, поэтому выражение (3) преобразуется в следующий вид:

n

R = —. (4)

t

где Li — длина пакета в битах, i = 1, n — количество пакетов в единице передачи статистической информации и в управляющем воздействии.

Соответствующая данному моменту времени t занимаемая ширина полосы будет

описываться выражением: R = ^С + _аВар. • RlBap. + _НСД • ^СД + _стат. ' ^тат. + _В ' RyB . где

_сд — число аварий, фактов НСД, передач статистической информации и

управляющих воздействий соответственно.

Обобщив полученные выше результаты, можно оценить среднюю ширину полосы, которую будет занимать под свои нужды система управления ТКС военного назначения (ВН): M[ R] = Ry(2 + %авар. + %НСД + %стат. + %УВ. где %авар. — величина среднего значения ширины полосы канала, занимаемая передачей сообщений о выявленных авариях;

^нсд - величина среднего значения ширины полосы канала, занимаемая передачей сообщений о произошедших фактах НСД; ^стах.- величина среднего значения ширины полосы канала, занимаемая передачей статистической информации; XУВ- величина среднего

значения ширины полосы канала, занимаемая передачей управляющих воздействий.

Зная ширину полосы, занимаемую каждым видом сообщений системы управления, интенсивность данных сообщений, и имея возможность изменять критерии докладов управляемых сетевых элементов о произошедших событиях, предоставляется возможность уменьшения занимаемой автоматизированной системой управления ТКС ВН ширины полосы за счет снижения оперативности и/или детализации состояния ТКС.

Литература

1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Издательство ФМЛ, 1962. - 564 с.

2. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. Изд. 4-е, испр. М.: Издательство ЛКИ, 2007. - 400 с.

References

1. Ventzel E.S. Probability theory. M.: FML Publishing House, 1962. 564 p. (in Russian).

2. Gnedenko B.V., Kovalenko I.N. Introduction to the theory of mass service. Ed. 4th. Moscow. LKI Publishing House, 2007. 400 p. (in Russian).

Статья поступила 24 августа 2021 г.

Информация об авторах

Спивак Андрей Игоревич - Начальник отдела Центра защиты Государственной тайны НЦУО МО РФ. E-mail: intelteh@inteltech.ru. Тел.: +7(812) 313-12-51.

Львов Андрей Евгеньевич - Начальник отдела Спецсвязи ФСО России. Тел.: +7 (812) 313-12-51. E-mail: intelteh@inteltech.ru.

Адрес: 197342, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.

Military Telecommunication Network Management System Model

A.I. Spivak, A.E. L'vov

Annotation. The functions assigned to communication management in the armed forces of the Russian Federation, the advantage of the telecommunication network, in which an automated centralized control system is implemented, are considered. An algorithm for technological control of a military telecommunication network is described, on the basis of which a mathematical model is built. For the preparation of the article, the approaches used in PJSC «Inteltech» were used in the development of an automated centralized network management system. The materials of the article will be interesting to a wide range of readers interested in this issue. Keywords: management system, military telecommunications network.

Information about Authors Andrey Igorevich Spivak - Head of the Department of the Center for the Protection of State Secrets of the NCUO of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Tel.: +7(812)313-12-51. E-mail: intelteh@inteltech.ru.

Andrey Evgen'evich Lvov - Head of the Special Communications Department of the FSO of Russia. Tel.: +7 (812) 313-12-51. E-mail: intelteh@inteltech.ru.

Address: 197342, Russia, St. Petersburg, 8, Kantemirovskaya St.

Для цитирования: Спивак А.И., Львов А.Е. Модель системы управления телекоммуникационной сетью военного назначения // Техника средств связи. 2021. № 3 (155). С. 37-41.

For citation: Spivak A.I., L'vov A.E. Military Telecommunication Network Management System Model. Means of communication equipment. 2021. No 3 (155). Pp. 37-41 (in Russian).