Academic literature on the topic 'Сервіси маршрутизації'

Проведено аналіз сучасних алгоритмів потокової обробки масивів цифрових даних та методик формалізації зазначених процедур з метою побудови відповідного математичного апарату. Побудовано узагальнену схемупотокової передачі масивів даних та схему апаратно-програмного комплексу хмарного сервісу. Вказано на особливості організації апаратно-програмного комплексу мережевого вузлавідповідно до архітектурирозподіленої інформаційної системи. Вказанона задачі, що мають бути вирішені з метою оптимізації зазначеної структури, зокрема задачу налаштування графіка обробки запитів відповідно до особливостей роботи загального комплексу та задачуналаштування алгоритмів паралельної обробки. Розроблено спеціалізовану математичну модель розподіленої інформаційної системи апаратно‑програмного комплексу хмарного сервісу, що складається з центрального обчислювального вузла іпериферійних обчислювальних вузлів, та включає у себе параметри відповідних компонент, функції відображення процедури розгортання завдання і функції маршрутизації потоку вхідних даних. На базі побудованої математичної моделі розроблено методикупроведення розрахункупоказників пропускної здатності і часу затримки при обробці запитів користувачів хмарного сервісу, що запропоновано розглядати як показники цільових функцій

Проведено аналіз сучасних алгоритмів потокової обробки масивів цифрових даних та методик формалізації зазначених процедур з метою побудови відповідного математичного апарату. Побудовано узагальнену схемупотокової передачі масивів даних та схему апаратно-програмного комплексу хмарного сервісу. Вказано на особливості організації апаратно-програмного комплексу мережевого вузлавідповідно до архітектурирозподіленої інформаційної системи. Вказанона задачі, що мають бути вирішені з метою оптимізації зазначеної структури, зокрема задачу налаштування графіка обробки запитів відповідно до особливостей роботи загального комплексу та задачуналаштування алгоритмів паралельної обробки. Розроблено спеціалізовану математичну модель розподіленої інформаційної системи апаратно‑програмного комплексу хмарного сервісу, що складається з центрального обчислювального вузла іпериферійних обчислювальних вузлів, та включає у себе параметри відповідних компонент, функції відображення процедури розгортання завдання і функції маршрутизації потоку вхідних даних. На базі побудованої математичної моделі розроблено методикупроведення розрахункупоказників пропускної здатності і часу затримки при обробці запитів користувачів хмарного сервісу, що запропоновано розглядати як показники цільових функцій

Наведено результати поточного стану зростання відеотрафіку у світі. За допомогою зібраних статистичних даних показано, що цей процес призводить до збільшення завантаження комп'ютерних мереж. Показано, що на сьогодні забезпечення аналізу переваг та недоліків особливостей функціонування сучасних комп'ютерних мереж, а також розвитку методів прогнозування інтенсивності потоків трафіку, методів маршрутизації в комп'ютерних мережах є важливими та невідкладними завданнями. Згідно з прогнозами, обсяг світового трафіку зросте у 4 рази, на приблизно 33 % щороку, а відео з таких платформ, як: YouTube, Netflix, Amazon Prime, Facebook та інших сервісів, становитимуть основну частину майбутнього трафіку. Саме тому необхідно спрогнозувати тренди високороздільного відеотрафіку, що дасть змогу здійснити адаптивне управління мережевим обладнанням, а також зменшити затримки передавання даних. Подано посилання на процес конструювання прогнозу тренду високороздільного відеотрафіку, що був попередньо розроблений. Комп'ютерне імітаційне моделювання показало, що природа цього трафіку є самоподібною, тому метод можна успішно застосувати для прогнозування пульсацій відеотрафіку типів 1080p60, 4k, 1080p, але для 8k метод необхідно доопрацювати. Для оцінювання самоподібності відеотрафку було використано параметр Херста.

