Способ определения количества резервных линий связи, обеспечивающих устойчивое предоставление услуг электросвязи корпоративной сети связи Российский патент 2024 года по МПК H04L12/40 

Изобретение относится к области телекоммуникаций, а именно к области контроля технического состояния сетевого оборудования, компьютерных сетей функционирующих в условиях различных дестабилизирующих факторов.

Сеть связи общего пользования представляет собой комплекс взаимодействующих сетей электросвязи, в том числе сети связи для распространения программ телевизионного вещания и радиовещания. (Федеральный закон «О связи», статья 13, пункт 2).

Сеть связи – технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи или почтовой связи (Федеральный закон «О связи», статья 2, пункт 24).

Линии связи - линии передачи, физические цепи и линейно-кабельные сооружения связи (Федеральный закон «О связи», статья 2, пункт 7).

Электросвязь - любые излучения, передача или прием знаков, сигналов, голосовой информации, письменного текста, изображений, звуков или сообщений любого рода по радиосистеме, проводной, оптической и другим электромагнитным системам (Федеральный закон «О связи», статья 2, пункт 35).

Устойчивость функционирования сети электросвязи - способность сети электросвязи выполнять свои функции при выходе из строя части элементов сети в результате воздействия дестабилизирующих факторов (пп. 3.3. ГОСТ Р 53111-2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки).

Дестабилизирующий фактор – воздействие на сеть электросвязи, источником которого является физический или технологический процесс внутреннего или внешнего по отношению к сети электросвязи характера, приводящее к выходу из строя элементов сети (пп. 3.4. ГОСТ Р 53111-2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки).

Уровень качества услуги связи: относительная характеристика качества услуги связи, основанная на сравнении фактических значений показателей ее качества с нормативными значениями этих показателей (ГОСТ Р 53731-2009. Качество услуг связи. Термины и определения).

Известен способ «Сеть связи» (Патент RU 2476998 C2, H04J 3/00 (2006.01) от 27.02.2013 Бюл. № 6) заключающийся в том, что сеть связи, содержащая первую, вторую и третью осевые линии связи, М≥4 рокадных линий связи и опорные узлы связи, установленные в местах пересечения осевых и рокадных линий связи, которые обеспечивают распределение каналов и потоков сообщений, причем опорные узлы связи, установленные на пересечениях третьей осевой линии связи с рокадными линиями связи с номерами от m=1 до m= (М-3), где m=1, 2, …, М, соединены дополнительными линиями связи с опорными узлами связи, установленными на пересечениях первой осевой линии связи, с рокадными линиями связи с номерами соответственно от m=4 до m=М, отличающаяся тем, что опорные узлы связи, установленные на пересечениях первой осевой линии связи с нечетными рокадными линиями связи с номерами от m=1 до m=(М-3) при М четном, дополнительными линиями связи соединены с опорными узлами связи, установленными на пересечениях третьей осевой линии связи с четными рокадными линиями с номерами от m=4 до m=М.

Известен «Способ резервирования для сетей связи» (Патент RU 2635263 C2, H04L 1/22 (2006.01) от 09.11.2017 Бюл. № 31) заключающийся в том, что: снабжение каждого пакета потока (11) данных, подлежащего пересылке, соответствующим идентификатором; передачу дублированных данных упомянутого потока данных от передающего узла (N0) в принимающий узел (N1) по меньшей мере, по двум линиям (А, В) связи; и на принимающем узле: прием и буферизацию пакетов из упомянутых, по меньшей мере, двух линий связи для последующей пересылки упомянутого потока данных; при этом идентификатор соответствует позиции пакета в потоке данных, и шаг буферизации включает восстановление заранее заданной части потока данных в единственном общем индексированном буфере с использованием пакетов, принятых, по меньшей мере, по одной из упомянутых по меньшей мере двух линий связи. Узел сети связи, выполненный с возможностью осуществления связи между узлами в виде пакетного потока данных, где каждый пакет снабжен идентификатором, по меньшей мере, по двум линиям связи, включающий: средства приема и единственный общий индексированный буфер для приема и буферизации пакетов упомянутого потока данных; и средства передачи для передачи по упомянутым, по меньшей мере, двум линиям связи дублированных данных упомянутого потока данных в принимающий узел; при этом идентификатор соответствует относительной позиции пакета в упомянутом потоке данных, и упомянутая буферизация пакетов включает восстановление заранее заданной части потока данных в упомянутом единственном общем индексированном буфере с использованием пакетов, принятых, по меньшей мере, по одной из упомянутых по меньшей мере двух линий связи. Компьютерно-читаемый носитель, содержащий программный модуль, сконфигурированный для осуществления способа в соответствии с любым из предыдущих пунктов при исполнении процессором компьютера.

