CC BY
27TECHNICAL SCIENCES
ОЦ1НКА ПОКАЗНИК1В НАД1ЙНОСТ1 ШФОРМАЦШНИХ СИСТЕМ ПРИ ОБМЕЖЕН1Й
АПР1ОРН1Й IНФОРМАЦIÏ
Виштвський В.В.
Державний унгверситет телекомуткацш, завгдувач кафедри комп 'ютерних наук,
д.т.н., професор, м. Кшв, Украша Каргаполов Ю.В.
Державний унгверситет телекомуткацш, старший викладач кафедри комп 'ютерних наук,
м. Кшв, Украша Березовська Ю.В.
Державний унгверситет телекомуткацш, аспгрант, м. Кшв, Украша
Березiвський М.Ю.
Державний унгверситет телекомунгкацш, аспгрант, м. Кшв, Украша
Космтський Р.В.
Державний унгверситет телекомунгкацш, аспгрант, м. Кшв, Украша
EVALUATION OF INFORMATION SYSTEMS RELIABILITY INDICATORS WITH LIMITED A
PRIORI INFORMATION
Vyshnivskyi V.
State University of Telecommunications, Head of Department of Computer Science,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Kyiv, Ukraine
Kargapolov Yu.
State University of Telecommunications, Senior Lecturer of Department of Computer Science,
Kyiv, Ukraine Berezovska Yu.
State University of Telecommunications, postgraduate student, Kyiv, Ukraine
Berezivskyi M.
State University of Telecommunications, postgraduate student, Kyiv, Ukraine
Kosminskyi R.
State University of Telecommunications, postgraduate student, Kyiv, Ukraine
АНОТАЦ1Я
У статп розглядаються шформацшш системи, як працюють в умовах неповноти або нечгткосп вихвдно1 шформаци про визначальш випадковi величини. Для забезпечення функцюнально1' стшкосл необхщно впровадити мехашзми, яш дозволять об'ективно визначити показники якосп функцюнування таких систем.
Для виршення поставленого наукового завдання забезпечення функцюнально1' стшкосп шформацш-них систем використано програмно-конф^роваш мереж!
Головна щея SDN полягае у ввдокремленш функцш передачi трафiку ввд функцiй управлшня, що сут-тево пвдвищуе рiвень безпеки функцiонування iнформацiйних систем та дозволяе ввести в процес передачi пакепв поняття резерву часу. Для системи передачi даних отриманi сукупносп розрахункових стввщно-шень для визначення гарантованих (найбiльших i найменших) значень основних показнишв функционально!' стшкосп при наявностi обмежено1 апрiорноï шформаци про розподши випадкових величин, яш пред-ставленi початковими моментами.
Знайдеш гарантованi оцiнки верхньоï границi iмовiрностi ввдмови та нижнi границi iмовiрностi безвiдмовного функцiонування i коефiцiента готовносп каналу передачi даних. Врахування резерву часу для системи передачi даних дае можливють об'ективно оцiнити показники функцiональноï стiйкостi каналу передачi iнформацiï мереж1.
Данi результати можна використовувати на стадп проектування шформацшних систем при прогно-зуваннi 1'хньо1' поведiнки. Вони виступають в якосп обгрунтування передбачуваних показник1в якостi функцюнування для систем, яш ще не юнують в реальному виконаннi.
ABSTRACT
The article considers information systems that operate in conditions of incompleteness or fuzziness of initial information about determining random variables. It is necessary to introduce mechanisms that will allow us to objectively deduce the quality indicators of such systems performance to ensure functional stability.
In order to solve the posed scientific problem of ensuring functional stability of information systems, software-defined networks were used.
The main idea of SDN is to separate traffic transfer functions from management functions, what significantly increases the level of security of information systems performance and allows introducing the concept of a time reserve into the packet transmission process. For the data transmission system it is received sets of calculated ratios to determine the guaranteed (highest and lowest) values of the main indicators of functional stability in the presence of limited a priori information about the distributions of random variables which are represented by the initial moments.
Guaranteed estimates of the upper limit of the probability of failure and the lower limits of the probability of faultless operation and the availability factor of the data channel are obtained. Taking into account the time reserve accessible for the data transmission system makes it possible to objectively assess the indicators of the functional stability of the network information transmission channel.
These results can be used at the stage of designing information systems at behavior forecasting. They serve as grounding for the expected performance indicators for the systems that have been so for implemented.
Ключовi слова: шформацшна система, функцюнальна стшшсть, програмно-конфпуроваш мережу мережа, передача даних, обмежена апрюрна шформащя, безпека функцюнування.
