Разработка модульной информационной системы для решения задач в сетях связи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Борисов Сергей Николаевич

• Борисов Сергей Николаевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Борисов Сергей Николаевич

Введение

Глава 1. Современные проблемы сетей связи и актуальность применения информационных систем для их решения

1.1 Проблема нехватки физических ресурсов волоконно-оптических линий связи

1.2 Обзор систем мониторинга сетей связи с открытым исходным кодом

1.3 Задача оптимальной очередности обслуживания абонентов

1.4 Перспективы применения информационных систем в сетях связи как средства решения проблем выбора компонентов волоконно-оптических линий связи, построения маршрутов обслуживания абонентов, идентификации неисправностей сетей связи

1.5 Основные цели и задачи исследования

Выводы по первой главе

Глава 2. Подсистема выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи

2.1 Виды и особенности применения волоконно-оптических систем уплотнения

2.2 Формализация задачи выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи

2.3 Алгоритм решения задачи выбора приемопередатчиков систем уплотнения

волоконно-оптических линий связи

Выводы по второй главе

Глава 3. Подсистема построения маршрутов обслуживания абонентов

3.1 Проблема выбора математического аппарата для подсистемы построения маршрутов обслуживания абонентов

3.2 Формализация и решение задачи построения маршрутов обслуживания абонентов

3.3 Алгоритм решения задачи построения маршрутов обслуживания абонентов . 60 Выводы по третьей главе

Глава 4. Подсистема идентификации неисправностей в сетях связи

4.1 Применение протокола SNMP для сбора информации о состоянии сети

4.2 Представление информации о неисправностях в сетях связи в виде бинарных векторов

4.3 Формализация задачи идентификации неисправностей в сетях связи

4.4 Алгоритм решения задачи идентификации неисправностей в сетях связи

Выводы по четвертой главе

Глава 5. Разработка и внедрение модульной информационной системы для решения задач в сетях связи

5.1 Архитектура модульной информационной системы для решения задач в сетях связи

5.2 Разработка моделей данных информационной системы

5.3 Интеграция с геоинформационными системами

5.4 Обеспечение безопасности информационных систем с сетевым доступом

5.5 Оценка эффективности

Выводы по пятой главе

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Приложение А - Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Приложение Б - Акты об использовании результатов диссертационной работы 125 Приложение В - Вывод решения задачи выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи при помощи MINLP решателя BONMIN

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка модульной информационной системы для решения задач в сетях связи»

ВВЕДЕНИЕ

Современные сети связи интенсивно развиваются и играют важную роль во всех сферах жизни. Посредством сетей связи ежесекундно осуществляется передача огромного количества данных между компьютерными системами, используемыми повсеместно. Со временем, объемы данных, передаваемых по сетям, неуклонно растут. Одной из причин такого роста является постоянно возрастающая зависимость общества от информационных ресурсов, связанных компьютерными сетями. В таких условиях особенно важной становится роль предприятий, эксплуатирующих сети связи, а также занимающихся их строительством и обслуживанием. Операторам связи, эксплуатирующим самые крупные сети, необходимо обеспечивать гарантированное качество при конкурентоспособной цене, при этом, не забывая о необходимости постоянного технического сопровождения огромного количества активных элементов сети.

Количество информационных систем, решающих различные задачи достаточно велико, однако в основном они нацелены на решение наиболее общих задач. Более глубокое исследование процессов, связанных с эксплуатацией сети связи, позволяет как выделить некоторые наиболее актуальные проблемы, так и определить пути их решения.

Большая часть актуальных задач эксплуатации сетей связана с их проектированием, обслуживанием абонентов и выявлением проблем в работе оборудования связи. В каждой из перечисленных трех групп есть задачи, которые выделяются особо:

- выбор приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи;

- построение маршрутов обслуживания абонентов;

- идентификация неисправностей сетей связи.

Общими особенностями данных задач, обуславливающими их актуальность, являются:

- значительные временные затраты при их решении инженером;

- необходимость иметь в штате предприятия сотрудников с высоким уровнем

квалификации в соответствующих областях знаний;

- необходимость частого решения данных задач.

Одним из наиболее современных, технологичных и эффективных способов решения актуальных задач в сетях связи является применение специализированных модульных информационных систем, предполагающих выделение основного функционала в узкоспециализированные подсистемы. Среди основных преимуществ от внедрения такого решения для предприятия связи можно выделить возможность снижения требований к квалификации персонала, более рациональное распределение рабочего времени и ресурсов. Дополнительными факторами являются повышение качества услуг за счет минимизации количества ошибок в процессе идентификации неисправностей, обычно свойственных инженерному персоналу.

Таким образом, в целях решения задач выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, построения маршрутов обслуживания абонентов и идентификации неисправностей в сетях связи, разработка информационной системы для решения задач в сетях связи является актуальной.

Объект исследования - информационные системы для решения задач в сетях связи.