Известен «Способ моделирования процессов управления и связи на распределенной территории» (2 631 970 G06F 9/00 (2006.01), H04B 17/00 (2015.01) от 29.09.2017 Бюл. № 28) заключающийся в том, что, моделируют процесс функционирования пунктов управления различных уровней, а именно, моделируют сети связи пунктов управления различных уровней, моделируют основные процессы управления: сбор, обработку, анализ данных, передачу управляющих команд по линиям связи на пунктах управления нижестоящего, моделируют развертывание распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней, при этом, моделируют: топологию сети связи, количество узлов и линий связи вышестоящей системы управления, количество точек доступа к узлам связи пунктов управления и единой сети электросвязи (ЕСЭ), функционирование точек доступа, количество объектов органов вышестоящего управления, моделируют перемещение элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, при этом, моделируют измерение изменяемых координат элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней, моделируют измерение изменяемых координат объектов органов вышестоящего управления, моделируют выбор координат района развертывания перемещаемого элемента (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, моделируют время перемещения элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют перемещение элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют использование вышестоящей системой управления телекоммуникационного ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ, при этом моделируют необходимые способы привязки к узлам связи пунктов управления и ЕСЭ с учетом существующего количества точек доступа и среднего времени их функционирования, моделируют определение используемого ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ, моделируют прогнозирование состояния ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ с учетом с учетом динамики перемещения элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют сравнение спрогнозированного ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ с требуемым на определенный промежуток времени для обеспечения требуемого объема телекоммуникационного ресурса моделируемой распределенной сети связи вышестоящей системы управления, моделируют применение сформированной распределенной сети связи вышестоящей системы управления по назначению, в случае необходимости, моделируют изменение структуры системы связи, моделируют процесс взаимодействия элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней с техническими средствами пунктов управления различных уровней управления, при этом, моделируют формирование управляющих команд объектов органов вышестоящего управления по линиям связи на пунктах управления различных уровней управления на применение технических средств на пунктах управления различных уровней управления, моделируют передачу управляющих команд на проведение мероприятий по противодействию: разведки злоумышленника, подавлению технических средств и всестороннего воздействия на технические средства сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, моделируют процессы маскировки и защиты от подавления и всестороннего воздействия, моделируют доклад о выполнении управляющих команд, производят остановку процесса моделирования.

Известна «Методика определения необходимого количества арендуемых цифровых потоков для защиты от информационно-технических воздействий» (Добрышин М.М., Шугуров Д.Е., Локтионов А.Д. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2020. – № 2. – С. 341-348), заключающаяся в том, что вводят исходные данные: исходные данные, характеризующие защищаемый узел компьютерной сети, исходные данные, характеризующие сегмент единой сети электросвязи, в котором функционирует защищаемый узел компьютерной сети, исходные данные характеризующие возможности средств ведения сетевой и потоковой компьютерных разведок и DDoS-атаки; рассчитывают время идентификации узла компьютерной сети связи злоумышленником; сравнивают рассчитанное время идентификации узла компьютерной сети связи злоумышленником c временем функционирования защищаемого узла компьютерной сети в рассматриваемом сегменте ЕСЭ; если условие выполнено, то в блоке вывода результатов фиксируется факт не способности идентифицировать узел компьютерной сети средствами компьютерной разведки злоумышленника; если условие не выполнено, то рассчитывают время перерыва связи согласно следующего выражению; сравнивают рассчитанное время перерыва связи узла компьютерной сети связи от атаки, проводимой злоумышленником c допустимым временем перерыва связи; если условие выполнено, то в блоке вывода результатов фиксируется факт не способности злоумышленника существенно воздействовать на процесс организации связи; если условие не выполнено, то в блоке 6 изменяют количество информационных потоков необходимых для обеспечения требуемых значений (если время перерыва связи больше требуемого значения, то увеличивают количество арендуемых информационных потов, в противном случаи уменьшают).