Keywords: information system, functional stability, software-defined networking, network, data transfer, limited a priori information, security performance.
Вступ. Функцюнування великих шформацш-них систем (1С), призначених для автоматизаци управлшня, знаходиться в постшнш взаемодп iз зовшшшми впливами. При цьому, великий клас тагах' взаемодп представлений рiзними конфлжгами, як суттево впливають на устшне виконання за-гальносистемно! мети. Так шформацшш кон-флжти стають причиною руйнування шформацш-них ресурав, порушення штатних шформацшних процеав, i як наслiдок зриву виконання системних та прикладних функцш. Все це обумовлюе на-явшсть в 1С механiзмiв, якi мають забезпечувати нову якiсть - здатшсть збереження i/або вщнов-лення даних функцш (!хню стiйкiсть) в умовах рiзного роду несприятливих впливiв, а саме функцiональноi стiйкостi. Функцiональна стшшсть (ФС) шформацшних систем являе собою ште-гральну властивiсть, що включае надiйнiсть, жи-вучiсть i безпеку. Вiдповiдно, оцiнка показникiв ФС, необхщна для порiвняння рiзних варiантiв про-ектування, е складним науково-практичним завдан-ням. Ще складнiше провести пошук найкращого варiанту, який досягае оптимальних показникiв ФС з певними обмеженнями [11, 15].
Однак, сучаснi 1С потребують впровадження засобiв управлiння з використанням протоколiв, якi не залежать ввд послуг i, у свою чергу, надаються рiзними операторами та/або провайдерами всiею мережею, незалежно ввд типiв технiчних систем, що у нш використовуються.
Створення систем, апрюрно орiентованих для роботи в умовах неповно! або нечiткоi вихiдноi ш-формацii, невизначеностi зовнiшнiх коливань та ро-бочого середовища, вимагае використання шно-вацiйних пiдходiв до управлшня з використанням нових методiв i технологiй. Очевидно, що за наяв-ностi рiзних видiв невизначеностi високий рiвень автономностi, адаптивностi та надшносп 1С повинен забезпечуватися шляхом збшьшення iхнiх мож-ливостей, заснованих на обробцi спецiальноi шфор-маци. Одним з головних критерiiв вибору повинна бути необхщна якiсть функцюнування системи управлшня в умовах невизначеносп iз випадковим характером зовнiшнiх коливань, яш включають непередбаченi змiни у власних експлуатацшних по-казниках, параметрах середовища, цшях тощо.
Ефективнiсть функцюнування 1С значною мiрою визначаеться часовими затримками при пе-редачi даних мiж користувачами мережi. Мiнiмiзацiя затримки в 1С з однорвдним трафшом забезпечуеться на етапi проектування з використанням математичних моделей масового обслуго-вування з однорiдним потоком заявок [1].
У даний час набувають поширення мульти-сервiснi мереж^ характерною рисою яких е неодно-рiднiсть трафiку [2, 3]. Неоднорщшсть трафiку по-лягае у передачi iнформацiйною мережею пакетiв декiлькох титв (вiдео- i аудiопакетiв, повних па-кетiв, текстових пакетiв тощо), на яш поширю-ються рiзнi вимоги [4]. Ц вимоги будуть сформу-льованi у виглядi обмежень щодо термiну доставки пакетiв рiзного типу. При цьому, обмеження мо-жуть бути двох типiв: iмовiрнiснi у виглядi допустимо! вiрогiдностi перевищення встановлених обмежень часу затримки пакепв в iнформацiйнiй ме-режi та середнi у виглядi обмеження на середнш час затримки. Зазначений л!мгг може бути врахований завдяки застосуванню спецiальних методiв управлшня трафiком. Розв'язання цiеi задачi вимагае використання моделей з неоднорщним потоком заявок, що дозволяють аналiзувати властивостi прiоритетних систем передачi даних та сформулю-вати рекомендацп для проектування прiоритетних мереж.
Тому, для забезпечення функцiональноi стш-костi 1С пропонуеться використовувати програмно-конфiгурованi мережi (SDN). Головна iдея SDN по-лягае у вiдокремленнi функцiй передачi трафiку вiд функцiй управлiння (включаючи контроль як самого трафшу, так i пристро!в, що здшснюють його передачу) [5-8]. При цьому суттево пвдвищуеться рiвень безпеки функцюнування 1С.
