CC BY
11
METHODOLOGY OF FORMATION OF INDICATORS OF TECHNICAL READINESS OF SPECIAL STRUCTURES
D.P. Mandritsa, D.A. Avsjukevich
The technical conditions of special structures after emergency loads and impacts are considered. A new approach to determining the parameters of technical readiness of special structures is proposed. Ensuring the operational suitability of special structures is ensured by the continuity of the technical readiness of special structures to perform tasks at various intervals, as well as taking into account the speed of transition to various degrees of technical readiness. The parameters of the operational properties of special structures for various technical readiness are determined based on the recovery time of these properties.
Key words: technical condition, technical readiness, emergency conditions, operational suitability, load-bearing structure, special construction.
Mandritsa Dmitry Petrovich, candidate of technical sciences, docent, vka@,mil.ru, Russia, St.-Petersburg, Military-space academy of a name of A.F. Mozhajskogo,
Avsjukevich Dmitry Alekseevich, doctor of technical sciences, professor, vka@mil.ru, Russia, St.-Petersburg, Military-space academy of a name of A.F. Mozhajskogo
УДК 004.942
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-376-379
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОТОЧНОГО ОРУЖИЯ И КОМПЬЮТЕРНЫХ
АТАК
Г.В. Матвейкин
В статье представлены предложения по обеспечению устойчивости транспортной сети в условиях воздействия компьютерных атак и высокоточного оружия. Обоснованы признаки, характеризующие реализацию нарушителем деструктивного воздействия на узлы связи транспортной сети. Разработана структура системы обнаружения деструктивных воздействий.
Ключевые слова: транспортная сеть, устойчивость, квадратичный коэффициент вариации потока, компьютерная атака, высокоточное оружие.
Ключевую роль в повышении эффективности применения войск и максимального раскрытия боевого потенциала вооружения играет система связи специального назначения, которая функционирует в условиях воздействия высокоточного оружия противника и компьютерных атак. При этом наиболее подвержены воздействию данных факторов элементы транспортной сети специального назначения, так как она обеспечивает целостность телекоммуникационной сети в целом.
Вопрос обеспечения устойчивости транспортных сетей подробно рассмотрен в работах [1-4], где отмечается важность прогнозирования состояний транспортной сети после реализации противником деструктивных воздействий. При этом своевременное обнаружение начала реализации нарушителем компьютерной атаки позволяет существенно минимизировать их влияние путем реконфигурации потоков на транспортной сети.
В статьях [3,4] разработаны математические модели, в которых показана связь между началом реализации деструктивных воздействий и изменением характеристик телекоммуникационного трафика. Изменение характеристик трафика выражается в лавинообразном росте квадратичного коэффициента вариации потока. Таким образом, на основе анализа значений коэффициента вариации потока можно сделать вывод о начале реализации нарушителем деструктивных воздействий.
Исходя из этого, в данной статье с целью обеспечения устойчивости транспортной сети были разработаны предложения:
предложения по методике обнаружения деструктивных воздействий; предложения по структуре системы обнаружения деструктивных воздействий. В случае реализации воздействия высокоточного оружия и компьютерных атак на транспортную сеть специального назначения возникают динамические изменения коэффициента вариации потока, которые характеризуют внешнее деструктивное воздействие [3, 4].
В качестве примера на рис. 1 показано изменение квадратичного коэффициента вариации потока при реализации внешних деструктивных воздействий.
|.| -.1 ш-ъо3 <.п-1«' (,.!> ■ о^ -Я.О-Ю3 1.0-10* или* ij.hi* ■ ьш' | к. иг1 зл^ю*
-«I г,с
Рис. 1. График зависимости вероятности исправного функционирования и квадратичного
коэффициента вариации потока от времени функционирования транспортной сети: 1, 3, 5 - этап исправного функционирования, 2 - этап реализации компьютерной атаки, 4 - этап воздействия высокоточного оружия (Сь - квадратичный коэффициент вариации потока, Бг1 - вероятность исправного функционирования)
На рис. 1 показаны этапы функционирования транспортной сети специального назначения: этапы 1, 3 и 5 характеризуют исправное функционирование транспортной сети, этап 2 характеризует реализацию компьютерной атаки на узлы транспортной сети, а этап 4 - воздействие высокоточного оружия на узлы связи.