Наиболее близким по технической сущности аналогом (прототипом) к заявленному способу является «Способ моделирования и оценивания эффективности процессов управления и связи» (2 673 014 G06F 9/00 (2006.01), G05B 23/00 (2006.01), G06F 17/50 (2006.01) от 21.11.2018 Бюл. № 33) заключающийся в том, что, моделируют процесс функционирования пунктов управления различных уровней, а именно, моделируют сети связи пунктов управления различных уровней, моделируют основные процессы управления: сбор, обработку, анализ данных, передачу управляющих команд по линиям связи на пунктах управления нижестоящего уровня, моделируют развертывание распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней, при этом, моделируют: топологию сети связи, количество узлов и линий связи вышестоящей системы управления, количество точек доступа к узлам связи пунктов управления и единой сети электросвязи, функционирование точек доступа, количество объектов органов вышестоящего управления, моделируют перемещение элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, при этом, моделируют измерение изменяемых координат элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней, моделируют измерение изменяемых координат объектов органов вышестоящего управления, моделируют выбор координат района развертывания перемещаемого элемента (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, моделируют время перемещения элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют перемещение элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют использование вышестоящей системой управления телекоммуникационного ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ, при этом моделируют необходимые способы привязки к узлам связи пунктов управления и ЕСЭ с учетом существующего количества точек доступа и среднего времени их функционирования, моделируют определение используемого ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ, моделируют прогнозирование состояния ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ с учетом с учетом динамики перемещения элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления от одного положения к другому, моделируют сравнение спрогнозированного ресурса системы связи пунктов управления и ЕСЭ с требуемым на определенный промежуток времени для обеспечения требуемого объема телекоммуникационного ресурса моделируемой распределенной сети связи вышестоящей системы управления, моделируют применение сформированной распределенной сети связи вышестоящей системы управления по назначению, в случае необходимости, моделируют изменение структуры системы связи, моделируют процесс взаимодействия элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней с техническими средствами пунктов управления различных уровней управления, при этом, моделируют формирование управляющих команд объектов органов вышестоящего управления по линиям связи на пунктах управления различных уровней управления на применение технических средств на пунктах управления различных уровней управления, моделируют передачу управляющих команд на проведение мероприятий по противодействию: разведки злоумышленника, подавлению технических средств и деструктивного воздействия на технические средства сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, моделируют процессы маскировки и защиты от подавления и деструктивного воздействия, моделируют доклад о выполнении управляющих команд, производят остановку процесса моделирования, моделируют деструктивные воздействия на элементы (узлы связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней, технические средства сетей связи пунктов управления различных уровней управления и объекты органов вышестоящего управления, моделируют прогнозирование состояния ресурса сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и сетей связи пунктов управления различных уровней управления с учетом деструктивных воздействий, моделируют оценивание эффективности информационного взаимодействия элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и технических средств сетей связи пунктов управления различных уровней управления с учетом прогнозирования состояния ресурса.

Технической проблемой является низкая устойчивость предоставления услуг связи при ухудшении качества элементов транспортной сети связи вызванного эксплуатационными отказами, сбоями и внешними дестабилизирующими факторами из-за низкой обоснованности определения количества резервных линий связи необходимых для устойчивого предоставления услуг связи.

Технический результат – повышение устойчивости предоставления услуг связи при ухудшении качества элементов транспортной сети связи вызванного эксплуатационными отказами, сбоями и внешними дестабилизирующими факторами за счет повышения обоснованности определения количества резервных линий связи необходимых для устойчивого предоставления услуг связи.

Техническая проблема решается за счет разработки способа, позволяющего определить и обоснованно выбрать необходимое количество независимых друг от друга информационных потоков и маршруты их прохождения, обеспечивающих устойчивое предоставление услуг связи, при возникновении эксплуатационных отказов, сбоев или внешних дестабилизирующих факторов.

Техническая проблема решается тем, что в способе определения количества резервных линий связи, обеспечивающих устойчивое предоставление услуг электросвязи корпоративной сети связи: формируют схему системы управления организации, в интересах которой функционирует сеть электросвязи, которая включает пункты управления, логические связи между пунктами управления, количество категорий абонентов, количество абонентов каждой категории, количество услуг связи предоставляемых каждой категории абонентов. Схема представляется как ориентированный граф; формируют полунатурную модель фрагмента транспортной сети ЕСЭ состоящую из физических моделей сетевых узлов, устройств имитирующих возникновение ошибок и задержки передачи данных линиях электросвязи, соединенных между собой физическими моделями линий проводной, радио, радиорелейной и спутниковой электросвязи. Наличие в модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ двух и более однородных линий электросвязи, исходящих из одного сетевого узла и входящие в другой сетевой узел определяет наличие двух и более независимых линий электросвязи; на основании схемы системы управления организацией, формируют полунатурную модель сети доступа корпоративной сети связи, состоящую из физических моделей узлов связи и физических моделей линий привязки к сетевым узлам ЕСЭ. Физическая модель узла связи корпоративной сети связи включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование, средства технического диагностирования, систему обнаружения атак и систему управления оборудованием узла. На основании количества категорий абонентов, количества абонентов каждой категории, услуг связи, предоставляемых каждой категории абонентов, технических характеристик пользовательского оборудования и протоколов сетевого взаимодействия рассчитывают необходимую пропускную способность для соединительных линий с сетевыми узлами ЕСЭ, а так же значения коэффициентов битовой ошибки и задержки передаваемой информации; на основании модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ и модели сети доступа корпоративной сети формируется граф, вершинами которого являются узлы корпоративной сети и сетевые узлы ЕСЭ, а ребрами являются линии связи между ними, определяют все возможные маршруты прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети; рассчитывают значение коэффициента готовности рассматриваемого маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи; рассчитывают коэффициент оперативной готовности элемента сети; сравнивают измеренное время передачи информации между заданным количеством пунктов управления с допустимым временем передачи информации, если условие не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие выполняется, то рассматриваемую модель сохраняют в базе данных пригодных вариантов.