Використання програмно-конф^рованих мереж (SDN) дозволяе ввести в процес передачi па-кетiв поняття резерву часу. Тобто, у випадку, коли пакет не передався, система може його переправити по iншому шляху. При цьому, якщо час доставки даного пакета не перевищить допустимого часу затримки, то буде рахуватися що ввдмови каналу зв'язку не вщбулося.
1стотний вплив на ефективнють використання в iнформацiйних системах резервування, як одного
з основних засоб!в забезпечення заданого р!вня надiйностi, надае повнота апрюрно1 шформаци про надiйнiсть li елементiв та програмного забезпечення. Широке застосування в iнформацiйних системах знаходить часове резервування. Найб!льш повне зображення питання дослiдження ввдновлю-ваних таких систем з резервом часу отримали в ро-ботi [9], однак в нш основна увага придiлена про-гнозуванню надiйностi iнформацiйних систем з по-повнюваним резервом часу при наявносп повно! апрюрно1 шформаци про надшшсть.
На стади проектування i конструювання 1С по-казники надiйностi трактують як характеристики iмовiрнiсних математичних моделей об'екпв, що створюються, а на стади експериментального ввдпрацювання, випробувань i експлуатаци. Роль показникiв надiйностi виконують статистичнi оцiнки вiдповiдних iмовiрнiсних характеристик. При оцшщ показник1в надiйностi часто ввдсутш необхiднi вихiднi данi для апрюрних iмовiрнiсних розрахунк1в, а статистична оцiнка ускладнена невеликим обсягом випробувань, за якими можна визначити пльки оцiнки моментiв випадкових величин, що визначають процес функцюнування (ма-тематичнi очiкування i дисперси напрацювання на вiдмову, час ввдновлення, резервний час тощо). Проте, у цш ситуаци необхвдно обгрунтовувати де-як1 характеристики системи (наприклад резерв часу, гарантоваш точнi границi ймовiрностi безввдмовно1 роботи системи тощо). Пвд "обгрунту-ванням" при цьому розумiеться побудова точних верхнiх i нижшх границь змiни функцiоналiв, як1 характеризують надiйнiсть, в умовах неповно1 апрюрно1 шформаци про функци розподiлу (ФР) випадкових величин, що визначаються.
Наукове завдання. Тому в статл вирiшуеться актуальне наукове завдання розробки аналiтичного методу розв'язання екстремальних задач визна-чення двостороннiх оцiнок функцiоналiв, як1 вхо-дять до основних показнишв надiйностi 1С з резервом часу. Необхвдно побудувати двосторонш оцiнки показник1в ФС 1С SDN з часовим ре-зервуванням при ввдомих моментах розподiлу вих1дних випадкових величин, яш визначають випадковi процеси, що дослвджуються. При вирiшеннi цього завдання використаш граничнi значення функцiоналiв, що характеризують надiйнiсть таких систем.
Отримаш результати можуть бути застосоваш для оцiнки надiйностi в умовах обмежено1 вих1дно1 шформаци 1С безперервного використання. Цi завдання виршеш в припущеннi того, що вiдомi по-чатковi моменти розподiлiв тривалосп контролю працездатностi та ввдновлення каналiв зв'язку про-грамно-конфiгурованих мереж.
Виклад основного матерiалу. Здатнiсть 1Т-адмшстраторам контролювати роботу вае1 шфор-мацшно1 мереж! за допомогою так званого програмного контролера, що ввдокремлений ввд кому-татора i р!вня пересилання трафiку, е основою управлшня SDN. Використовуючи едину точку управлшня, яка унiверсально використовуеться у вiртуальнiй мережевiй архiтектурi, дае можливють
адмшютраторам брати пвд контроль ва мереж! ко-мутаторiв [10]. Такий пвдхвд ввдповвдае сучасним вимогам до 1С.
Мережевий пристрш р!вня управлшня ввдо-кремлений ввд р!вня передач! даних i лопчно цен-трал1зований у SDN-контролер!, що забезпечуе едине абстрактне представлення вие1 мереж1 та ll стану. Його можна розгорнути у вигляд! кластера, щоб забезпечити високу доступшсть i масштабо-вашсть, а також забезпечити об'еднання м1ж контролерами ефективного обм!ну трафшом м1ж р!з-ними 1С. Централ!зоване застосування шдвищено1 продуктивносп, зменшення затримок призводить до бшьш ефективно1 взаемоди м1ж користувачами та додатк1в як в корпоративних мережах, так i в мережах ЦОДдв. К1льк1сть мережевих пристро1в з часом неодмшно буде зростати i простий споаб управлшня ними, який представляе SDN безумовно мае переваги [13, 14]. Дана технолопя, це новий шдхвд до проектування, побудови та експлуатаци 1С, який фокусуеться на наданш гнучкосп б!знесу внаслвдок ефективного пвдключення користувач!в до додатк1в. Вш являе собою перехвд ввд управлшня генеруючими пристроями мереж1 до управлшня щлими мережами.
