Изобретение относится к области телекоммуникаций, а именно к области диагностирования и контроля технического состояния сетевого оборудования, компьютерных сетей функционирующих в условиях эксплуатационных отказов, сбоев, а так же компьютерных атак.
Термины и определения:
Прогнозирование – определение тенденций и перспектив развития тех или иных процессов на основе анализа данных об их прошлом и нынешнем состоянии. [Словари «Академик» [Электронный ресурс] URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_philosophy/7131/ПРОГНОЗИРОВАНИЕ]
Сбоем называется самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременной утрате работоспособности объекта. Таким образом, восстановление сбоя не требует ремонта или замены технических средств, работающих в системе. [Большая энциклопедия нефти и газа [Электронный ресурс] URL: http://www.ngpedia.ru/id229403p1.html]
Эксплуатационный отказ – отказ, возникший в результате нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации объекта. Эксплуатационные отказы являются следствием нарушений условий работы, на которые рассчитан данный период, несоблюдения оговоренных в технической документации правил эксплуатации, низкой квалификации обслуживающего персонала, естественного старения, изнашивания и других причин. Эксплуатационные отказы проявляются не только в начальный период эксплуатации, но и в последующее время. [Большая энциклопедия нефти и газа [Электронный ресурс] URL: http://www.ngpedia.ru/id229377p1.html]
Известно устройство измерения качества каналов связи передачи цифровой информации (патент РФ №2230437, H04B 17/00 опубл. 10.06.2004 г. Бюл. № 16.). Устройство содержит индикатор работоспособности, анализатор, элемент И, измеряемый приемник, первый блок переключения, оконечная аппаратура, второй блок переключения, блок измерения исправляющих способностей приемника, блок контроля оконечной аппаратуры, блок измерения коэффициента исправного действия.
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному является устройство диагностирования каналов передачи цифровой информации (патент РФ №2473114, G06F 11/30, H04B 17/00 опубл. 20.01.2013 г. Бюл. № 2.) Устройство содержит измеряемые приемники, первый блок переключения, оконечную аппаратуру, второй блок переключения, блок измерения коэффициента исправного действия, индикатор работоспособности, анализатор, элемент И, блок измерения исправляющих способностей приемника, блок контроля оконечной аппаратуры, устройство управления, устройство вероятностного прогнозирования, блок расчета коэффициента оперативной готовности, система цифровой обработки сигналов.
Техническая проблема – большое время диагностирования причин возникновения отказов в обслуживании в связи с низкой достоверностью оценки причин отказа вызываемых эксплуатационными отказами и сбоями или информационно-техническими воздействиями.
Технический результат – снижение времени оценки причин отказа в обслуживании вызванных эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями.
Техническая проблема решается путем создания системы определения причин отказа в обслуживании вызванного эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями обеспечивающей повышение достоверности оценки причин отказа.
Техническая проблема решается тем, что в системе определения причин отказа в обслуживании вызванного эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями, включающей n-средств измерения физических параметров канала связи, m-комплектов оконечной аппаратуры, блок анализа физических параметров канала связи, блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи, блок визуализации. Первый выход n-средств измерения физических параметров канала связи соединен со входом блока анализа физических параметров канала связи. Второй выход n-средств измерения физических параметров канала связи соединен с входом m-комплектов оконечной аппаратуры, первый выход которых соединен с входом блока анализа сетевого потока. Второй выход блока анализа физических параметров канала связи соединен с первым входом блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи, согласно изобретению дополнительно введены g-пользовательских интерфейсов, блок анализа сетевого потока, блок оценки качества предоставляемых услуг связи, база данных. Блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи дополнительно осуществляет расчет допустимого отклонения (
Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает снижение времени оценки причин отказа в обслуживании вызванных эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленной системы, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".
«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данную систему с достижением указанного в изобретении результата.
Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявленные объекты системы поясняются чертежами, на которых показаны:
Фиг.1 – блок-схема системы определения причин отказа в обслуживании при техническом и (или) информационно-техническом воздействии.
Фиг.2 – матрица состояний.
Фиг.3 – блок-схема блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи.
Система определения причин отказа в обслуживании вызванного эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями (Фиг. 1) содержит n-средств измерения физических параметров канала связи (1), m-комплектов оконечной аппаратуры (2), g-пользовательских интерфейсов (3), блок анализа физических параметров канала связи (4), блок анализа сетевого потока (5), блок оценки качества предоставляемых услуг связи (6), блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи (7), база данных (8), блок визуализации (9).