Предмет исследования - методический аппарат и информационно-алгоритмическое обеспечение информационных систем, решающих задачи выбора приёмопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, построения маршрутов обслуживания абонентов и идентификации неисправностей в сетях связи.

Целью исследования является решение задач выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, построения маршрутов обслуживания абонентов и идентификации неисправностей в сетях связи посредством разработки модульной информационной системы на основе системы проблемно-ориентированных решателей.

Задачи исследования:

1. Анализ актуальных проблем предприятий эксплуатирующих сети связи, решение которых возможно за счет разработки и внедрения специальной информационной системы. Определение методов решения каждой из задач.

2. Разработка методики выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи на основе алгоритма поиска субоптимального решения по принципу "жадного выбора".

3. Разработка методики построения маршрутов обслуживания абонентов с применением алгоритма Литтла.

4. Разработка методики идентификации неисправностей в сетях связи на основе их сигнатур, представленных в виде бинарных векторов.

5. Разработка архитектуры модульной информационной системы.

6. Оценка эффективности информационной системы, предназначенной для решения задач в сетях связи.

Методы исследования: методы теории множеств, методы бинарной оптимизации, математическая статистика, теория графов и сетей, методы машинного обучения, методы обработки экспертных знаний.

Научная новизна заключается в следующих результатах, достигнутых в ходе выполнения работы:

1. Проведен анализ актуальных направлений применения информационных систем в сетях связи: выбор приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, построение маршрутов обслуживания абонентов, идентификация неисправностей оборудования связи.

2. Разработана методика поиска субоптимальных решений при выборе приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи по принципу «жадного выбора».

3. Разработана методика построения маршрутов обслуживания абонентов на основе алгоритма Литтла с учетом специфических отраслевых особенностей.

4. Разработана методика идентификации неисправностей в сетях связи на основе их сигнатур представленных в виде бинарных векторов.

5. Предложена архитектура модульной информационной системы, решающей задачи выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, построения маршрутов обслуживания абонентов и идентификации неисправностей в сетях связи.

6. Дана оценка эффективности информационной системы. Практическая значимость работы подтверждается результатами

использования информационной системы, выражающимися в:

- повышении производительности труда инженерного персонала, за счет сокращения временных затрат на оптимизируемые процессы;

- сокращении расходов предприятия связанных с перемещением сотрудников, за счет применения подсистемы оптимального выбора маршрута обслуживания абонентов;

- сокращении времени поиска неисправностей сети связи, за счет использования методики идентификации неисправностей в сети связи;

- общем сокращении затрат предприятия в процессе эксплуатации модульной информационной системы для решения задач в сетях связи.

Результаты исследования внедрены и используются в производственной деятельности ООО «Трансмедиа-ЮГ» для повышения эффективности работы технических подразделений, оптимизации отдельных технологических решений, а также идентификации неисправностей в сети связи в виде модульной информационной системы для решения задач в сетях связи. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика выбора приемопередатчиков систем уплотнения волоконно-оптических линий связи.

2. Методика построения маршрутов обслуживания абонентов.

3. Методика идентификации неисправностей в сетях связи.

4. Подход к разработке архитектуры модульной информационной системы для решения задач в сетях связи.

Апробация работы производилась в рамках докладов на следующих научных конференциях:

- VII международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского" (Краснодар, 2017);

- VII международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 56-й годовщине полета Ю.А.Гагарина в космос (Краснодар, 2017);

- V международной научно-практической конференции «Автоматизированные информационные и электроэнергетические системы», посвященной 100 -летию ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (Краснодар, 2017);

- VIII международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского" (Краснодар, 2018);

- IX международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского" (Краснодар, 2019);

- IX Международная научно-практическая конференция молодых ученых, посвященная 58-ой годовщине полета Ю.А. Гагарина в космос (Краснодар, 2019);

- X международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского" (Краснодар, 2020);

- XI международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского" (Краснодар, 2021).

Публикации.

По результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано 16 научных работ, из них: 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ, 11 статей в научных журналах и материалах конференций. Получено 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 5-и глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации 127 страниц машинописного текста, включая 28 рисунков, 13 таблиц и 3 приложений. Библиография включает 55 наименований на 7 страницах.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СЕТЕЙ СВЯЗИ И АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ

ИХ РЕШЕНИЯ

1.1 Проблема нехватки физических ресурсов волоконно-оптических линий

связи

При строительстве современных телекоммуникационных сетей в качестве среды передачи данных всё чаще используются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Как наиболее надежная и перспективная среда передачи данных на любые расстояния, оптический кабель, являющийся их основой, применяется повсеместно. Доля волоконно-оптических линий связи в сетях интернет-провайдеров и иных владельцев телекоммуникационной инфраструктуры составляет большую часть от всех имеющихся линий, и имеет тенденцию к увеличению в сетях, где его доля ниже [2,39]. Основными характеристиками волоконно-оптических сетей связи, обуславливающими их популярность, являются:

- низкая стоимость оптического волокна;

- отсутствие электропроводности;

- небольшой вес;

- высокая износостойкость.