Мережа може швидше реагувати на мшлив! потреби б!знесу. Контролер SDN шдтримуе ввдкри-тий штерфейс програмування (API), ряд вбудова-них функцш, включаючи можливосп мережево1 в!ртуал1заци, забезпечення безпеки, управлшня трафшом, а також мехашзми авторизаци та аутен-тифжаци для контролю доступу штегрованих ш-струменпв контролера та зовшшшх додатк1в SDN, що дозволяе програмувати його ззовш, створюючи таким чином середовище для автоматизаци, управлшня, а також масштабування функцюналу для майбутшх додатк1в [5, 6, 14]. Втвдення тако1 кон-цепци значно спрощуе роботу мереж1 та и конфиу-рацш i дае змогу використовуватися як у великих компашях, так i у малому та середньому б!знесг
Тому, можна стверджувати, що пвд час побудови 1С дощльно впроваджувати виршення про-блеми ввдповвдно до технологи SDN. Це дозволить компашям i телекомушкацшним операторам отри-мати незалежний контроль над уаею мережею i значно спростить 1хню експлуатацш. Нарешп, не менш важливим е значно спрощене конф!гурування мереж1. Адмшстраторам не потр!бно буде для р!з-них комутатор!в або маршрутизатор!в вводити окремо сотш нових рядшв коду. £ можливють швидко1 змши, в режим! реального часу, характеристик мереж1. Ввдповвдно, термши шщшвання нових додатшв i сервгав значно скорочуються, що у свою чергу дозволить пвдтримувати функцюнальну стшшсть 1С [16].
Розглянемо особливосп оцшки ефективносп ФС 1С як один !з випадк1в за ймов!ршстю працез-датносп каналу передач!.
Для цього розглянемо процес передач! шформаци в 1С безперервного використання з часовим резервуванням, яка складаеться з двох елеменпв: каналу передач! та резерву часу. Контроль працез-
датносл будемо вважати вдеальним (повним, безпе-рервним i вiрогiдним). Формули для основних по-казнишв надiйностi функцюнування тако! системи при повнш вихiднiй iнформацii наведенi в [9].
Розглянемо випадки, коли вид функцп розподiлу FB(t) часу ввдновлення працездатностi каналу передачi tB функцп розподшу D(t) вели-чини резервного часу tA не встановлений, а вiдомi тiльки !х першi два початковi моменти. Задача по-лягае в знаходженш двостороннiх оцiнок (нижньо! i верхньо! границь) основних показнишв надiйностi функцюнування системи для цих випадюв.
Варто зазначити, що двосторонш оцiнки для показникiв надiйностi отримаш в припущеннi, що середне напрацювання об'екта на вiдмову каналу передачi значно бiльше середнього часу його вщновлення. Ця умова, виконуеться в шженернш практицi для 1С.
1. Нехай функцiя розподiлу FB(t) нам не вщома, а вiдомi пльки ii першi два початковi мо-менти
Si = tb = J0°XCIFb(X), S2 = J™x2dFb(x) (1) причому si < s2. Клас функцiй розпод^, що задовольняють таким обмеженням, позначимо через К2.
Для цього випадку в [9] отримано двостороннi оцiнки функцiоналiв, що характеризують надшшсть системи. 1з урахуванням цих ощнок для показникiв надiйностi, отриманих для випадку пов-но! апрiорноi iнформацii, нижче наводяться ро-зрахунковi спiввiдношення для нижньо! i верхньо1' границь цих показникiв. У наведених нижче формулах tH - середне напрацювання каналу передачi на ввдмову:
tH = f™[1-F(t)]dt (2)
Нехай резервний час - невипадкова величина tA = const. Для цього випадку в [9] наведеш точш
нижнi inf I1(FB) i верхнi sup 11(FB) оцшки
fbek2 fbek2
функцюналу ¡i(Fb) = Fg(t^).