Заявленная система (Фиг. 1) работает следующим образом. На первоначальном этапе формируются значения, заносимые в базу данных (блок 8).
В базу данных заносятся:
Наборы значений, характеризующих корректное функционирование системы:
Допустимые значения отклонений параметров о нормы:
Задается матрица состояний, которая представляет собой набор матриц состояний параметров (фиг. 2).
После чего на n-входов n-комплектов средств измерения физических параметров канала связи (блок 1) поступают информационные сигналы (в качестве n-комплектов средств измерения физических параметров канала связи могут применяться: оптический рефлектомер [Exfo FTB-200v2 [Электронный ресурс] URL: http://servicepribor.ru/model.php?id=6034 ], анализатор параметров цифровых трактов [BERcut-SDH [Электронный ресурс] URL: http://servicepribor.ru/model.php?id=5509], тестер потоков E1 и передачи данных [EDT-135 [Электронный ресурс] URL: http://servicepribor.ru/model.php?id=5321]).
В качестве параметров могут применяться следующие:
- спектральная характеристика источника излучения;
- джиттер;
- задержка;
- мощность излучения передатчика;
- ширина спектральной линии;
- стабильность механических соединений (повторяемость результатов, вносимых потерь и коэффициент обратного отражения);
- однородность волокон по затуханию и дисперсии;
- значение вносимого затухания при соединении строительных длин;
- чувствительность приемника. Результаты параметров и характеристики элементов линейного тракта закладываются в принятые проектные решения и служат для определения длины участка регенерации или длины усилительного участка.
После n-комплектов средств измерения физических параметров канала связи информационный сигнал поступает на m-комплектов оконечной аппаратуры (блок 2), а измеренные значения физических параметров канала связи передаются на блок анализа физических параметров канала связи (блок 4). После m-комплектов оконечной аппаратуры информационный сигнал поступает на вход g-пользовательских интерфейсов (блок 3) и на вход блока анализа сетевого потока (блок 5).
Под пользовательским интерфейсом понимается интерфейс, обеспечивающий передачу информации между пользователем-человеком и программно-аппаратными компонентами компьютерной системы [Systems and software engineering – Vocabulary. INTERNATIONAL STANDARDISO/IEC/IEEE 24765:2017 [Электронный ресурс] URL: http:\\standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/c071952_ISO_IEC_IEEE_24765_2017.zip#en]. Под совокупностью средств и методов интерфейса пользователя подразумеваются: Средства вывода информации из устройства к пользователю – экраны (дисплеи, проекторы) и средства ввода информации/команд пользователем в устройство – клавиатура.
В блоке анализа физических параметров канала связи (блок 4) измеренные параметры упорядочиваются в набор значений физических параметров канала связи:
где
k – количество физических параметров канала связи;
n – количество наборов значений физических параметров канала связи.
После чего набор значений физических параметров канала связи передается на вход блока визуализации (блок 9) (с целью визуализации изменения значений параметров) и на вход блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи (блок 7).
С выхода m-комплектов оконечной аппаратуры (блок 2) в блок анализа сетевого потока (блок 5) поступает полученный сетевой поток. Анализ сетевого потока в блоке анализа сетевого потока (блок 5) возможно осуществлять с помощью Zabbix server. Zabbix – это решение распределенного мониторинга корпоративного класса с открытыми исходными кодами [Zabbix [Электронный ресурс] URL: https://www.zabbix.com/].
В качестве анализируемых параметров сетевого потока могут применяться:
1. Повтор определённых событий, действий. К примеру, обращение к портам (сканирование), подбор пароля, повтор запросов на установление соединения, приводящее к переполнению очереди или буфера;
2. Непредвиденные параметры в сетевых пакетах
- непредвиденные атрибуты адреса (немаршрутизируемые или зарезервированные IP-адреса, значение в поле порта источника или назначения равно нулю, запрос нестандартных серверов);
- непредвиденные параметры флагов сетевых пакетов (при установленном флаге ACK номер подтверждения равен нулю; в пакете два взаимоисключающих флага SYN+FIN; наличие только флага FIN; использование сочетания флагов SYN+RST и RST+FIN);
- непредвиденные атрибуты времени или даты;
3. Несоответствующие параметры сетевого трафика
- параметры входящего трафика (входящие извне в локальную сеть пакеты, имеющие адрес источника, соответствующий диапазону адресов внутренней сети);
- параметры исходящего трафика (исходящие из локальной сети пакеты, имеющие адрес источника, соответствующий диапазону адресов внешней сети);
- несоответствующие текущей ситуации команды (неправильные запросы или ответы);
- аномалии сетевого трафика (изменение коэффициента загрузки, размера пакета͵ среднего количества фрагментированных пакетов).