Другой важной характеристикой волоконно-оптических линий связи является пропускная способность, которая может быть достигнута при помощи одного оптического волокна. Однако, пропускная способность в большей степени зависит от активного оборудования, применяемого для передачи и приема оптического излучения.

В настоящее время прокладка волоконно-оптических линий связи осуществляется на различные расстояния, от нескольких метров между домами до сотен километров. Как правило, в городах кабели прокладываются в специализированной канализации вдоль городских улиц. За их пределами - вблизи

дорог и междугородних магистралей. Очень часто ВОЛС размещаются на опорах линий электропередач, где это допустимо и целесообразно. Ввиду наличия ряда ограничений, связанных с возможностью размещения кабелей всеми указанными способами, в настоящее время актуальными являются вопросы повышения эффективности использования уже проложенных волоконно-оптических линий связи. Следует учитывать, что широко распространена и практика аренды волокон у компаний, имеющих собственные ВОЛС. Такая аренда позволяет интернет-провайдерам, исчерпавшим собственные ресурсы, задействовать неиспользуемые оптические волокна других владельцев волоконно-оптических сетей и на какое-то время избежать расходов, связанных с проведением дорогостоящих работ по укладке кабеля и его обслуживанию. В случае аренды отельных волокон, вопросы получения максимально возможных скоростей особенно актуальны, так как стоимость такой аренды не связана технологиями, применяемыми при передаче данных.

Наиболее распространённые варианты увеличения пропускной способности имеющихся волоконно-оптических линий связи выглядят следующим образом:

- замена приёмопередающего оборудования на более производительное;

- внедрение систем уплотнения волоконно-оптических линий связи.

Для первого варианта, кроме очевидного преимущества в увеличении доступной скорости, существует ряд недостатков:

- стоимость более производительных модулей приема-передачи велика и возрастает кратно;

- замена модулей приёма-передачи на более производительные, в большинстве случаев, влечет за собой замену активного оборудования на более производительное и значительно увеличивает расходы.

Иным решением является применение технологий уплотнения волоконно-оптических линий связи, которые, исходя из очевидных преимуществ, широко применяются для решения проблемы нехватки оптических волокон.

Данные технологии разработаны достаточно давно и позволяют эффективно

решить проблему нехватки оптических волокон в уже проложенных оптических магистралях сетей связи. Благодаря технологиям уплотнения удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по единственному волокну. Технологии уплотнения предполагают, что при помощи комплекса оптических фильтров или специального мультиплексора в оптическое волокно вводятся не один, а несколько оптических сигналов, разделенных по частоте.

Преимуществами данного решения являются:

- существенное увеличение скорости передачи данных;

- широкий выбор оптических приемопередатчиков;

- возможность разработки различных топологий;

- возможность постепенного наращивания ресурсов;

- физическое разделение каналов в единой среде передачи данных.

Недостатками являются:

- высокая сложность проектирования и эксплуатации.

Рекомендации по оптимальному выбору компонентов волоконно-оптических систем в научной литературе представлены недостаточно широко. Отдельные вопросы исследованы в работах А.П.Иванова [25] и О.К.Склярова [38]. Однако, в данных работах не рассматривается возможность выбора приемопередатчиков волоконно-оптических систем в условиях исследования их свойств совместно с линиями связи. Материалы, подробно характеризующие работу систем оптического уплотнения, представлены на сайтах производителей оборудования, но при этом не содержат описания методики выбора компонентов.

Компенсировать сложность проектирования систем уплотнения волоконно-оптических линий связи возможно путем разработки методики выбора приемопередатчиков. Реализация такой методики в виде отдельной подсистемы в составе модульной информационной системы для решения задач в сетях связи является актуальной, так как способна существенно сократить скорость поиска оптимального комплекта приемопередатчиков и исключить возможные ошибки.

1.2 Обзор систем мониторинга сетей связи с открытым исходным кодом

В современных сетях связи, задачи контроля доступности ее отдельных частей и мониторинга основных параметров являются наиболее критичными. Своевременно полученные предупреждения о сбоях в работе оборудования и каналов связи, а также изменения параметров, характеризующих качество передачи данных и ошибки, возникающие при этом, позволяют предотвратить крупные аварии в компьютерных сетях, либо существенно сократить время устранения последствий таких аварий. Наличие информационных систем мониторинга сети связи дает возможность оперативно получать параметры, характеризующие качество услуг, и своевременно принимать соответствующие меры. Накопление и сохранение статистических данных дает возможность анализировать тренды, инициировать регламентные процедуры и более взвешенно подходить к планированию сети [4].