Согласно изобретению дополнительно: измеряют статистические данные характеризующие: значения параметров линий связи; эксплуатационных отказов и сбоев выбранных линий связи; деструктивных воздействий на однотипные элементы сетей электросвязи; значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи; время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи; измеряют статистические данные, характеризующие каждый из маршрутов: значения параметров описывающих качество выбранных линий связи; значения параметров описывающих деструктивные воздействия на однотипные элементы корпоративной сетей связи; значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи; время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи; измеряют время передачи информации между выбранными пунктами управления; измеренные значения сохраняют в базу данных; формируют группу моделей сетей доступа сторонних организаций использующих ресурсы первичной сети ЕСЭ. Модель сети доступа сторонней организаций включает физическую модель узла связи и физических моделей линий привязки к сетевому узлу ЕСЭ. Физическая модель узла связи сторонней организации включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование и систему управления оборудованием узла; на основании измеренных статистических данных, определенных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети, моделируют процесс передачи данных между узлами корпоративной сети связи, путем отправки от узлов корпоративной сети связи различных пакетов имитирующих различные услуги связи; рассчитывают значения параметров качества каждого из возможных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети: средняя задержка доставки пакета; коэффициент потери пакета; коэффициент ошибок пакетов; рассчитанные значения сохраняют в базу данных; сравнивают рассчитанные значения средняя задержка доставки пакета; коэффициент потери пакета; коэффициент ошибок пакетов рассматриваемого маршрута с допустимыми значениями, если значения средней задержка доставки пакета или коэффициента потери пакета или коэффициента ошибок пакетов больше допустимых значений, то указанный маршрут исключается из перечня, сохраненного в базе данных; используя методы комбинаторики, формируют множество наборов маршрутов из множества, удовлетворяющих условию маршрутов, в котором должны быть как минимум два физически не пересекающихся маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи; рассчитывают значения коэффициента готовности для выбранного набора маршрутов; сравнивают значения коэффициентов готовности рассматриваемого набора маршрутов с допустимым значением, если значение коэффициента готовности рассматриваемого набора маршрутов меньше допустимого значения, то указанный маршрут исключается из базы данных; рассчитывают значения коэффициента оперативной готовности для выбранного набора маршрутов; сравнивают значения коэффициента оперативной готовности для выбранного набора маршрутов с допустимыми значениями; рассчитывают затраты на эксплуатацию каждого из вариантов построения направления связи; сравнивают рассчитанные затраты на эксплуатацию каждого из вариантов построения направления связи с имеющимися денежными средствами выделяемых на аренду и эксплуатацию информационных потоков и линий связи, если условие не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие выполняется, то рассматриваемую модель сохраняют в базе данных пригодных моделей; результаты расчетов в формализованном виде выводят удовлетворяющие условиям качества и финансовых затрат наборы прохождения информационных потоков между всеми узлами корпоративной сети связи.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает повышение устойчивости предоставления услуг связи при ухудшении качества элементов транспортной сети связи вызванного эксплуатационными отказами, сбоями и внешними дестабилизирующими факторами за счет повышения обоснованности определения количества резервных линий связи необходимых для устойчивого предоставления услуг связи.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного способа, 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».

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 – структурно-логическая схема функционирования разработанного способа;

В блоке 1 измеряют статистические данные характеризующие: значения параметров линий связи (BERcut-SDH (Электронный ресурс) URL: https://metrotek.ru/wp-content/uploads/2017/09/Bercut-SDH-Руководство-пользователя-2019-v1.4..pdf), тестер потоков E1 и передачи данных (EDT-135 (Электронный ресурс) URL: http://servicepribor.ru/model.php?id=5321); эксплуатационных отказов и сбоев выбранных линий связи (Система мониторинга услуги ШПД wiSLA.DSL (http://www.wellink.ru/content/ Architecture-of-wisla)); деструктивных воздействий на однотипные элементы сетей электросвязи (Система обнаружения атак «Форпост» (http://www.rnt.ru/ru/production/ detail.php?ID=19)); значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи (https://vuzdoc.org/124581/tehnika/izmereniya_razlichnyh_chastyah_sovremennoy_sistemy_elektrosvyazi); время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи (https://infopedia.su/22xdb97.html.; https://studwood.net/1623286/informatika/statisticheskaya_mera_kolichestva_informatsii).

Измеренные значения сохраняют в базу данных (блок 7) (Карпова И.П. Базы данных. Курс лекций и материалы для практических заданий. – Учебное пособие. – М.: Питер, 2013 – 240 с.).

Измерения, проводимые в блоке 1 осуществляются на подготовительном этапе, с целью сбора статистических данных описывающих изменение значений параметров в действующих сетях связи (развернутой действующей сети, если осуществляется модернизация сети или на аналогичных сетях связи). Данное действие необходимо для определения законов изменения измеряемых параметров в течение заданного времени.