Проблема поддержки ИТ-инфраструктуры – механическое реагирование и распределение запросов пользователей. А главная стратегическая цель управления ИТсредой заключается в повышении качества обслуживания пользователей. Основную часть информации о внешнем мире человек получает по зрительному каналу и далее весьма эффективно обрабатывает полученную информацию при помощи аппарата анализа и интерпретации информации. Поэтому встает вопрос о возможности машинной реализации данного процесса, которую возможно решить с помощью метода автоматического анализа данных и методов машинного обучения.

В статті проаналізовано основні підходи до забезпечення живучості комп’ютерних мереж. Показано, що методологія забезпечення живучості, яка застосовується до комп’ютерних систем має часткову відмінність за ту, що застосовується до комп’ютерних мереж, що пов’язано з активним розвитком технологій віртуалізації. Метою статті є розробка методу, який дозволяє забезпечити живучість комп’ютерної мережі, яка є інформаційним середовищем для гарантованого надання цифрових послуг, шляхом використання віртуальних тунелів, заснованих на принципах VPN-тунелювання для делегування «білих» IP-адрес в комп'ютерні мережі, або схеми маршрутизації потоків даних при використанні внутрішніх VPN-серверів з єдиною «білою» IP-адресою. Отримані результати дозволяють: сформулювати наукову задачу з формалізацією необхідних технічних вимог до розроблюваної комп'ютерної мережі; розробити прикладне рішення забезпечення живучості комп’ютерної мережі, засноване на використанні множинних VPN-тунелів; провести ряд експериментів з дослідження ефективності використання різних мережних протоколів в VPN-тунелях; створити підґрунтя для подальший розвитку методології забезпечення живучості комп’ютерних систем для забезпечення безперервності процесів управління мережними інфраструктурами. Дослідження дозволяють зробити висновки, що запропонований метод може бути використаний на етапах проектування комп’ютерних мереж в частині визначення показників надлишковості при реалізації принципів управління елементами мережі як то сервери, шлюзи, технологічне обладнання тощо

Актуальність теми роботи полягає в тому, що стрімке впровадження цифрових технологій задля оптимізації процесу рішень задач сучасного бізнесу, створило великий попит на високопродуктивні спеціалізовані програмні системи. Одним із видів таких систем є географічні інформаційні системи. Висока вартість, складність в інтеграції та закритість вихідного коду більшості доступних на ринку ГІС-систем та сервісів, роблять їх недоступними для середнього та малого бізнесу. Цю ситуацію можна покращити шляхом дослідження, розширення та розробки оптимальних процесів інтеграції існуючих рішень з відкритим вихідним кодом. Об’єктом дослідження є можливість створення сервісу побудови маршрутів з підтримкою нестандартного профілю маршрутизації, а саме розрахунком маршруту для трамваю. Також цей сервіс повинен підтримувати операції прямого та зворотнього геокодування та бути гнучким в розгортанні на широкому спектрі серверного обладнання. Мета роботи полягає у створенні прототипу географічної інформаційної системи яка вирішує задачі маршрутизації (для легкового авто та трамваїв), здійснює операції геокодування та орієнтована на взаємодію через Web API. Рішення базується на проектах з відкритим вихідним кодом, зокрема GraphHopper Routing Engine – система прокладення маршрутів, Nominatim – система прямого та зворотнього геокодування, OpenStreetMap – картографічний сервіс [14], який виступатиме в якості джерела геолокаційних даних та Docker Engine – платформа ізоляції, конфігурації та запуску додатків
he object of the study is the ability to create a route-building service that supports a non-standard routing profile, namely the calculation of a route for a tram. This service should also support forward and reverse geocoding operations and be flexible to deploy across a wide range of server hardware. The purpose of the work is to create a prototype geographical information system that solves routing problems (for cars and trams), performs geocoding operations and is oriented towards interaction through the Web API. The solution is based on open source projects, including GraphHopper Routing Engine, a routing system, Nominatim, a direct and reverse geocoding system, OpenStreetMap, a mapping service, and a Docker Engine isolation platform, configuration and isolation platform launching applications