Опыт построения систем мониторинга, их эксплуатации и технологические особенности современных сетей связи позволяет выделить основные требования, предъявляемые к системам мониторинга:

- низкая стоимость внедрения;

- надежность хранения собранных данных;

- простота интерфейса и удобство чтения информации;

- наличие механизмов оповещения;

- низкая ресурсоемкость;

- возможность идентификации возникающих проблем.

Для более детального ознакомления с возможностями систем мониторинга, среди существующих систем можно выделить три наиболее популярные: 2аЬЫх [55], ЫЛОЮБ [47] и Ив1ХМ8 [48]. Основными критериями, по которым данные системы были отобраны для сравнения, являются:

- низкая стоимость внедрения;

- обширный базовый функционал;

- минимальные системные требования.

В целях исследования функциональности систем мониторинга были рассмотрены решения, наиболее часто применяемые в инфраструктуре региональных операторов сетей связи.

Zabbix является свободной системой мониторинга. Первая версия программы разработана российским разработчиком в 1998 году для мониторинга параметров банковской сети. Распространяется под лицензией GPL. Написан на языке программирования СИ. Веб-интерфейс написан на PHP.

Архитектурно Zabbix состоит из следующих компонентов:

- Zabbix сервер - основной компонент системы, обеспечивает обработку первичных данных, обращение к СУБД и взаимодействие с Веб-интерфейсом;

- Zabbix прокси - собирает данные на отдельных сегментах сети и централизованно передает их модулю Zabbix сервер. Данный компонент обеспечивает масштабируемость данной системы;

- Zabbix агент - специальный компонент, предназначенный для сбора информации о состоянии компьютерных систем. Объем свободной памяти, нагрузка на процессор, состояние жестких дисков;

- Веб-интерфейс - частично интегрирован в Zabbix сервер и предназначен для взаимодействия с системой мониторинга (в основном, настройки и просмотра отчетов).

Основные недостатки системы Zabbix:

- сложность первоначальной настройки;

- отсутствие встроенных механизмов идентификации неисправностей.

NAGIOS - система мониторинга с открытым кодом. NAGIOS распространяется по лицензии GPL. Данная система мониторинга разработана в 1996 году в США Этаном Галстадом. NAGIOS написан на языках СИ и perl.

Состоит из одного компонента - собственно сервера NAGIOS, однако, позволяет подключить более чем 4000 разных дополнений, что значительно увеличивает его функциональность. Также, возможно организовать взаимодействие между двумя разными серверами NAGIOS в целях создания

распределенной системы.

Основные недостатки системы NAGIOS:

- нет возможности для мониторинга производительности сервера;

- ограниченный выбор баз данных (Mysql или Text);

- ограниченные возможности визуализации;

- отсутствие встроенных механизмов идентификации неисправностей.

NetXMS - это достаточно новая, стремительно развивающаяся система мониторинга. Она может быть использована для мониторинга крупных компьютерных сетей, начиная с аппаратного обеспечения, поддерживающего SNMP (например, коммутаторы маршрутизаторы и другое оборудования), и заканчивая приложениями, которые выполняются на серверах. Распространяется по лицензии GPL. NetXMS - очень перспективная система мониторинга. Богатые возможности визуализации, наличие мобильного приложения, веб-интерфейс и полноценное клиентское приложение делают ее одним из лидеров систем мониторинга с открытым исходным кодом. NetXMS имеет, как и многие похожие системы трехуровневую архитектуру: информация собирается программными агентами, которые возможно установить непосредственно на объекты мониторинга и доставляется на сервер мониторинга.

Администратор или владелец сети может получить доступ к собранным данным, используя специальное клиентское приложение или Веб-интерфейс. Поскольку NetXMS разрабатывалась с учетом гибкости и масштабируемости, характерной ее чертой является поддержка большого числа различных операционных систем. В настоящий момент доступны версии NetXMS Server для большинства операционных систем. NetXMS в настоящий момент поддерживает следующие СУБД: MySQL, PostgreSQL, SQLite, Microsoft SQL и Oracle.

Основные возможности NetXMS:

- отслеживать состояние хостов, сетевых устройств и сервисов;

- отслеживать статус приложений, запущенных на серверах;

- собирать данные производительности с сетевых устройств;

- собирать данные о производительности серверов;

- сохранять собранные данные для последующего анализа;

- раскрывать IP топологию сети;

- автоматически обнаруживать новые хосты и сетевые устройства;

- уведомлять системных администраторов о проблемах через Email или SMS-

сообщения.

Основные недостатки системы NetXMS:

- неинформативный веб-интерфейс;

- повышенные требования к производительности сервера.

Общими недостатками рассмотренных систем мониторинга являются:

- отсутствие встроенных систем репликации базы данных;

- обращение к данным через службу мониторинга;

- многие дополнения являются платными;

- зависимость от сторонних сервисов и служб;

- повышенная нагрузка на аппаратную платформу;

- отсутствие встроенных модулей прогнозирования;

- отсутствие встроенных механизмов идентификации неисправностей.