В блоке 2 формируют схему системы управления организации, в интересах которой функционирует сеть электросвязи, которая включает пункты управления, логические связи между пунктами управления, количество категорий абонентов, количество абонентов каждой категории, количество услуг связи предоставляемых каждой категории абонентов. Схема представляется как ориентированный граф.

В блоке 3 формируют полунатурную модель фрагмента транспортной сети ЕСЭ состоящую из физических моделей сетевых узлов (Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. Иванов Е. В. СПб.: ВАС, 1992. – 206 с. Моделирование сетей: учебное пособие //О.М. Замятина: Томский политехнический университет. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2011. – 168 с. DSA-2308X. Сервисный маршрутизатор с 8 настраиваемыми портами (6x10/100/1000Base-T, 2x10GBase-X SFP+) и 2 USB-портами. Краткое руководство по установке. (Электронный ресурс) URL: https://ftp.dlink.ru/pub/Router/DSA-2308X/QIG/DSA-2308X_QIG_v.4.0.0_03.04.24_RU.pdf), устройств имитирующих возникновение ошибок и задержки передачи данных линиях электросвязи (Задержка передачи данных в современных сетях магистрального уровня Delay of data transmission in modern long-distance networks. Электронный ресурс: http:// www.tssonline.ru/articles2/fix-op/zaderzhka-peredachi-dannyh-v-sovremennyh-magistralnogo-urovnya-delay-of-data-transmission-in-modern-long-distance-networks)), соединенных между собой физическими моделями линий проводной, радио, радиорелейной и спутниковой электросвязи (Галкин А. П. и др. Моделирование каналов систем связи. – М.: Связь, 1979. – 96 с., стр. 40-52). Наличие в модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ двух и более однородных линий электросвязи, исходящих из одного сетевого узла и входящие в другой сетевой узел определяет наличие двух и более (соответственно) независимых линий электросвязи.

Целью создания полунатурной модели является создание материальной основы для моделирования известных, потенциально возможных эксплуатационных отказов, сбоев, а также деструктивных воздействий.

Измерение контролируемых параметров осуществляется с использованием средств и систем указанных в блоке 1.

В блоке 4 на основании схемы системы управления организацией (блок 2), формируют полунатурную модель сети доступа корпоративной сети связи, состоящую из физических моделей узлов связи (процесс настройки маршрутизатора: Базовая настройка маршрутизатора Использование Cisco Configuration Professional. Электронный ресурс: http://www.cisco.com/cisco/web/support/ RU/108/1089/1089854_ basic-router-config-ccp-00.pdf) и физических моделей линий привязки к сетевым узлам ЕСЭ (Галкин А. П. и др. Моделирование каналов систем связи. – М.: Связь, 1979. – 96 с., стр. 40-52). Физическая модель узла связи корпоративной сети связи включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование, средства технического диагностирования, систему обнаружения атак и систему управления оборудованием узла.

На основании количества категорий абонентов, количества абонентов каждой категории, услуг связи, предоставляемых каждой категории абонентов, технических характеристик пользовательского оборудования и протоколов сетевого взаимодействия рассчитывают необходимую пропускную способность для соединительных линий с сетевыми узлами ЕСЭ (Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. Том 1. Современные технологии / Под ред. Профессора В.П. Шувалова. - М.: «Горячая линия», 2004. - 647 с.), а так же значения коэффициентов битовой ошибки и задержки передаваемой информации (6. Измерение коэффициента ошибок / https://siblec.ru/telekommunikatsii/metody-i-sredstva-izmerenij-v-telekommunikatsionnykh-sistemakh/6-izmerenie-koeffitsienta-oshibok? ysclid =lw5964j4ou284375460. Саитов И.А., Казаков О.В., Батенков К.А., Маркин С.А. Подходы к измерению задержки, пропускной способности и коэффициента потерь пакетов в сетях с коммутацией пакетов // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/12/97221).

В блоке 5 формируют группу моделей сетей доступа сторонних организаций использующих ресурсы первичной сети ЕСЭ. Модель сети доступа сторонней организаций включает физическую модель узла связи (процесс настройки маршрутизатора: Базовая настройка маршрутизатора Использование Cisco Configuration Professional. Электронный ресурс: http://www.cisco.com/cisco/web/support/ RU/108/1089/1089854_ basic-router-config-ccp-00.pdf) и физических моделей линий привязки к сетевому узлу ЕСЭ (Галкин А. П. и др. Моделирование каналов систем связи. – М.: Связь, 1979. – 96 с., стр. 40-52).

Физическая модель узла связи сторонней организации включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование и систему управления оборудованием узла.