Iмовiрнiсть вiдмови системи q визначаеться формулою:
q = 1-Fb(tn) = 1-Ii(Fb) (3) Використовуючи inf I1(FB) i sup I 1(Fb) з
fbek2 fbek2
урахуванням виразу (3), отримуемо нижню q* i верхню q* граница
q* = 1- sup Ii(Fb), q* = 1- inf Ii(FB).
f„ek2 fbek2
Формули для q* i q* для рiзних значень резервного часу t^ будуть наступними.
При значеннях резервного часу 0 < tn< s 1:
q = i^f q* = 1
q* с 9c t j-t-2, q 1.
При значеннях резервного часу s1 < tA < —:
^1
q* = 0,q*=
гд
При значеннях резервного часу tA > q* = 0,
si
_ s2-s1
s2 — 2sltp, + tp,
1мов1рн1сть безвгдмовного функцгонування си-
стеми P(t,tp) в залежносп ввд часу затримки îh-формацiйного пакета в каналi передачi:
(t-tp)q'
ffîPbtJ- exp[-fia*]
exp (-£Ja),0<^<Si;
exp exp
exp
t„tp, J 1 д s2
(t-tp)(s2-s1)
(4)
д si
Я*-Ш. exp [-<^]
fbek2
(t-t^)(Si-t^)2
t„(s2 — 2sit^ + t^),
,0<t„<s1;
1,s1 <t„<s-2;
si
(5)
д si
У формулах (4) i (5) прийняте обмеження: t
Коефщент готовностi системи КТ(1д). У формулу для KT(tp) входить функцюнал:
I4(Fb) = M[min(tB, О] = 01 - Fg(t)]dt, для якого отримаш нижня inf I4 (Fb) i верхня
fbek2
sup I4 (FB) оцiнки. Введемо позначення:
FbEK2
М* = inf I4(Fb), М* = sup I4(Fb).
Fbek2 fbek2
Тодi граничш значення функцiонала 14(FB), з урахуванням введених позначень будуть представ-ляти собою двосторонш оцшки коефщента готов-ностi каналу передача
mm Кт(1д) = ■
Fbek2
2
t„ + si
t„ + si д 2si
( t* + s i)-1[tH+0,5(s i + ta-q-2sitA + S2)lta>fsч
max «
fbek2
=
t„+M*
f„ + Si
= <t„+Si
,tA < Si;
(6)
(7)
Для прикладу розглянемо 1С безперервного використання з часовим резервуванням. Вимоги мобшьних операторiв до максимально допустимого часу затримки пакепв для премiум послуг не б№ше 50 мс, та для стандартних послуг не бiльше 150 мс. Для автомобтно1' мережi VANET пред'яв-ляються високi вимоги до затримок, якi не повиннi перевищувати 10 мс, для основних груп повщом-лень вiд додаткiв, пов'язаних з безпекою дорожнь-ого руху [12]. Таким чином, для рiзних трафiкiв пе-редачi даних будуть властивi рiзнi величини резерву часу, а саме 10 мс, 50 мс та 150 мс.
Дослвджувана 1С буде характеризуватися наступними даними: ?н = 104 с, б1 = = 5 мс, б2 = 26 мс, Ьд1 = 10 мс, = 50 мс, = 150 мс.
Потрiбно визначити двосторонш оцшки показ-никiв надшносп системи ц,Р{р,1д), Кт(1д) для трьох значень резерву часу: Ьд1 = 10 мс, Ьд2 = 50 мс, = 150 мс. Нас будуть щкавити верхня границя iмовiрностi ввдмови та нижнi границi
V
ч
iMOBipHOcri безввдмовного функцюнування коефщента готовности
exp
exp
(t-^)(S2-S2)
Так як t„ > — для трьох значень резерву часу,
Si
то формули для показнишв надiйностi будуть наступними:
min
FBe^2
'h(s2-2s1'д +'jOJ' *г(0 = 7+М = (tn + ^i)-1[t_H + 0,5(sx +
н+ 1
2si^ + s 2)].
А
9* =
-1—7, min
s2-2si^+t2 FBe^2
P(t,tfl)
Результати розрахунку двостороннiх оцiнок показник1в надiйностi системи наведеш в таблицi 1.
Таблиця 1
Ouiiiuii показнишв надшносп
Показник Резерв часу £д1 = 10 мс Резерв часу Сд2 = 50 мс Резерв часу £д3 = 150 мс
9* 3,8 * 10-2 4,9 * 10-4 4,7 * 10-5
fBt«2 0,99961 0,999995 0,9999995
min Кг(0 0,999999995 0,999999999 1
Графiки нижньо1 границi ймовiрностi даних, яким властивi сво1 величини резерву часу безввдмовшн роботи для рпних трафпав передач! представлен! на рисунку 1.