Успешная реализация нарушителем деструктивных воздействий на узлы транспортной сети приводит к резкому падению вероятности исправного функционирования и постепенному ее восстановлению после завершения деструктивных воздействий. При этом квадратичный коэффициент вариации потока резко возрастает в начале деструктивных воздействий и возвращается к исходным значениям по мере восстановления потоков на транспортной сети.
Указанные обстоятельства позволяют разработать поэтапную методику обнаружения деструктивных воздействий на транспортной сети.
На первом этапе регистрируется изменение интенсивности входящего потока и оценивается квадратичный коэффициент вариации потока.
На втором этапе осуществляется прогнозирование квадратичного коэффициента вариации потока и сравниваются с граничными значениями коэффициента вариации.
На третьем этапе делается вывод о типе и степени реализации деструктивных воздействий, формируется сценарий воздействия и сравнивается с типовым набором сценариев.
Для реализации предложенной методики необходим на каждом узле связи сетевой агент мониторинга, оценивающий динамику изменения потока входящего и обработанного потоков, который является частью системы обнаружения деструктивных воздействий, представленной на рис. 2.
Система обнаружения деструктивных воздействий состоит из набора сетевых агентов и сервера обнаружения деструктивных воздействий. Сервер осуществляет сбор информации о текущих характеристиках трафика, обобщает их и делает вывод о реализации деструктивных воздействий. Для выявления типа и прогнозирования реализации направления воздействия сервером формируется сценарий реализации воздействия, который сравнивается с хранящимся в библиотеке набором деструктивных воздействий.
Применение предложенной методики позволяет вероятность заблаговременно обнаружить реализацию деструктивного воздействия нарушителем и передать информацию в систему управления.
На основе информации о сценарии реализации и прогнозируемом деструктивном воздействии система управления транспортной сетью осуществляет упреждающую реконфигурацию потоков транспортной сети, тем самым локализуя влияния деструктивного воздействия.
УЗЕЛ СВЯЗИ
Сопоставление типа кл
Рис. 2. Структура системы обнаружения деструктивных воздействий
Вывод: Предложенная методика основана на прогнозировании реализации деструктивных воздействий путем регистрации изменения характеристик потока в режиме реального времени и сравнения их с граничными значениями.
На основе методики разработан алгоритм и структура системы обнаружения деструктивных воздействий, осуществляющая построение сценария реализации нарушителем деструктивных воздействий. На основе данного сценария время обнаружения компьютерной атаки повышается на 100 мс.
Список литературы
1. Коцыняк М.А., Осадчий А.И., Коцыняк М.М., Лаута О.С., Дементьев В.Е., Васюков Д.Ю. Обеспечение устойчивости информационно-телекоммуникационных сетей в условиях информационного противоборства. СПб.: ЛО ЦНИИС. 2014. 126 с.
2. Дворников Д.С., Якушенко С.А., Забело А.Н., Нгуен Х.Б. Оценка устойчивости сети многоканальной радиосвязи в условиях воздействия деструктивных факторов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2019. Вып. 4. С. 53-58.
3. Матвейкин Г.В. Модель функционирования транспортной сети связи специального назначения в условиях воздействия высокоточного оружия и компьютерных атак // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2021. Вып. 4. С. 22-29.
4. Привалов А.А., Лукичева В.Л., Титов Д.Д. Модель процесса функционирования узла коммутации технологической сети передачи данных в условиях DDOS атак нарушителя // Информация и космос. 2021. № 2. С. 66-75.