В блоке 6 на основании модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ и модели сети доступа корпоративной сети формируется граф, вершинами которого являются узлы корпоративной сети и сетевые узлы ЕСЭ, а ребрами являются линии связи между ними, определяют все возможные маршруты прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети (, где I - количество определенных маршрутов) (Добрышин М.М., Шугуров Д.Е., Горбуля Д.С., и др. Программа выбора оптимального маршрута передачи информационных потоков с использованием узлов транзитной связи при выходе из строя линий прямой связи / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021616472 от 22.04.2021 Бюл. № 5). Схемы маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 7 на основании измеренных статистических данных, определенных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети, моделируют процесс передачи данных между узлами корпоративной сети связи, путем отправки от узлов корпоративной сети связи различных пакетов имитирующих различные услуги связи (например в качестве имитации видеоконференции отправляют UDP-пакеты).

Измеряют статистические данные, характеризующие каждый из маршрутов: значения параметров описывающих качество выбранных линий связи (Система мониторинга услуги ШПД wiSLA.DSL (http://www.wellink.ru/content/ Architecture-of-wisla)); значения параметров описывающих деструктивные воздействия на однотипные элементы корпоративной сетей связи (Система обнаружения атак «Форпост» (http://www.rnt.ru/ru/production/ detail.php?ID=19)); значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи (https://vuzdoc.org/124581/tehnika/izmereniya_razlichnyh_chastyah_sovremennoy_sistemy_elektrosvyazi); время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи (2) https://infopedia.su/22xdb97.html.; https://studwood.net/1623286/informatika/statisticheskaya_mera_kolichestva_informatsii).

Измеренные значения сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 9 рассчитывают значения параметров качества каждого из возможных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети: средняя задержка доставки пакета (IPTD); коэффициент потери пакета (IPLR); коэффициент ошибок пакетов (IPER) (НТЦ Метротек. Приборы и измерения (Электронный ресурс) URL: http://metrotek.spb.ru; С.В. Ваняшин // Учебное пособие. Контроль качества предоставления услуг (SLA) в сетях IP/MPLS // Федеральное агентство связи. ФГБОУВПО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики». Самара 2017 г).

В блоке 10 сравнивают рассчитанные значения средняя задержка доставки пакета (IPTD); коэффициент потери пакета (IPLR); коэффициент ошибок пакетов (IPER) i-го маршрута с допустимыми значениями.

. (1)

Если значения средней задержка доставки пакета (IPTD) или коэффициента потери пакета (IPLR) или коэффициента ошибок пакетов (IPER) больше допустимых значений, то указанный маршрут исключается из перечня, сохраненного в базе данных (блок 8).

Если значения средней задержки доставки пакета (IPTD), коэффициент потери пакета (IPLR) и коэффициент ошибок пакетов (IPER) меньше или равны допустимым значениям, то в блоке 11 рассчитывают значение коэффициента готовности () i-го маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи:

, (2)

где – коэффициент готовности n-й линии электросвязи (, - набор линий входящих в i-й маршрут прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети) (ГОСТ 53111-2008 Устойчивость функционирования сети связи общего пользования). Рассчитанные значения сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 12 используя методы комбинаторики (Расчет всех возможных комбинаций при заданном количестве ИТВ является известной задачей и представлен в (Н.Я. Виленкин «Комбинаторика», М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1969.-323 с.), формируют множество наборов маршрутов () из множества удовлетворяющих условию маршрутов, в котором должны быть как минимум два физически не пересекающихся маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи.

В блоке 13 рассчитывают значения коэффициента готовности для выбранного набора маршрутов ():

, (3)

где – количество маршрутов входящих в h-й набор маршрутов (). Рассчитанные значения сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 14 сравнивают значения коэффициентов готовности h-го набора маршрутов с допустимым значением:

, (4)

где - допустимое значение коэффициента готовности (ГОСТ 53111-2008 Устойчивость функционирования сети связи общего пользования).

Если значение коэффициента готовности h-го набора маршрутов меньше допустимого значения, то указанный маршрут исключается из базы данных (блок 8).

Если значение коэффициента готовности h-го набора маршрутов больше или равно допустимому значению, в блоке 15 рассчитывают коэффициент оперативной готовности () элемента модели (ГОСТ 53111-2008 Устойчивость функционирования сети связи общего пользования):

. (5)

где - готовности каждого элемента модели (ГОСТ 53111-2008 Устойчивость функционирования сети связи общего пользования), - вероятность выхода из строя элемента модели корпоративной сети связи из-за внешнего дестабилизирующего воздействия (Климов С.М., Сычев М.П. и др. Экспериментальная оценка противодействия компьютерным атакам на стендовом полигоне. Электронное учебное издание.- Москва.: ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана», 2013. – 114с. Способ оценки способности узла компьютерной сети функционировать в условиях информационно-технических воздействий Гречишников Е.В., Добрышин М.М., Закалкин П.В., Горелик С.П., Белов А.С., Скубьев А.В. / Патент на изобретение RU 2648508 C1, 26.03.2018., Заявка № 2016151502 от 26.12.2016.).