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми розроблення методології аналізу та синтезу складних гетерогенних інфокомунікаційних систем з метою створення нової програмно-конфігурованої інтенційно-орієнтованої мережі, яка постійно на основі мінливих вимог користувачів щодо якості надання сервісів та розгортання інфраструктури навчається, адаптується, автоматизується і захищається від потенційних кібератак шляхом використання нових методів розподілу ресурсів, інженерії трафіку, мережевої аналітики та існуючих алгоритмів машинного навчання. Для вирішення проблеми синтезу інфокомунікаційної мережі, використано основні принципи і методи системного аналізу, згідно якого запропоновано концептуальну модель побудови гетерогенної програмно-конфігурованої інтенційно-орієнтованої мережі, яка дає змогу забезпечити ефективний розподіл і перерозподіл загальних ресурсів адаптуючись під мінливі вимоги бізнес-користувачів щодо якості надання сервісів. Розроблено модель енергоефективної маршрутизації для інтенційно-орієнтованих мереж, що дала змогу підтримувати компроміс між бажаною якістю обслуговування користувачів, завантаженістю та енергоефективністю мережі. Запропоновано новий метод адаптивного клієнт-орієнтованого управління якістю послуг для інтенційноорієнтованих мереж. Розроблено інтелектуальну систему моніторингу та аналізу мережевого трафіку, що дала змогу ефективно управляти трафіком та сервісними політиками в режимі реального часу, автоматизовано створювати або оптимізувати сервісні пропозиції, підвищувати якість послуг та забезпечувати захист мережі на основі запропонованого методу виявлення аномалій. Розроблено методи розподілу частотно-часових ресурсів, балансування навантаження та формування структури рівня радіодоступу для забезпечення адаптивного надання сервісів. Запропоновано методологію синтезу інтенційно-орієнтованих мереж для поетапної трансформації сучасних інфокомунікаційних мереж. Розроблено прототипи нтенційноорієнтованої мережі на основі технології програмно-конфігурованих мереж та автоматизації запропонованих управлінських рішень.Диссертация посвящена решению актуальной научно-прикладной проблемы разработки методологии анализа и синтеза сложных гетерогенных инфокоммуникационных систем с целью создания новой программноконфигурируемой интенционно-ориентированной сети, которая постоянно на основе меняющихся требований пользователей относительно качества предоставления сервисов и развертывания инфраструктуры учится, адаптируется, автоматизируется и защищается от потенциальных кибератак путем использования новых методов распределения ресурсов, инженерии трафика, сетевой аналитики и существующих алгоритмов машинного обучения. Для решения проблемы синтеза инфокоммуникационной сети, использованы основные принципы и методы системного анализа, согласно которому предложена концептуальная модель построения гетерогенной программно-конфигурируемой интенционноориентированной сети, позволяет обеспечить эффективное распределение и перераспределение общих ресурсов адаптируясь под меняющиеся требования бизнес-пользователей относительно качества предоставления сервисов. Разработана модель энергоэффективной маршрутизации для интенционно-ориентированных сетей, позволила поддерживать компромисс между желаемым качеством обслуживания пользователей, загруженностью и энергоэффективностью сети. Предложен новый метод адаптивного клиент-ориентированного управления качеством услуг для интенционно-ориентированных сетей. Разработана интеллектуальная система мониторинга и анализа сетевого трафика, позволилаэф фективно управлять трафиком и сервисными политиками в режиме реального времени, автоматизировано создавать или оптимизировать сервисные предложения, повышать качество услуг и обеспечивать защиту сети на основе предложенного метода обнаружения аномалий. Разработаны методы распределения частотновременных ресурсов, балансировки нагрузки и формирования структуры уровня радиодоступа для обеспечения адаптивного предоставления сервисов. Предложена методология синтеза интенционно-ориентированных сетей для поэтапной трансформации современных инфокоммуникационных сетей. Разработаны прототипы интенционно-ориентированной сети на основе технологии программноконфигурируемых сетей и автоматизации предложенных управленческих решений. The thesis is devoted to solving the actual scientific problem of developing the methodology of analysis and synthesis of the complex heterogeneous infocommunication systems in order to develop a new intent-based software-defined network, which is constantly learning, adapting, automating and protecting against potential cyber-attacks based on changing user requirements regarding the quality of service and infrastructur deployment by using the new methods of resource allocation, traffic engineering, network analytics and machine learning algorithms. A conceptual model for the construction of a heterogeneous intent-based softwaredefined network has been proposed. This model, unlike the existing ones, provides an efficient allocation