Измеренные значения параметров сетевого потока упорядочиваются в набор значений параметров сетевого потока:
где
l – количество параметров сетевого потока;
m – количество наборов значений параметров сетевого потока.
После чего набор значений параметров сетевого потока передается на вход блока визуализации (блок 9) и вход блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи (блок 7).
После g-пользовательских интерфейсов информационный сигнал поступает на блок оценки качества предоставляемых услуг связи (блок 6). Контроль качества предоставления услуг связи описан в [С.В. Ваняшин // Учебное пособие. Контроль качества предоставления услуг (SLA) в сетях IP/MPLS // Федерально агентство связи. ФГБОУВПО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики». Самара 2017 г.]. Помимо этого, оценку качества услуг связи возможно осуществлять с помощью универсального измерительного зонда Metrotek [НТЦ Метротек. Приборы и измерения [Электронный ресурс] URL: http://metrotek.spb.ru].
После чего измеренные значения параметров качества предоставляемых услуг связи упорядочиваются в набор значений параметров качества предоставляемых услуг связи:
где:
z – количество параметров качества предоставляемых услуг связи;
g – количество наборов значений параметров качества предоставляемых услуг связи.
После чего набор значений параметров качества предоставляемых услуг связи передается на вход блока визуализации (блок 9) и вход блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи (блок 7).
На первую группу входов блока прогнозирования технического состояния (блок 7) поступает набор значений физических параметров канала связи
где
k – количество значений допустимого отклонения физических параметров канала связи;
n – количество наборов значений допустимого отклонения физических параметров канала связи.
где
l – количество значений допустимого отклонения сетевого потока;
m – количество наборов значений допустимого отклонения параметров сетевого потока.
где
z – количество значений допустимого отклонения параметров качества предоставляемых услуг связи;
g – количество наборов значений допустимого отклонения параметров качества предоставляемых услуг связи.
В блоке расчета
Если рассчитанное отклонение больше требуемого
Прогнозирование осуществляется на основе трендов. Методы экстраполяции трендов основаны на статистическом наблюдении динамики определенного показателя, определении тенденции его развития и продолжении этой тенденции для будущего периода. [А.В. Бабкин Определение затрат на эксплуатацию техники и систем связи // СПб.: Издательство СПбГТУ, 2001.-108с.]
Спрогнозированные значения времени наступления отказа в обслуживании передаются в блок визуализации (блок 9). Помимо этого в блок определения причины отказа (Фиг. 3) передаются рассчитанное отклонение (Δ) измеренных параметров от требуемых
где
k – количество физических параметров канала связи.
где
l – количество параметров сетевого потока.
где
z – количество параметров качества предоставляемых услуг связи.
В блок определения причины отказа (Фиг. 3) из блока прогнозирования (Фиг. 3) поступают рассчитанные значения
После чего полученные значения передаются на устройство визуализации. На устройстве визуализации выводится следующая информация:
1) измеренные наборы значений
2) спрогнозированное время наступления отказа в обслуживании. Формат отображения: «спрогнозированное время наступления отказа в обслуживании – значение (в минутах)»;
3) причина отказа в обслуживании. Принимает два значения:
- информационно-техническое воздействие;
- эксплуатационный отказ или сбой.
Расчёт эффективности заявленной системы проводился согласно коэффициента несоответствия Тэйла. Осуществлялась оценка точности прогноза выполненного по построенной модели [Е.Ю. Пискунов «Модификация коэффициента Тэйла». Электронный журнал «Известия Иркутской государственной экономической академии» №5, 2012 г.].
где Pt и At – соответственно предсказанное и фактическое (реализованное) изменение переменной. Коэффициент
Достоинством коэффициента Тэйла является возможность использования при сопоставлении качества прогнозов, получаемых на основе различных методов и моделей.
