CC BY
12
УДК 004.94
Струк П.В. аспирант
Дальневосточный федеральный университет
Россия, г. Владивосток НОВЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
СЕТЕВЫХ УСТРОЙСТВ И ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМ И СЕТЕЙ
Аннотация: в рамках данной статьи рассматривается становление инфокоммуникационных технологий, их роль в информатизации отдельных предприятий, учреждений и организаций различного функционального назначения. Анализируются аналитический и имитационный методы моделирования, как объективное решение для более гибкого и точного проектирования и построения информационной среды, приводятся характеристики и оценки таких моделей.
Ключевые слова: инфокоммуникационные технологии, современные методы моделирования, аналитические модели, имитационные модели.
Struk P.V.
postgraduate of Far Eastern Federal University
Russia, Vladivostok NEW AND PROSPECTIVE METHODS FOR MODELING OF NETWORK DEVICES AND COMMUNICATIONS SYSTEMS AND
NETWORKS
Abstract: in the scope of the given article we consider origin of communications technologies, their role in informatization of single enterprises, establishments and institutions of different functioning. We use analytical and imitation modeling methods as an objective solution for easier and more accurate design and construction of an informational environment. We provide features and evaluations for such models.
Keywords: communications technologies, modern modeling methods, analytical models, imitation models.
На протяжении многих лет области инфокоммуникационных и информационных технологий развивались почти независимо, заимствуя друг у друга необходимые компоненты. Однако в последние десятилетия происходит их непрерывное сближение и создание на их основе единых инфокоммуникационных технологий.
Соответственно возник и новый термин «инфокоммуникационные сети» - комплекс технических средств, инфокоммуникаций и сооружений, предназначенных для маршрутизации, коммутации, передачи и / или приема знаков, сигналов, письменного текста, изображений и звуков или сообщений любого рода по радио, проводным, оптическим или другим электромагнитным системам между конечным оборудованием.
Одним из самых перспективных направлений информатизации на сегодняшний день является создание инфокоммуникационных сетей масштаба отдельно взятого предприятия, учреждения или организации различного функционального назначения.
Важным элементом создания таких сетей является проектирование коммуникационных систем, содержащие в своем составе сотни единиц различного коммуникационного оборудования.
С совершенствованием сетевой инфраструктуры и с ростом широкой популярности приложений, применяемых в инфокоммуникационной сети, возрастают требования к ее надежности и защите, пропускной способности, ее управляемости, уменьшение стоимости затрат на эксплуатацию.
На современном этапе развития требуется создание и внедрение новых сетевых сервисов и приложений с целью обеспечения инфокоммуникационной сети всеми необходимыми ресурсами, которые ей необходимы для корректной работы:
• передача многоадресного трафика;
• обобщенная передача видео, голосовой, цифровой информации;
• использование правил о качестве предоставляемых услуг;
• контроль за применяемыми ресурсами;
• администрирование пользователями;
• передача многоадресного трафика.
Таким образом, инфокоммуникационные системы и сети предоставляют широкий выбор услуг и механизмов для обеспечения работы необходимых приложений посредством реализации службы каталогов, различных сетевых сервисов (коммутация, виртуальные локальные и частные сети, сети Frame Relay и ATM, защита информации, качество обслуживания, учет использования ресурсов) и постоянно совершенствуются. В связи с этим, процесс проектирования сетевых устройств, инфокоммуникационных систем и сетей соответственно существенно усложняется. Поэтому данная проблема актуальна на сегодняшний день.
В настоящее время наиболее распространенным методом к их проектированию являются экспертные оценки. Специалисты в области инфокоммуникационных систем проектируют компьютерную сеть в соответствии с поставленными ей задачами. Но решение этих специалистов имеет субъективный характер и не всегда является оптимальным. Поэтому в сочетании с данным методом проектирования целесообразно применять средств и методы моделирования компьютерных сетей.
На сегодняшний день широко известны и эффективно применяются два метода моделирования сетевых устройств, инфокоммуникационных систем и сетей: аналитические и имитационные [1-2]. Более перспективными и выгодными с экономической точки зрения считаются вторые -имитационные.