В блоке 16 рассчитывают значения коэффициента оперативной готовности для выбранного набора маршрутов ()

. (6)

Рассчитанные значения сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 17 сравнивают значения коэффициента оперативной готовности для выбранного набора маршрутов () с допустимыми значениями ():

. (7)

В блоке 18 измеряют время передачи информации между выбранными пунктами управления (, где - заданное количество пунктов управления участвующих в обмене информации) (НТЦ Метротек. Приборы и измерения [Электронный ресурс] URL: http://metrotek.spb.ru). Измеренные значения сохраняют в базу данных (блок 8).

В блоке 19 сравнивают измеренное время передачи информации между заданным количеством пунктов управления () с допустимым временем передачи информации ():

. (8)

Если условие (8) не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие (8) выполняется, то рассматриваемую модель () сохраняют в базе данных (блок 8) пригодных моделей ().

В блоке 20 рассчитывают затраты на эксплуатацию каждого из вариантов построения направления связи () (Бабкин А.В. Определение затрат на эксплуатацию техники и систем связи // СПб.: Издательство СПбГТУ, 2001.-108с.):

, (8)

где - затраты на эксплуатацию и/или аренду линии связи.

В блоке 21 сравнивают рассчитанные затраты на эксплуатацию каждого из вариантов построения направления связи () с имеющимися денежными средствами выделяемых на аренду и эксплуатацию информационных потоков и линий связи ():

(9)

Если условие (9) не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие (9) выполняется, то рассматриваемую модель () сохраняют в базе данных (блок 8) пригодных моделей ().

В блоке 22 в формализованном виде выводят удовлетворяющие условиям качества и финансовых затрат наборы прохождения информационных потоков между всеми узлами корпоративной сети связи.

Оценка эффективности предлагаемого способа и известных решений, проводилась путем имитации предоставления услуг связи абонентам корпоративной сети связи, с использованием фрагмента транспортной сети с коммутацией пакетов. Исходная схема эксперимента в программной среде GNS3 (GNS3 GENERAL PUBLIC LICENSE, Version 3, 29 June 2007) (фиг. 2). Где транспортная составляющая сети связи реализована на базе маршрутизаторов Cisco 7200; узлы доступа соединяются с транспортной сетью с использованием маршрутизаторов Cisco 3600, между всеми узлами корпоративной сети связи образованы виртуальные направления связи с использованием технологии MPLS которые используются для предоставления услуг связи. В качестве инструмента сбора статистических данных об изменении параметров характеризующих качество информационного потока применена система мониторинга оборудования транспортной сети с коммутацией пакетов Zabbix (ver. 3.4) (Zabbix [Электронный ресурс] URL: https://www.zabbix.com/).

Исходную схему пошагово модифицируют (дополняют) до полносвязной схемы путем ввода дополнительных информационных потоков (линий). Имитируя на маршрутизаторах Cisco 7200 возникновение сбоев и отказов, путем отключения каждого маршрутизатора измеряют с помощью системы мониторинга оборудования транспортной сети с коммутацией пакетов Zabbix (ver. 3.4) качество сети связи.

После сбора исходных данных с использованием методов комбинаторики случайным образом генерируют набор используемых независимых информационных потоков (для способа прототипа) и рассчитывают количество используемых независимых информационных потоков (для разработанного способа). Для способа прототипа при полносвязной схеме сформированы 10 случайных наборов независимых маршрутов.

Сопоставляют измеренные значения качества сети связи для наборов используемых независимых информационных потоков с требуемыми значениями качества, для способа прототипа и разработанного способа.

Рассчитывают коэффициент готовности сети для способа прототипа и разработанного способа. Рассчитанные значения попарно сравнивают между собой.

В зависимости от количества независимых информационных потоков и случайного выбора независимых информационных потоков коэффициент готовности для разработанного способа повышен до 11,6%, что подтверждает достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к области контроля технического состояния сетевого оборудования, компьютерных сетей, функционирующих в условиях дестабилизирующих факторов. Техническим результатом является повышение устойчивости предоставления услуг связи при ухудшении качества элементов транспортной сети связи, вызванного эксплуатационными отказами, сбоями и внешними дестабилизирующими факторами, за счет повышения обоснованности определения количества резервных линий связи, необходимых для устойчивого предоставления услуг связи. Технический результат достигается тем, что определяют и обоснованно выбирают необходимое количество независимых друг от друга информационных потоков и маршруты их прохождения, обеспечивающие устойчивое предоставление услуг связи, при возникновении эксплуатационных отказов, сбоев или внешних дестабилизирующих факторов. 2 ил.