Все исследованные системы мониторинга накапливают данные необходимые для идентификации неисправностей в сетях связи, однако не имеют встроенных подсистем решающих данную задачу. Сравнительные характеристики рассмотренных информационных систем представлены в таблице 1. В целях дальнейшего развития методик эффективного управления сетевой инфраструктурой целесообразно реализовать функционал идентификации неисправностей сетей связи. При этом реализация возможна в виде независимой подсистемы, в составе модульной информационной системы для решения задач в сетях связи в целях получения данных мониторинга из любой рассмотренной систем мониторинга.

Таблица 1 - Сравнение характеристик систем мониторинга

Название Zabbix NAGIOS NetXMS

Диаграммы Aa Да Да

Логическая Aa Да Да

группировка

Автоматическое обнаружение Aa Через доп. модуль Да

Агент Aa Да Да

Протокол SNMP Aa Через доп. модуль Да

Протокол SYSLOG Aa Через доп. модуль Да

Внешние скрипты Aa Да Да

Плагины Aa Да Да

Триггеры Aa Да Да

Web-интерфейс Aa Да Да

Приложение для ПК Her Нет Windows

Распределенный Aa Да Да

мониторинг

Тип СУБД Oracle, MySQL, PostgreSQL, SQlite Текстовая БД, MySQL Oracle, MySQL, PostgreSQL, SQlite

Лицензия GNU GPL GNU GPL GNU GPL

Прогнозирование Her Нет Нет

Идентификация Her Нет Нет

неисправностей

Карты и схемы Aa Да Да

Язык C, PHP С С++, Java

Вопросы идентификации неисправностей в сетях связи в научной литературе представлены недостаточно широко. Отдельные вопросы исследованы в работах С.В.Сашина [33]. Тем не менее, в данных работах недостаточное внимание уделяется идентификации проблем на основе их сигнатур, представленных в виде бинарных векторов.

Актуальность разработки и внедрения специализированной подсистемы идентификации неисправностей сетей связи обусловлена возможностью

сокращения расходов на обслуживание сети связи и повышения значения коэффициента доступности услуг за счет сокращения времени поиска неисправностей.

1.3 Задача оптимальной очередности обслуживания абонентов

Деятельность предприятий, эксплуатирующих сети связи, не ограничивается контролем параметров, относящихся исключительно к оборудованию сети. Проблемой также являются и вопросы, связанные с планированием работ и скоростью обслуживания пользователей сети. Одна из таких проблем - задача правильного построения маршрута следования ремонтной бригады технического подразделения. В случаях, когда инженеры самостоятельно выбирают очередность исполнения заявок, практически всегда возникает ситуация, когда маршрут выбирается не оптимально и имеет место значительный перерасход рабочего времени [6].

Современные компании, занимающиеся обслуживанием собственных сетей связи, широко используют различные информационные системы, позволяющие частично решить проблему построения маршрута. Однако, степень интеграции специализированных программных решений, на отдельно взятых предприятиях, зачастую, остается достаточно низкой. В такой ситуации многие функции информационных систем остаются незадействованными, что приводит к снижению эффективности работы предприятия в целом.

Одной из наиболее актуальных проблем предприятий, эксплуатирующих сети связи, является невозможность автоматического планирования маршрута обслуживания абонентов ввиду сложности полного учета специфики предприятия. Чаще всего, инженерам передается лишь список адресов, которые необходимо посетить, при этом очередность посещения остается на выбор лица, непосредственно осуществляющего работы. В данной ситуации проблемой является невозможность быстрого рассмотрения всего маршрута глобально, что приводит к его построению на основе исключительно субъективных ощущений

инженера, в то время как для каждой точки пути существует предельное время её посещения, что обязательно должно учитываться при построении маршрута.

Построение лучшего маршрута при большом количестве путевых точек является достаточно сложной задачей для человека. В связи с этим данная проблема решается при помощи различных информационных систем, позволяющих моментально прокладывать любые маршруты. Маршрут, выбираемый подсистемой, как правило, значительно отличается от того, который способны выбрать инженеры связи ввиду влияния их представления о топологии отдельных путей при самостоятельном планировании. Среди исследованных методов, в процессе выбора оптимального маршрута, из предварительно несортированного списка путевых точек, наибольшую скорость и точность показали методы комбинаторной оптимизации.

Реализация подсистемы построения маршрутов обслуживания абонентов в виде отдельного модуля информационной системы, позволяет существенно сэкономить системные ресурсы. При этом процесс развертывания модуля подсистемы является классическим для UNIX систем и состоит из этапов, представленных на рисунке 1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Борисов Сергей Николаевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Атрощенко, В.А. Разработка методов архитектуры биллинговой ИС / В.А. Атрощенко, Р.А. Дьяченко, М.В. Руденко, Р.Х. Багдасарян // Сборник научных статей V международной научно-практической конференции «Научные чтения имени профессора Н.Е. Жуковского». - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2015. - С. 258-262.

