Магістерські роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/62310
Browse
Item Дослідження структурної надійності телекомунікаційних мереж на основі інверсії їх станів(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Шпіка, Володимир Володимирович; Shpika, Volodymyr Volodymyrovych; Масюк, Андрій Романович; Національний університет "Львівська політехніка"Сучасні телекомунікаційні мережі мають великі розміри і складну інфраструктуру, що робить їх більш уразливими до різного роду відмов, які можуть призвести до серйозних наслідків. У результаті, оператор повинен вирішити одну з основних проблем мережі - це забезпечення її високою надійністю, оскільки від надійності телекомунікаційної мережі залежить якість сервісу, що надається. Проблеми аналізу надійності не обмежуються тільки телекомунікаціями, вони також актуальні і для інших систем, компоненти яких можуть вийти з ладу, наприклад, енергетичні, транспортні та механічні системи, програмне забезпечення, інтегральні ланцюги та інші [1-3]. Загальною ознакою цих систем є здатність представлення їх у вигляді графа, що описує взаємозв'язки між компонентами. При цьому мережі повинні будуватися так, щоб між будь-якою парою вузлів існувало кілька шляхів передачі інформації, що забезпечує високу ймовірність наявності хоча б одного робочого шляху. В ідеалі шляхи мають бути незалежними, або допускати між будь-якими взаємодіючими парами вузлів наявність щонайменше однієї множини шляхів, які не перетинаються, і містять спільні ребра. У сучасних телекомунікаційних мережах доступність користувачів, що взаємодіють, завжди має бути постійною. Доступність мережі багато в чому залежить від її надійності, яку потрібно підтримувати на високому рівні незалежно від технологій, що використовуються на мережах: SDH/SONET, OTN, MPLS, IP та інші. Висока надійність на мережах зв'язку досягається, зокрема, і механізмами відмовостійкості, особливості яких необхідно враховувати. Оператор повинен мати можливість оперативно, за прийнятні часові рамки, розрахувати надійність своєї мережі у разі зміни її топології, складу тощо. Головною складністю є оцінка надійності телекомунікаційної мережі та визначення кількісних показників характеристик мережі, відносно яких оператор може забезпечити гарантовану якість послуг, що надаються [4,5]. У роботі аналіз надійності телекомунікаційної мережі проведено на основі показника коефіцієнта готовності, який входить до базової структури угоди про рівень обслуговування (SLA). Визначення показників надійності в складнорозгалужених мережах є важко обчислюваним завданням, і наявними методами отримати за прийнятний час точні значення цих параметрів виявляється не завжди можливим. Крім того, відомі методи застосовні не для всіх мір зв'язності мережі і не враховують механізми забезпечення відмовостійкості. Таким чином, дослідження методів розрахунку надійності телекомунікаційної мережі в межах заданого типу зв'язності, що дають змогу знизити трудомісткість розрахунків, а також ураховувати застосовувані механізми забезпечення відмовостійкості, є актуальним завданням. Об'єкт дослідження - структурна надійність телекомунікаційної мережі, що підтримує механізми забезпечення відмовостійкості. Предмет дослідження - методи оцінки ймовірностей зв'язності телекомунікаційної мережі . У першому розділі проаналізовано особливості функціонування механізмів відмовостійкості різних типів телекомунікаційних мереж. Розглянуто процес ефективного надання різноманітних послуг телекомунікаційними мережами із заданою якістю обслуговування (QoS), коли оператор має забезпечити високу надійність цих мереж, а також гарантувати її згідно з угодою про рівень обслуговування (SLA). У другому розділі на основі математичної моделі телекомунікаційної мережі, побудованої за узагальненою моделлю Ердеша-Реньї, проаналізовано процедури формування множини різних станів мереж, зокрема для двополюсних і всеполюсних графів. У третьому розділі для розрахунку імовірності зв'язності телекомунікцаійної мережі розглянуто підхід, заснований на багатозмінній інверсії (MVI), який призводить до компактної форми запису підсумкового виразу зв'язності та до зниження обчислювальної складності. Застосовано рекурсивну процедуру приведення кількох подій незв'язності до об'єднання незалежних подій, що використовує на кожному етапі лише дві операції: розщеплення і поглинання, що дає змогу не розглядати у всіх сумах інверсії всіх раніше врахованих підграфів. Розроблено модифікований підхід до оцінювання ймовірності зв'язності із застосуванням перерізів, що знижує обчислювальну складність розрахунків внаслідок меншої кількості кількості кількості перерізів порівняно з багатополюсними деревами, розглянутих на практиці графів. У четвертому розділі розглянуто вплив показників телекомунікаційної мережі на її результуючу надійність щодо коефіцієнта готовності. Запропоновано метод розрахунку ймовірностей зв'язності телекомунікаційної мережі, що підтримує механізми забезпечення відмовостійкості, який використовує розбиття елементів основного і резервного маршрутів на три групи ділянок: перша - фіксовані, друга - зарезервовані, третя - резервні. Представлено аналіз надійності телекомунікаційної мережі, основою якої є магістральна кабельна мережа, що підтримує механізми забезпечення відмовостійкості. Показано, що механізми відмовостійкості є значущим способом підвищення структурної надійності мережі. У п’ятому розділі здійснена економічна оцінка створення підприємства малого бізнесу , основною діяльністю якого буде надання послуг щодо захисту переданих даних. На основі здійснених обчислень підтверджено доцільність реалізації розглянутого проєкту.