Способ определения количества резервных линий связи, обеспечивающих устойчивое предоставление услуг электросвязи корпоративной сети связи, заключающийся в том, что формируют схему системы управления организации, в интересах которой функционирует сеть электросвязи, которая включает пункты управления, логические связи между пунктами управления, количество категорий абонентов, количество абонентов каждой категории, количество услуг связи, предоставляемых каждой категории абонентов; схема представляется как ориентированный граф; формируют полунатурную модель фрагмента транспортной сети ЕСЭ, состоящую из физических моделей сетевых узлов, устройств, имитирующих возникновение ошибок и задержки передачи данных линий электросвязи, соединенных между собой физическими моделями линий проводной, радио, радиорелейной и спутниковой электросвязи, наличие в модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ двух и более однородных линий электросвязи, исходящих из одного сетевого узла и входящих в другой сетевой узел определяет наличие двух и более независимых линий электросвязи; на основании схемы системы управления организацией формируют полунатурную модель сети доступа корпоративной сети связи, состоящую из физических моделей узлов связи и физических моделей линий привязки к сетевым узлам ЕСЭ, физическая модель узла связи корпоративной сети связи включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование, средства технического диагностирования, систему обнаружения атак и систему управления оборудованием узла, на основании количества категорий абонентов, количества абонентов каждой категории, услуг связи, предоставляемых каждой категории абонентов, технических характеристик пользовательского оборудования и протоколов сетевого взаимодействия рассчитывают необходимую пропускную способность для соединительных линий с сетевыми узлами ЕСЭ, а также значения коэффициентов битовой ошибки и задержки передаваемой информации; на основании модели фрагмента транспортной сети ЕСЭ и модели сети доступа корпоративной сети формируется граф, вершинами которого являются узлы корпоративной сети и сетевые узлы ЕСЭ, а ребрами являются линии связи между ними, определяют все возможные маршруты прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети; рассчитывают значение коэффициента готовности рассматриваемого маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи; рассчитывают коэффициент оперативной готовности элемента сети; сравнивают измеренное время передачи информации между заданным количеством пунктов управления с допустимым временем передачи информации, если условие не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие выполняется, то рассматриваемую модель сохраняют в базе данных пригодных вариантов, отличающийся тем, что заблаговременно измеряют данные в действующих сетях связи, статистические характеризующие: значения параметров линий связи; эксплуатационных отказов и сбоев выбранных линий связи; деструктивных воздействий на однотипные элементы сетей электросвязи; значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи; время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи; измеряют статистические данные, характеризующие каждый из маршрутов: значения параметров, описывающих качество выбранных линий связи; значения параметров, описывающих деструктивные воздействия на однотипные элементы корпоративной сети связи; значения загрузки транспортной сети единой сети электросвязи; время передачи заданного объема информации между пунктами управления при использовании с каждой из имеющихся услуг связи; измеряют время передачи информации между выбранными пунктами управления; измеренные значения сохраняют в базу данных; формируют группу моделей сетей доступа сторонних организаций, использующих ресурсы первичной сети ЕСЭ, модель сети доступа сторонней организации включает физическую модель узла связи и физических моделей линий привязки к сетевому узлу ЕСЭ, физическая модель узла связи сторонней организации включает пользовательское оконечное оборудование, телекоммуникационное оборудование и систему управления оборудованием узла; на основании измеренных статистических данных, определенных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети, моделируют процесс передачи данных между узлами корпоративной сети связи путем отправки от узлов корпоративной сети связи различных пакетов, имитирующих различные услуги связи; рассчитывают значения параметров качества каждого из возможных маршрутов прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети: средняя задержка доставки пакета; коэффициент потери пакета; коэффициент ошибок пакетов; рассчитанные значения сохраняют в базу данных; сравнивают рассчитанные значения: средняя задержка доставки пакета; коэффициент потери пакета; коэффициент ошибок пакетов рассматриваемого маршрута с допустимыми значениями, если значения средней задержки доставки пакета, или коэффициента потери пакета, или коэффициента ошибок пакетов больше допустимых значений, то указанный маршрут исключается из перечня, сохраненного в базе данных; используя методы комбинаторики, формируют множество наборов маршрутов из множества удовлетворяющих условию маршрутов, в котором должны быть как минимум два физически не пересекающихся маршрута прохождения информационных потоков между узлами корпоративной сети связи; рассчитывают значения коэффициента готовности для выбранного набора маршрутов; сравнивают значения коэффициентов готовности рассматриваемого набора маршрутов с допустимым значением, если значение коэффициента готовности рассматриваемого набора маршрутов меньше допустимого значения, то указанный маршрут исключается из базы данных; рассчитывают значения коэффициента оперативной готовности для выбранного набора маршрутов; сравнивают рассчитанные затраты на эксплуатацию каждого из вариантов построения направления связи с имеющимися денежными средствами выделяемых на аренду и эксплуатацию информационных потоков и линий связи, если условие не выполняется, то вариант исключается из базы данных, если условие выполняется, то рассматриваемую модель сохраняют в базе данных пригодных моделей; результаты расчетов в формализованном виде выводят как удовлетворяющие условиям качества и финансовых затрат наборы прохождения информационных потоков между всеми узлами корпоративной сети связи.