2. Атрощенко, В.А. К вопросу построения аналитической модели межрегиональной распределительной сети / В.А. Атрощенко, В.В. Степанов, О.С. Юферова, Ю.А. Кабанков, Ю.А. Савицкий // Сборник научных статей VI международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 55-й годовщине полета Ю.А. Гагарина в космос. - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2016. - С. 225-229.

3. Баканов, М.В. Базы данных. Системы управления базами данных: учебное пособие / Баканов М.В., Романова В.В., Крюкова Т.П. // Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2010. -166 с.

4. Борисов, С.Н. Обзор современных информационных систем мониторинга сетей передачи данных / С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко, А.М. Зима, П.В. Елизаров // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. -2019. - № 5. - С. 29-34.

5. Борисов, С.Н. Разработка моделей данных информационной системы мониторинга телекоммуникационной сети / С.Н. Борисов // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и Технические Науки. - 2020. - №12. - С. 54-58.

6. Борисов, С.Н. К вопросу о перспективах применения экспертных систем в сетях связи / С.Н. Борисов // Перспективы науки. - 2020. - №12(135). - С. 1217.

7. Борисов, С.Н. Разработка архитектуры модульной экспертной системы / С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко, Е.М. Хорольский, Ю.В. Чернуха // Перспективы

науки. - 2021. - №1(136). - С. 8-12.

8. Борисов, С.Н. Выбор математического аппарата при разработке информационной системы оптимизации маршрутов / С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко, С.А. Шапарь, Е.А. Шапарь // Сборник научных статей IX международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 58-й годовщине полета Ю.А. Гагарина в космос. - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2019. - С. 396-401.

9. Борисов, С.Н. Обзор и классификация основных способов обеспечения информационной безопасности при разработке и внедрении экспертных систем с сетевым доступом / С.Н. Борисов // Сборник научных статей XI международной научно-практической конференции «Научные чтения имени профессора Н.Е. Жуковского». - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2021. - С. 416-419.

10. Борисов, С.Н. Применение классических комбинаторных методов для оптимизации маршрута доставки транспортной компании / С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко, С.А. Шапарь, Е.А. Шапарь // Электронный сетевой политематический журнал "Научные труды КубГТУ". - Краснодар: ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», 2019. - № 6. - С. 80-89.

11.Борознов, В.О. Исследование решения задачи коммивояжера / В.О. Борознов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. - 2009. - № 2. -С. 147-151.

12. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский - СПб: Питер, 2000. - 384 с.

13.ГОСТ Р 52266-2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Кабельные изделия. Кабели оптические. Общие технические условия. 200507-01

14. Григорьева, А.Л. Проектирование и создание модулей информационной системы университета / А.Л. Григорьева, Я.Ю. Григорьев // Интернет-журнал

Науковедение. - 2014. - №2(21). - С. 105.

15.Джексон, П. Введение в экспертные системы : [Пер. с англ. В. Т. Тертышного] / Питер Джексон. - 3. изд. - М. [и др.] : Вильямс, 2001. - 622 с.

16. Дьяченко, Р.А. К вопросу оптимального выбора технологии и внутренней структуры телекоммуникационного узла связи на этапе проектирования / Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов // Фундаментальные исследования. - 2017. - № 8-2. - С. 251-258.

17. Дьяченко, Р.А. Визуализация географических данных при обработке больших объемов информации. / Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов // Сборник научных статей VII международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 56-й годовщине полета Ю.А. Гагарина в космос. - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2017. - С. 299-302.

18. Дьяченко, Р.А. Разработка инструментальных средств для исследования и классификации наиболее уязвимых сетевых служб. / Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов // Электронный сетевой политематический журнал "Научные труды КубГТУ". - Краснодар: ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», 2018. - № 3. - С. 609-615.

19. Дьяченко, Р.А. О возможности использования API геоинформационных систем / Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов // Сборник научных статей VIII международной научно-практической конференции «Научные чтения имени профессора Н.Е. Жуковского». - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2018. - С. 299-302.

20. Дьяченко, Р.А. К вопросу разработки нечеткой экспертной системы / Р.А. Дьяченко, Р.Х. Багдасарян, И.С. Лоба, Д.А. Батура, Д.Н. Бессалый, К.Ю. Капустин // Сборник научных статей V международной научно-практической конференции «Научные чтения имени профессора Н.Е. Жуковского». -Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2015. - С. 266-269.

21. Дьяченко, Р.А. Принятие решений при выборе инструментальных средств разработки автоматизированных систем / Р.А.Дьяченко, М.Д.Махаммад // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного

политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2009. - Т. 1. - № 72. - С. 106-109.