and redistribution of common resources, adapting to the changing requirements of business users regarding to the quality of service provision. A mathematical model for determining the subjective level of user satisfaction, depending on changes of the objective parameters of the quality of service of the network was developed. An energy-efficient flow routing model for intent-based networks has been developed. This model allowed to achieve a better balance of network channel resources load due to the rational choice of paths for heterogeneous traffic and to reduce to 3 times the average latency of real-time flows service. The model also allowed for a 53.56% reduction in network energy consumption under low load conditions. A new method for adaptive customer-oriented quality of service management for intent-based networks has been proposed. This method allowed the end customers of services to influence the functional configuration of the network, and with the use of machine learning techniques to respond to the degradation of the quality of service and prevent situations when the user is dissatisfied with the received quality of services for adaptive prediction of the network reconfiguration moment. The method for detecting anomalies in network traffic has been improved, which differs from the known ones by forming a set of informative features that characterize normal and abnormal behavior of the infocommunication system based on the Hurst parameter estimation with the possibility of self-learning. An intelligent system for network traffic monitoring and analysis was developed. This system made it possible to effectively manage traffic and service policies in real time, automatically create or optimize service offers, improve the quality of services and provide network protection based on the developed method of detecting anomalies. Methods of time-frequency resource allocation and load balancing in modern mobile networks for adaptive provision of IoT services have been developed. An adaptive intent-based method of resource allocation and formation of radio access level structure was developed. This method allowed a 25% more efficient use of available time-frequency resources and reduced the energy consumption of radio access level network by 8.7% to provide the ordered quality of service for users, as compared to traditional methods. The methodology of synthesis of intent-based networks for stage-by-stage transformation of modern infocommunication networks is proposed. Prototypes of intent-based networks based on the technology of software-defined networks and automation of the proposed management decisions are developed. The algorithm for selecting a wireless access network in a heterogeneous environment using Big Data has been developed. The developed algorithm takes into account and analyzes the assessments of the ordered quality of service perception and allows to improve the quality of service of high-priority services on demand. The prototypes of mobile and operator application for adaptive client-oriented service provision in a heterogeneous network are developed, which allows to obtain the ordered quality of service based on the feedback between the customer and the network operator.

У дипломній роботі проведено дослідження методів маршрутизації в межах автономної системи, віртуалізації мережевих ресурсів та запропоновано різні моделі використання в залежності від вхідних вимог. В першому розділі дипломної роботи розглянуто актуальність питання маршрутизації в автономних системах, віртуалізації мережевих ресурсів та проведено аналіз такої реалізації через використання технології SDN. У результаті такого аналізу виявлено ряд труднощів при вирішенні специфічних задач з використанням цієї технології. Проведено порівняльний аналіз збільшення продуктивності при впровадженні SDN у порівнянні з технологією MPLS, що показало суттєвий приріст у продуктивності. Формування SDN кластерів з різними вхідними вимогами до маршрутизації та зменшення операційних витрат можливе через застосування технології NFV, що дало змогу визначити шляхи розвитку мережевих архітектур з гнучкими функціональними можливостями. За результатами дослідження визначено використання різних архітекур доступних для організації маршрутизації в автономних системах, що в своїй основі об’єднують традиційну статичну та динамічну маршрутизацію з можливістю впровадження SDN рішень. В другому розділі дипломної роботи описано вимоги до розроблюваної маршрутизації, що повинна функціонувати в межах автономної системи, а також проаналізовано ризики пов’язані з її порушенням. Здійснено аналіз можливостей застосування статичної маршрутизації для організації обміну даними. Детально визначено ситуації