Матвейкин Григорий Валерьевич, преподаватель, matveykingv@,gmail. com, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи
PROPOSALS FOR THE STABILITY IMPROVEMENT OF THE SPECIAL-PURPOSE BACKHAUL NETWORK IN TERMS OF PRECISION-GUIDED MUNITIONS INTERFERENCE AND TARGETED
CYBER ATTACKS
G.V. Matveykin
The article presents proposals for the stability improvement of the Special-Purpose backhaul network in terms of Precision-Guided Munitions interference and targeted cyber attacks. The study demonstrates features typical for the intruders' detrimental actions against communication centres of a backhaul network. We have developed the structure of the intrusion detection system.
Key words: backhaul network, stability, quadratic coefficient of traffic variation, cyber attack, Precision-Guided Munitions.
Matveykin Grigory Valerjevich, lecturer, matveykingv@,gmail. com, Russia, Saint-Petersburg, Military Communications Academy
УДК 532.5
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-379-383
НЕКОТОРЫЕ МОДЕЛИ РАДИАЛЬНОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИИ
В НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
А.К. Горбунов, А.К. Куликов, А.Ю. Логинова, Н.А. Силаева, Е.А. Попугаева
Рассмотрены некоторые модели явления гидродинамической дисперсии в радиальных фильтрационных потоках в областях с изменяющейся пористостью среды. Эти модели представлены в виде дифференциальных уравнений, которые путем соответствующих замен переменной сводятся к известным уравнениям математической физики, решения которых хорошо изучены.
Ключевые слова: гидродинамическая дисперсия, массоперенос, уравнение математической физики, краевые задачи.
Явление гидродинамической дисперсии относится к группе явлений массопереносных растворимых веществ в пористых средах. Результат только массопереноса, то есть распределения концентрации растворимой примеси в поле фильтрации зависит от многих факторов, таких как молекулярная диффузия, то есть смешивание веществ на микроскопическом, молекулярном уровне, конвективная диффузия, то есть рассеяние вещества на неоднородностях среды, ионный массоперенос на поверхность твердой фазы и другие.
В реальных инженерно-технических процессах указанные факторы существенно зависят от структуры среды, ее химической активности, геометрии области фильтрации и различных внешних условий. Именно поэтому имеющиеся математические модели явления гидродинамической дисперсии строятся на некоторых допущениях, позволяющих получать дифференциальные уравнения, учитывающие те или иные указанные выше факторы.
В предлагаемой работе рассматриваются некоторые частые случаи уравнения гидродинамической дисперсии, полученного разными способами [1], [2], [3] и имеющие в произвольной криволинейной системе координат вид
^ = div[DgradC-Ctf]. (1)
В этом уравнении C - относительная концентрация переносимого фильтрационным потоком растворимого вещества, т9 - скорость потока жидкости, t - время, D - коэффициент гидродинамической дисперсии, причём D = D0 + а12'0а, D0- коэффициент молекулярной диффузии, а12 - коэффициенты продольной и поперечной дисперсионности, характеризующие геометрию потока и структуру среды имеющие размерность соответствующую размерностям D и а , показатель степени а в различных исследованиях [4] варьируется в пределах от 1 до 2, и в большинстве случаев принимается равным 1.
В цилиндрической системе координат уравнение (1) имеет вид [5]
* .f^ + ^i+iH^ + D.^+l
Уравнение (2) получено из уравнения (1) в предположении, что фильтрационное течение создаётся логарифмическим источником (стоком), а растворимое вещество является нейтральным, не изменяющим свойств среды и потока. При этом система координат (г, в, z) ориентирована так, что координатная осьог направлена вдоль линии тока, т.е. по вектору скорости, линейный размер области фильтрации по координате z предполагается постоянным, поэтому величина скорости течения определяется выражением д = 2^Bhr; Q - объемный расход
жидкости, B - линейный размер источника (стока) - расстояние между плоскостями z = const, ограничивающими область фильтрации, h - пористость среды, верхний знак перед первой производной по координате z соответствует источнику, нижний стоку.