22. Дьяченко, Р.А. Обзор возможностей балансировки сетевой нагрузки на основе HAPROXY / Р.А. Дьяченко, А.Н. Ковшун, С.Н. Борисов // Сборник научных статей VII международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского". - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2017. - С. 167-170.

23. Дьяченко, Р.А. К вопросу применения протокола SNMP в системах сопровождения принятия решений / Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов, А.М. Зима, Р.С. Полугодкин // Сборник научных статей IX международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 58-ой годовщине полета Ю.А. Гагарина в космос. - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2019. - С. 402-404.

24.Журкин, И. Г. Геоинформационные системы / И.Г. Журкин, С.В. Шайтура. -Москва: Кудиц-пресс, 2009. - 272 с. - ISBN 978-5-91136-065-8

25.Иванов, А.П. Компьютерные методы оптимизации оптических систем. Учебное пособие. / А.П. Иванов. - СПб: СПБГУ ИТМО, 2010. - 114 с.

26. Иванов, В.И. Спектральное уплотнение ВОЛС: учеб. пособие / В.И. Иванов. - Самара : Изд-во ПГУТИ, 2010. - 174 с.

27.Ильиных, Т.Е. Проектирование реляционных баз данных в нотациях IDEF1X / Т.Е Ильиных, Л.И. Шустова. - М.: МИФИ, 2000. - 136 с.

28.Кучер, В.А. Модель информационной безопасности процессов управления вычислительными сетями. / В.А. Кучер, В.А. Атрощенко, Л.А. Видовский, В.М. Трофимов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - № 110. - С. 1802-1810.

29.Нозик, А.А. Применение программного комплекса АРБИТР в задачах проектной оценки надежности структурно-сложных систем / А.А. Нозик, А.С. Можаев, А.В. Струков, И.А. Гладкова // В сборнике: Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики.

Международный научный семинар им. Ю.Н. Руденко. - 2015. - С. 624-633.

30.Полугодкин, Р.С. Перспективы развития мобильных сетей связи / Р.С. Полугодкин, Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов // Сборник научных статей IX международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского". - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2019. -С. 310-313.

31.Потапов, Г.В. Использование API веб-картографических сервисов для доступа к геоданным // Г.В. Потапов, М.Ю. Потанин // Земля из космоса: наиболее эффективные решения. - 2009. - № 3. - С. 7-13.

32.Самардак, А.С. Геоинформационные системы: Учебное пособие. / А.С. Самардак. - Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. - 123 с.

33.Сашин, С.В. Диагностика сложного технического объекта с использованием реляционной СУБД / С.В. Сашин // Антикризисное управление в России в современных условиях: Тр. VI Всерос. науч.-практ. молодеж. конф. - М.: МГТУ им. Баумана, РЭА им. Г.В. Плеханова. - 2004. - С. 269-271.

34.Кочегурова, Е.А. Оптимизация составления маршрутов общественного транспорта при создании автоматизированной системы поддержки принятия решений / Е.А. Кочегурова, Ю.А. Мартынова // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - Т. 323. - №5

35.Кубил, В.Н. Подходы к моделированию задачи маршрутизации транспорта / В.Н. Кубил // Моделирование. Фундаментальные исследования, теория, методы и средства: материалы 17-ой Междунар. науч.-практ. конф. Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т им. М.И. Платова. - Новочеркасск: Лик. - 2017. - С.147-151.

36. Левитин, А.В. Метод грубой силы: Задача коммивояжёра / А.В. Левитин // Алгоритмы. Введение в разработку и анализ - М.: Вильямс, 2006. - С. 159160. - 576 с. - ISBN 978-5-8459-0987-9

37.Методика расчета TCO [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ibm.com/developerworks/ru/library/l-otcenka_efectivnosti_3/ (дата обращения: 01.12.2020).

38.Скляров, О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи: Учебное пособие / О.К. Скляров. - СПб.: Издательство "Лань", 2010. - 272 с. - ISBN 978-58114-1028-6 (Второе издание)

39. Чернуха, Ю.В. Проблема нехватки физических ресурсов оптических сетей связи / Ю.В. Чернуха, С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко // Сборник научных статей XI международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского". - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2021. - С. 419-421.

40. Чернуха, Ю.В. Основные типы оптических систем спектрального уплотнения / Ю.В. Чернуха, С.Н. Борисов, Р.А. Дьяченко // Сборник научных статей XI международной научно-практической конференции "Научные чтения имени профессора Н.Е.Жуковского". - Краснодар: КВВАУЛ им. А.К.Серова, 2021. -С. 421-423.

41. Шапарь, С.А. Разработка программы оптимизации маршрута службы доставки транспортной компании / С.А. Шапарь, Е.А. Шапарь, Р.А. Дьяченко, С.Н. Борисов, И.С. Жукова // В сборнике: Сборник лучших научных работ молодых ученых Кубанского государственного технологического университета, отмеченных наградами на конкурсах. -Краснодар: ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», 2018. - С. 90-91.