при яких відповідні протоколи, які динамічно визначають маршрути повинні бути застосовані. В третьому розділі дипломної роботи на основі проведених досліджень запропоновано модель віртуалізації маршрутизації в автономній системі через резервування мережевих ресурсів з врахуванням потоків інформації та аналізом вимог до роботи. На основі запропонованої моделі визначено два варіанти віртуалізації, що дає змогу вирішувати поставлені завдання з ефективним розподілом ресурсів. В розділі «Спеціальна частина» розглянуто питання системи моніторингу факторів живучості мережі. В повному обсязі виконано розділи «Обґрунтування економічної ефективності», «Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях» та «Екологія». Об’єкт дослідження – процес маршрутизації даних у комп’ютерних мережах гетерогенної структури. Предмет дослідження – теорія зв’язку у комп’ютерних мережах, теорія проектування мереж. Мета і задачі дослідження. Метою роботи є аналіз і дослідження методів маршрутизації в автономній системі, що дасть змогу збільшити ефективність функціонування, підвищить надійність, продуктивність, гнучкість та визначить необхідні заходи для забезпечення роботи комп’ютерних мереж. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати наступні завдання: провести аналіз наукових публікацій, результатів науково-дослідних робіт щодо організації маршрутизації в автономній системі, що дасть змогу надати рекомендації для вибору відповідних архітектурних рішень маршрутизації в залежності від вхідних вимог; проаналізувати вимоги до мережевих дизайнів з використанням віртуалізації мережевих ресурсів, що дасть змогу розробити вдосконалений дизайн з врахуванням вимог та специфіки бізнес процесів організації. Основні результати: – проведено аналіз наукових публікацій, науково-дослідних робіт щодо маршрутизації в автономній системі, що дало змогу організувати стабільну роботу мережі та підвищує стійкість проти мережевих загроз; – описано вимоги до розроблюваної маршрутизації, що повинна функціонувати в межах автономної системи, а також проаналізовано ризики пов’язані з її порушенням. Здійснено аналіз можливостей застосування статичної маршрутизації для організації обміну даними. Детально визначено ситуації при яких відповідні протоколи, які динамічно визначають маршрути повинні бути застосовані; – проаналізовано роль протоколів резервування ресурсів для забезпечення постійного та надійного міжмережевого з’єднання. ; – на основі проведених досліджень запропоновано модель віртуалізації маршрутизації в автономній системі через резервування мережевих ресурсів з врахуванням потоків інформації та аналізом вимог до роботи. На основі запропонованої моделі визначено два варіанти віртуалізації, що дає змогу вирішувати поставлені завдання з ефективним розподілом ресурсів. In the thesis work the research of routing methods within the autonomous system were conducted, virtual measurement resources and various options were used in the input requirements. In the first section of the thesis, actual issues of routes in autonomous systems, virtualization of resources were provided and analysis of SDN usage was carried out. As a result, a number of difficulties for specific tasks of all these technologies was found. A comparative analysis of performance in the study of SDN compared with MPLS technology, which showed a significant increase in productivity. Formation of SDN clusters with different input views on routing and reduction of operational capabilities to use through NFV technology, which allows to change ways of development of measuring architectures with flexible functionalities was displayed. As the results of the study, different architectures available for routing in autonomous system that are known for traditional static and dynamic routing with addition of the use of an SDN deployment are explored. Second section of the thesis describes the requirements for created routing that operate within the autonomous system, and analyzes the necessary conditions that exist with its requirements. The analysis performed reflect the use of statistical routes to organize data exchange. Understanding in detail the response of protocols that dynamically make routes was conducted. In the third section of the thesis on base of prepared results the model of virtual routing in the autonomouse system is offered with ability of reserve amount of measured resources with the accounted flows of information and analytically required work. As the result there are two virtualization options that can be used to deliver results with effective distributed resources. The section "Special part" addresses the issues of monitoring the network viability factors. The sections "Justification of economic efficiency", "Labor