Рисунок 1 - Нижня границя ûMoeipHoemi 6e3eidMoeHoïроботи (1 — £д1 = 10 мс, 2 — t„2 = 50 мс, 3 — £дз = 150 мс)
З аналiзу результата, що наведеш в таблиц 1 та графЫв на рисунку 1 видно, що врахування резерву часу для системи передачi даних дае мож-ливiсть об'ективно оцшити показники функцю-нально! стiйкостi каналу передачi шформаци мереж! в умовах апрюрно! невизначеностi даних про визначальш випадковi величини. Збiльшення резервного часу для забезпечення максимально допустимого часу затримки пакету в каналi призводить до шдвищення показник1в надiйностi дослiджува-них систем. Завдяки отриманим гарантованим оцiнкам верхньо! границi iмовiрностi ввдмови та нижньо! границi iмовiрностi безввдмовного функцюнування i коефiцiента готовностi можна реально оцшити яшсний стан iнформацiйних систем.
Аналiз отриманих результатiв дозволяе зро-бити наступш висновки:
1. На пiдставi проведеного аналiзу показано, що при робот 1С iнформацiйнi конфлжги приво-дять до вiдмов апаратно! частини та неможливостi виконання поставлених завдань iз заданою якiстю. Сучасш системи працюють в умовах неповноти або нечгткосп вихвдно! шформаци про визначальш
випадковi величини. Тому в 1С необхвдно впрова-дити мехашзми, як1 повиннi забезпечувати 1'хню функцюнальну стшшсть.
2. Тому необхвдно виршити актуальне наукове завдання розробки аналиичного методу розв'я-зання екстремальних задач визначення двосторон-нiх оцiнок функцiоналiв, якi входять до основних показнишв надшносп iнформацiйних систем з резервом часу. Необхвдно побудувати двосторонш оцiнки показник1в функцiональноï стiйкостi 1С з часовим резервуванням при ввдомих моментах розподвду вихiдних випадкових величин, як визначають випадковi процеси, що дослiджуються. При виршенш цього завдання використанi граничнi значення функцiоналiв, що характеризують надiйнiсть таких систем.
3. Для виршення поставленого наукового завдання забезпечення функцюнально1' стшкосп 1С пропонуеться використовувати програмно-конфiгурованi мереж1. Головна вдея SDN полягае у ввдокремленш функцiй передачi трафiку ввд функцш управлiння, що суттево пвдвищуеться рiвень безпеки функцiонування 1С та дозволяе ввести в процес передачi пакепв поняття резерву часу.
4. При оцшщ якосп функцюнування 1С часто ввдсутш необхiднi вихiднi данi для апрiорних iмовiрнiсних розрахунк1в, а статистична шфор-мацiя обмежена ввдомими моментами випадкових величин, що визначають процес функцiонування. Необхщно побудувати точнi верхнi й нижш границi змiни функцiоналiв, як1 характеризують як1сть функцiонування, в умовах неповно! апрюрно! ш-формаци про функци розподiлу випадкових величин, що визначаються. Як показники функцюналь-но! стiйкостi визначенi гарантованi оцiнки верхньо! границi iмовiрностi вiдмови та нижш границ iмовiрностi безвiдмовного функцiонування i коефiцieнта готовностi.
5. На основi використання результатiв оцiнки лiнiйних i дробово-лiнiйних функцiоналiв отриманi сукупностi розрахункових спiввiдношень для визначення гарантованих (найбшьших i наймен-ших) значень основних показнишв ФС шформацш-них систем при наявносп обмежено! апрюрно! ш-формаци про розподiли випадкових величин, що визначаються, представлено! початковими моментами.
6. Аналiз отриманих результатiв показав, що врахування резерву часу для системи передачi да-них дае можливiсть об'ективно оцiнити показники функцюнально! стiйкостi каналу передачi шфор-маци мереж1 в умовах апрюрно! невизначеносп да-них про визначальнi випадковi величини. Збiль-шення резервного часу для забезпечення максимально допустимого часу затримки пакету в каналi призводить до пiдвищення таких показникiв до-слвджуваних систем. Завдяки тому, що отримаш га-рантованi оцiнки верхньо1 границi iмовiрностi вiдмови та нижш гранищ iмовiрностi безвщмов-ного функцюнування i коефiцiента готовностi можна реально оцшити як1сний стан iнформацiй-них систем.