Устройство-прототип учитывает только техническое состояние канала связи, таким образом предсказанные значения будут соответствовать фактическим только в этом случае и значение коэффициента
Предлагаемая система дополнительно оценивает параметры сетевого потока
Коэффициент Тэйла для предлагаемой системы (даже в случае несовершенного прогнозирования например, 8 из 9 значений) будет рассчитываться как:
Далее производим сравнение рассчитанных коэффициентов Тэйла для прототипа (
На основании произведенного сравнения рассчитанных коэффициентов Тэйла для прототипа (
На основании этого, следует вывод, что заявленная система определения причин отказа в обслуживании вызванного эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями снижает время диагностирования причин возникновения отказов в обслуживании в связи и повышает достоверность оценки причин отказа, вызываемых эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Система выбора средств и способов защиты организационно-технических систем от групповых разнородных информационно-технических воздействий | 2019 |
|
RU2728289C1 |
Способ адаптивного управления маршрутизацией информационных потоков в корпоративных сетях связи при возникновении эксплуатационных отказов | 2022 |
|
RU2793197C1 |
Способ определения количества резервных линий связи, обеспечивающих устойчивое предоставление услуг электросвязи корпоративной сети связи | 2023 |
|
RU2824731C1 |
СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ РЕКОНФИГУРАЦИИ СЕТИ СВЯЗИ С УЧЕТОМ ОЦЕНКИ ИНФОРМИРОВАННОСТИ ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ О СТРУКТУРЕ СЕТИ СВЯЗИ | 2021 |
|
RU2754271C1 |
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАРИАНТОВ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ СЕТЕВОЙ И ПОТОКОВОЙ КОМПЬЮТЕРНЫМ РАЗВЕДКАМ И СЕТЕВЫМ АТАКАМ И СИСТЕМА ЕГО РЕАЛИЗУЮЩАЯ | 2018 |
|
RU2682108C1 |
СПОСОБ МОНИТОРИНГА СЕТЕЙ СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ ВЕДЕНИЯ СЕТЕВОЙ РАЗВЕДКИ И ИНФОРМАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ | 2015 |
|
RU2612275C1 |
Система контроля политики безопасности элементов корпоративной сети связи | 2023 |
|
RU2813469C1 |
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ПУНКТА УПРАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВСКРЫТИЯ И ВНЕШНИХ ДЕСТРУКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ЗЛОУМЫШЛЕННИКА | 2018 |
|
RU2676893C1 |
СПОСОБ УСТАНОВКИ, КОНТРОЛЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, СЛОЖНЫХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ ОБЪЕКТОВ | 2020 |
|
RU2742675C1 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ УЗЛОВ ВИРТУАЛЬНОЙ ЧАСТНОЙ СЕТИ СВЯЗИ ОТ DDOS-АТАК ЗА СЧЕТ УПРАВЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВОМ ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫХ УСЛУГ СВЯЗИ АБОНЕНТАМ | 2018 |
|
RU2675900C1 |
Изобретение относится к области телекоммуникаций, а именно к области диагностирования и контроля технического состояния сетевого оборудования, компьютерных сетей, функционирующих в условиях эксплуатационных отказов, сбоев, а также компьютерных атак. Техническим результатом является снижение времени оценки причин отказа в обслуживании, вызванных эксплуатационными отказами и сбоями или информационно-техническими воздействиями. Для этого предложена система определения причин отказа в обслуживании, которая содержит n средств измерения физических параметров канала связи, m комплектов оконечной аппаратуры, g пользовательских интерфейсов, блок анализа физических параметров канала связи, блок анализа сетевого потока, блок оценки качества предоставляемых услуг связи, блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи, базу данных, блок визуализации. 4 ил.
Система определения причин отказа в обслуживании, вызванного эксплуатационными отказами и сбоями и (или) информационно-техническими воздействиями, включающая n средств измерения физических параметров канала связи, m комплектов оконечной аппаратуры, блок анализа физических параметров канала связи, блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи, блок визуализации, первый выход n средств измерения физических параметров канала связи соединен с входом блока анализа физических параметров канала связи, второй выход n средств измерения физических параметров канала связи соединен с входом m комплектов оконечной аппаратуры, первый выход которых соединен с входом блока анализа сетевого потока, второй выход блока анализа физических параметров канала связи соединен с первым входом блока прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи, отличающаяся тем, что дополнительно введены g пользовательских интерфейсов, блок анализа сетевого потока, блок оценки качества предоставляемых услуг связи, база данных, блок прогнозирования технического состояния и способности предоставлять услуги связи дополнительно осуществляет расчет допустимого отклонения (
УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ | 2011 |
|
RU2473114C1 |
Способ обогащения мелких фракций каменных углей | 1960 |
|
SU135433A1 |
СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ | 0 |
|
SU172615A1 |
Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса | 1924 |
|
SU2015A1 |
Авторы
Даты
2019-02-26—Публикация
2018-03-13—Подача