protection and safety in emergencies" and "Ecology" are executed in full. Object of study. The process of routing data in autonomouse system of computer networks of a heterogeneous structure. Subject of study. The theory of communication in computer networks, the theory of network design. The purpose and tasks of the study. The purpose of the work is to analyze and explore the methods of routing in the autonomous system that allows to achieve effective functionality, while maintaining reliability, productivity, the need for work and the necessary responsibilities to work in the computer networks. In order to achieve this goal, the following tasks must be accomplished: research the analysis of scientific publications, the results of research that carried out routing in an autonomous system, which can provide guidance of the choice of modern architectural routing with the ability of including the input requirements; provide analyzis of requirements for mixed designs with virtualization of routing resources that allows to develop advanced designs that take into account the necessary and specific involved business processes. Main results: – the analysis of scientific publications, research works on routing in the autonomous system was carried out, which made it possible to organize a stable operation of the network and to increase resilience against network threats; – described the requirements for the developed routing, which should operate within the autonomous system, and analyzed the risks associated with its violation. Static routing capabilities for data exchange have been analyzed. The situations in which the relevant protocols that dynamically define routes should be applied are specified; – analyzed the role of resource backup protocols for providing a permanent and secure internetwork connection. ; – based on the conducted research, a model of virtualization of routing in the autonomous system through redundancy of network resources with consideration of information flows and analysis of work requirements is proposed. Based on the proposed model, two options for virtualization are identified, which allow to solve the tasks with efficient allocation of resources.
Вступ 12 1 Аналіз предметної області 14 1.1 Порівняльний аналіз засобів маршрутизації в автономній системі 14 1.2 Аналіз роботи SDN як перспективного методу організації маршрутизації 19 1.3 Мережева архітектура на основі віртуалізації мережевих функцій 25 1.4 Огляд архітектур мереж, що формують автономні системи 31 1.5 Висновки до першого розділу 37 2 Методи та засоби забезпечення передавання даних в межах автономної системи 38 2.1 Обгрунтування областей реалізації маршрутизації в автономній системі 38 2.2 Використання статичної маршрутизації 39 2.3 Методи маршрутизації пакетів з застосуванням протоколів динамічної маршрутизації 41 2.4 Аналіз роботи таблиці маршрутизації в межах автономної системи 47 2.5 Висновки до другого розділу 48 3 Методи вдосконалення маршрутизації в автономній системі 49 3.1 Віртуалізація шлюзів як метод підвищення надійності маршрутизації 49 3.2 Забезпечення маршрутизації в автономній системі засобами технології SDN 57 3.3 Висновки до третього розділу 60 4 Спеціальна частина 61 4.1 Аналіз живучості мереж 61 4.2 Безпека живучості мереж 67 4.3 Висновки до четвертого розділу 68 5 Обгрунтування економічної ефективності 69 5.1 Розрахунок норм часу на виконання науково-дослідної роботи 69 5.2 Визначення витрат на оплату праці та відрахувань на соціальні заходи 70 5.3 Розрахунок матеріальних витрат 72 5.4 Розрахунок витрат на електроенергію 73 5.5 Розрахунок суми амортизаційних відрахувань 74 5.6 Обчислення накладних витрат 75 5.7 Складання кошторису витрат та визначення собівартості НДР 75 5.8 Розрахунок ціни мережі 76 5.9 Визначення економічної ефективності і терміну окупності капітальних вкладень 77 5.10 Висновки до п’ятого розділу 78 6 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 79 6.1 Охорона праці 79 6.1.1 Особливості стандарту OHSAS 18001 щодо процедур для ідентифікації небезпек та оцінки ризиків, а також особливості методології самого процесу ідентифікації 79 6.1.2 Організація робочого місця працівника у сфері ІТ: мікроклімат та вентиляція 84 6.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 86 6.2.1 Фактори, що впливають на функціональний стан користувачів комп’ютерів 86 6.2.2 Оцінка стійості роботи промислового підприємства до дії світлового випромінювання ядерного вибуху 90 6.3 Висновки до шостого розділу 94 7 Екологія 95 7.1 Використання в Україні альтернативних джерел енергії 95 7.2 Методика дослідження джерел забруднення промислових підприємств 100 7.3 Висновки до сьомого розділу 103 Висновки 104 Список літературних джерел 106 Додатки