7. Отримаш результати також можна викори-стовувати на стадп проектування шформацшних систем при прогнозуваннi, тому що вони служать обгрунтуванням передбачуваних показнишв якосп функцiонування для систем, як ще не iснують в реальному виконанш. Орiентовна оцiнка на еташ вiдпрацювання дослвдного зразка послужить обгрунтуванням для визначення необхщних заходiв при експлуатацп та обслуговуванi в умовах апрюрно! невизначеностi.
8. Перспективним напрямком подальших до-слвджень може бути широке коло питань щодо ро-зробки нових та удосконалення наявних методик шдвищення рiвня функцюнально! стiйкостi шфор-мацiйних систем в умовах апрюрно! невизначеностi даних про визначальнi випадковi величини.
Лггература
1. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями / Л. Клейнрок. - Москва: Мир, 1979. -600 с.
2. Кульгин М. Технология корпоративных сетей / М. Кульгин. - Санкт-Петербург: Питер, 1999. - 704 с.
3. Кульгин М. Введение в систему управления трафиком / М. Кульгин // Журнал сетевых решений/LAN. - 1998. - № 11. - С. 25-28
4. Холл Э. Приоритизация трафика в сетях 1Р / Э. Холл // Сети и системы связи. - 1988. - N° 11 (33). - С. 34-39.
5. Гайдур Г.1. 1нформацшна технолопя ре-ал!заци алгоритму синтезу графу оцшки критерпв опанування компетенциями / Г. I. Гайдур, О. О. 1ль!н, С. О. Серих // Зв'язок. - К., 2017. - № 4. - С. 30-34.
6. Гайдур Г.1., Бабчаник 1.П. Використання в!ртуал1зацп сервер!в в IT шфраструктур! / Г. I. Гайдур, I. П. Бабчаник // Проблеми шформатизацп: тези доповщей п'ято! м!жнародно1 науково-техшч-но! конференцп (м. Ки1в, 11-12 квггня 2017 р.): тези допов!дей. - К.: ДУТ, 2017. - C. 13.
7. Куприянов М.С. Интеллектуальный анализ распределенных данных на базе облачных вычислений: монография / М. С. Куприянов, И. И. Холод, З. А. Каршиев, И. А. Голубев, Е. Н. Станкова, В. В. Мареев. - СПб: Изд-во СПбГЭТУ ЛЭТИ, 2012. -148 с. - ISBN: 978-5-7629-1176-4
8. Шалимов А.В. SDN&NFV: Технологии SDN/OpenFlow [Електронний ресурс] / А. В. Шалимов. - Режим доступу: http://lvk.cs.msu.su/~sveta/SDN_OpenFlow_basics_le cture1.pdf
9. Креденцер Б.П, Вишшвський В.В, Жердев М.К., Могилевич Д.1, Стойкова Л.С. Оцшка надш-носп резервованих систем при обмеженш вихщнш шформацп / Монограф!я / Пд науковою редакщею доктора техшчних наук, професора Б.П. Креден-цера. - К.: «Фешкс», 2013. - 335 с.
10. Гайдур Г1. Методика визначення еко-ном!чно1 дощльносп обслуговування штелектуаль-но! !нформац!йно1 системи в умовах апрюрно1 не-визначеносп / Г. I. Гайдур // Сучасний захист ш-формаци. - К., 2017. - № 4(32). - С. 9-13.
11. Машков О.А. Прийняття управлшських ршень в складних оргашзацшних системах з по-гляду системного подходу (частина 1) (вступ) / О. А. Машков, В. Р. Косенко // Зб!рник наукових праць Шституту проблем моделювання в енергетищ !м. Г.£. Пухова НАН Укра1ни. - К.: ШМЕ !м. Г.£. Пухова НАН Украши, 2010. - Вип. 55. - С. 131-148.
12. Кучук Г.А. Шформацшш технологи управ-лшня штегральними потоками даних в шфор-мацшно-телекомушкацшних мережах систем критичного призначення: монография / Г. А. Кучук. -Х.: ХУПС, 2013. - 264 с.
13. Гшденко М.П. Конвергентна мережна ш-фраструктура: навчальний поабник / М. П. Гшденко, В. В.Вишшвський, С. О. Серих, О. В. Зш-ченко, С. В. Прокопов. - Кшв: ДУТ, 2019. - 182 с.
14. Гшденко М.П. Побудова SDN мереж: навчальний поабник / М. П. Гн!денко, В. В.Вишшвський, О. О. !лъш. - Кшв: ДУТ, 2019. - 190 с.