Аналитические модели и методы исследования инфокоммуникационных систем и сетей на протяжении длительного времени пользовались широкой популярностью. Главное преимущество аналитических методов состоит в том, что с их помощью предоставляется возможность с минимальными затратами и в короткие сроки извлечь значения параметров качества в расширенном промежутке изменения исходных значений инфокоммуникационной модели. В то же время аналитические методы моделирования сетевых устройств, систем и сетей имеют ряд значительных недостатков:
В отличие от аналитических методов, методы имитационного моделирования ликвидируют множество ограничений, которые связаны с вероятностью отображения в моделях реального времени функционирования сетевых устройств, общей координации между показателями и параметрами эффективности системы и т.п. Хотя методы имитационного моделирования во многих случаях более трудоемки, менее удобны, чем аналитические, они могут быть близкими к системе, которая моделируется, и также просты в использовании.
Важным преимуществом имитационных методов моделирования сетевых устройств является то, что за счет их совершенствования сетевую модель можно сделать более близкой к моделируемому объекту или даже достичь полного совпадения модели с объектом.
При помощи методов имитационного моделирования создается описание объекта исследования (сетевого устройства) на определенном языке, который имитирует элементарные явления, составляющие функциональное исследование системы, с сохранением их логической структуры [3].
Применение методов имитационного моделирования предоставляет множество преимуществ по сравнению с выполнением натурных экспериментов над реальной инфокоммуникационной системой и использованием других методов. Перечислим самые главные:
- Ценовой аспект. Построение инфокоммуникационной сети требует значительных затрат, имитационное моделирование же включает только стоимость соответствующего программного пакета.
- Временные затраты. В реальности оценка эффективности, например, новой сети или сетевого оборудования займет года, а если учесть скорость развития инфокоммуникационных систем, то сначала нужно предусмотреть возможность изменения и оптимизации. Методы имитационного моделирования позволяют за минимальное количество времени выявить существенные изменения в ходе проведения эксперимента.
- Цикличность. Современная жизнь требует от предприятий и операторов связи быстрой реакции на развитие технологий. При помощи методов имитационного моделирования можно осуществить значительное количество экспериментов со всевозможными параметрами, чтобы выявить наилучший вариант.
- Корректность. Традиционные численные математические методы требуют применения высокой степени абстракции и не учитывают важные детали. Методы имитационного моделирования позволяют описать процессы и структуру системы в простейшем виде, не применяя при этом использование математических зависимостей и громоздких формул.
- Визуализация. Имитационная модель имеет возможности визуализации процесса работы системы во времени, схематического задания ее структуры и выдачи результатов в графическом виде. Это позволяет наглядно представить полученное решение и донести заложенные в него идеи до конечного пользователя.
Применение современных методов обработки и передачи информации, прежде всего, в режиме реального времени, существенно меняет требования к архитектуре инфокоммуникационных систем и сетей. Увеличивается количество и качество узлов такой сети, повышаются требования к предоставляемым услугам, возрастает значимость мониторинга и меняется характер администрирования данных систем и сетей.
Для успешного создания таких сетей на этапе проектирования возникает необходимость их моделирования.
Выбор того или иного средства моделирования инфокоммуникационной сети или системы определяется задачами, которые решаются с помощью моделирования, типом и архитектурой сети, которая моделируется, а также бюджетом, выделенным на проектирование сети.
Использованные источники:
1. Якимов И. М. и др. Сравнение систем структурного и имитационного моделирования по модели м/м/5 //Вестник Казанского технологического университета. - 2017. - Т. 20. - №. 16.
2. Сытник А. А., Гвоздюк И. В. Об одном методе автоматного моделирования сетевых информационных систем //Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2015. - Т. 4. - №. 1 (81).
3. Якимов И. М., Кирпичников А. П., Мокшин В. В. Моделирование сложных систем в имитационной среде AnyLogic //Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17. - №. 13.