42.Basic Open-source Nonlinear Mixed INnteger programming [Electronic resource]. Access mode: http://www.coin-or.org (дата обращения: 12.03.2021)

43.ITU-T. G.694.1 : Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid (22 января 2021)

44.ITU-T. G.694.2 : Spectral grids for WDM applications: CWDM wavelength grid (23 сентября 2004)

45.Little J. D. C. An algorithm for the Traveling Salesman Problem / J. D. C. Little, K. G. Murty, D. W. Sweeney, C. Karel // Operations Research. - 1963. - No. 11. -P. 972-989.

46.MySQL [Electronic resource]. Access mode: http://www.mysql.com (дата

обращения: 22.12.2020)

47.NAGIOS - The Industry Standard In IT Infrastructure Monitoring [Electronic resource]. Access mode: http://www.nagios.org (дата обращения: 10.09.2017)

48.NetXMS - Open-source network and infrastructure monitoring and management system [Electronic resource]. Access mode: http://www.netxms.org (дата обращения: 10.09.2017)

49.PHP [Electronic resource]. Access mode: http://www.php.net (дата обращения: 22.12.2020)

50.Pyomo [Electronic resource]. Access mode: http://www.pyomo.org (дата обращения: 12.03.2021)

51.RFC1157. SNMP [Electronic resource]. Access mode: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc1157 (дата обращения: 18.03.2019)

52.SFF Committee. INF-8074 Specification for SFP (Small Formfactor Pluggable) Transceiver (May 12, 2001)

53.The Apache software foundation [Electronic resource]. Access mode: http://www.apache.org (дата обращения: 22.12.2020)

54.The CentOS Project [Electronic resource]. Access mode: http://www.centos.org (дата обращения: 22.12.2020)

55.Zabbix -The Enterprise-Class Open Source Network Monitoring Solution [Electronic resource]. Access mode: http://www.zabbix.com (дата обращения: 10.09.2017)

СВИДЕТЕЛЬСТВО О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

,^^^ ООО «ТРАНСМЕДИА-ЮГ»

_______350000, г. Краснодар, ул. Красноармейским, д. 64/2, ном. 12

Трансмедиа-Юг www.lm-yug.nel, e-mail: [e-mail] -—-1" тел.: S (861) 20S-03-03

№04-1 от 05 апреля 2021 года

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы

«Разработка модульной информационной системы для решения задач в сетях связи» на соискание ученой степени кандидата технических наук Борисова Сергея Николаевича

Настоящим актом удостоверяется, что результаты диссертационной работы Борисова С.Н. на тему «Разработка модульной информационной системы для решения задач в сетях связи» обладают актуальностью, представляют практический интерес и были использованы в деятельности ООО «ТРАНСМЕДИА-ЮГ» для решения практических задач проектирования систем уплотнения волоконно-оптических линий связи, планирования маршрутов обслуживания абонентов и идентификации неисправностей в сети связи.

Внедренные результаты диссертационного исследования, в частности, методика выбора приемопередатчиков волоконно-оптических систем уплотнения, методика построения маршрутов обслуживания абонентов, методика идентификации неисправностей в сетях связи, реализованные Борисовым С.Н. в виде программы для ЭВМ «Информационная система для решения задач в сетях связи» позволяют предприятию более эффективно использовать трудовые ресурсы, сократить транспортные издержки и повысить скорость обслуживания абонентов.

Генеральный директор ООО «ТРАНСМЕДИА-ЮГ

Главный инженер

ВЫВОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ВЫБОРА ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКОВ СИСТЕМ УПЛОТНЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ СВЯЗИ ПРИ ПОМОЩИ MINLP РЕШАТЕЛЯ BONMIN

{

"Problem": [ {

"Lower bound": -Infinity, "Number of constraints": 0, "Number of objectives": 1, "Number of variables": 96, "Sense": "unknown", "Upper bound": Infinity

}

],

"Solution": [ {

"number of solutions": 1, "number of solutions displayed": 1

}, {

"Constraint": "No values", "Gap": null,

"Message": "bonmin\\x3a Optimal", "Objective": { "o1_obj": {

"Value": 97870.0

}

},

"Problem": {}, "Status": "optimal", "Variable": { "x[1,9]": { "Value": 1.0

},

"x[2,8]": { "Value": 1.0

},

"x[3,4]": { "Value": 1.0

},

"x[4,10]": {

"Value": 1.0

},

"y[1,2]": {

"Value": 1.0

},

"y[2,3]": { "Value": 1.0

},

"y[3,5]": { "Value": 1.0

},

"y[4,7]": { "Value": 1.0

}

}

}

],

"Solver": [ {

"Error rc": 0, "Id": 3,

"Message": "bonmin\\x3a Optimal", "Status": "ok",

"Termination condition": "optimal", "Time": 13399.629399061203

}

]

}