15. Vasylenko V. Analysis of SDN for wireless handover platform / V. Vasylenko, V. Kuklov, G. Grynkevych: матер!али 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering // Telecommunications and Computer Science (TCSET) - Lviv:
23-26 Feb. 2016. - PP. 630-633. - DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452136. [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://ieeex-plore.ieee.org/document/7452136/?reload=true.
16. Tolubko V. Method for Determination of Cyber Threats Based on Machine Learning for Real-
Time Information System // V. Tolubko, V. Vysh-nivskyi, V. Mukhin, H. Haidur, N. Dovzhenko, O. Ilin, V. Vasylenko // I.J. Intelligent Systems and Applications. - 2018. - № 8. - PP. 11-18. (Published Online August 2018 in MECS (http://www.mecs-press.org/) DOI: 10.5815/ijisa.2018.08.02).
ВИКОРИСТАННЯ В1ДХОД1В ВИРОБНИЦТВА ПАПЕРУ В ТЕХНОЛОГИ nOP^TOÏ
КЕРАМ1КИ
Бтоусов О.Ю., CeidepcbKuü В.А., Черняк Л.П.,
Нацюнальний технгчний унгверситет Украти «КП11мет 1горя Сгкорського»
Варшавець П.Г.
ТОВ «Фасад», Укра'ша, Kuïe
USE OF PAPER PRODUCTION WASTE IN POROUS CERAMIC TECHNOLOGY
Bilousov O., Sviderskyy V., Chernyak L.,
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Varshavets P. «Fasad» Ltd, Ukraine, Kyiv
АНОТАЦ1Я
Дослщжено можливють використання вiдходiв виробництва паперу - скопу як техногенно1' сировини в технологи виготовлення пористо1' керамши. Вiдмiчено особливосл хiмiко-мiнералогiчного складу скопу, що визначають доцшьшсть його застосування як вигоряючо1' та поризуючо1' добавки в складi керашчних мас. Наведено експериментальнi данi про вплив добавок 5-20 мас.% скопу на тдвищення пористостi ке-рамiки, виготовлено1' напiвсухим пресуванням iз мас на основi системи шамот-рiдке скло. Встановлено особливосл фазового складу та властивостей поверхш керамiчного матерiалу iз мас з добавкою скопу.
ABSTRACT
The possibility of using waste from the production of paper - scope as man - made raw material in the technology of production of porous ceramics was studied. The peculiarities of the chemical-mineralogical composition of scope, which determine the expediency of its use as burning and pore-forming additive in the composition of ceramic mass, are noted. Experimental data on the effect of additives of 5-20 wt.% scope on increasing the porosity of ceramics made by semi-dry pressing of masses based on the fireclay-liquid glass system are presented. The peculiarities of the phase composition and surface properties of the ceramic material from masses with the addition of scope are established.
Ключовi слова: пориста керамжа, шамот, скоп, склад маси, випал, порислсть, фазовий склад, влас-тивосл поверхш.
Keywords: porous ceramics, fireclay, paper scope, composition, firing, porosity, phase composition, surface properties.
Вступ - постановка проблеми.
Розвиток сучасного виробництва силшатних матерiалiв i виробiв пов'язаний з комплексним ви-користанням природно1' та техногенно1' сировини [1, 2].
Як техногенна сировина привертають увагу ба-гатотоннажш ввдходи виробництва паперу та картону - скоп [3, 4], що являе собою сумш целюлоз-них волокон, дисперсних оргашчних i неоргашч-них речовин. Хiмiко-мiнералогiчний склад скопу визначили напрямки дослщжень i розробок по його утилiзацii, в тому чи^ в технологи виробництва будiвельних матерiалiв [5-8]. При цьому запропо-новано використання скопу як наповнювача при ви-
готовленш тепло- i зву^золяцшних плит та як си-ровинний компонент маси для виготовлення керамзиту i аглопориту. Проте, фактичш обсяги утилiза-цii скопу не вщповщають кiлькiсному рiвню утво-рення та накопичення цих вiдходiв промисловостi.
Аналiз iснуючих даних по складу та прикладам практичного використання скопу вказуе на доцшьшсть застосування як поризуючо1' добавки для виготовлення пористо1' ф№труючо1' керамiки [9-11].
Технолопя виготовлення тако1' керашки базу-еться на регулюваннi характеристик пористосл шляхом застосування фракцiонованих наповнюва-чiв - шамоту або кварцового пiску та зв'язуючих компонентiв - рщкого скла або бентонiту. Вироби з
