Обеспечение функциональной надежности телекоммуникационных систем на основе топологического ресурса

Современные коммуникационно-вычислительные системы специального назначения выполняют задачи, в первую очередь, по доставке информации между распределенными в пространстве органами, задействованными в решении задач сетецентрического управления. Для современных коммуникационно-вычислительных систем характерен переход к гибридному построению, децентрализованной сетевой архитектуре, что предопределяет формирование единого информационного пространства на основе интеграции информационных систем разной ведомственной принадлежности, и созданных на основе различных методических и технологических платформ. В работе в качестве подходов, позволяющих с единых методических позиций исследовать свойства локальных информационных систем, использованы топологический и ресурсный подходы. Концептуальной основой являлось положение о том, что перспективным подходом к маршрутизации в условиях динамического изменения состояния телекоммуникационной системы является формирование совокупности резервных путей доставки сообщений, что позволит повысить надежность и стабильность функционирования системы. Определены особенности формирования резервных путей, ограничивающие возможность механического переноса методов резервирования, разработанных для технических систем, в область ТКС. Предложена метрика, позволяющая анализировать возможные пути передачи сообщений между узлом-источником и узлом назначения по комплексу статических и динамических признаков.

1. Антонович П.И., Макаренко С.И., Михайлов Р.Л., Ушанев К.В. Перспективные способы деструктивного воздействия на системы военного управления в едином информационном пространстве. Вестник академии военных наук. 2014;(3):93–101.

2. Сурма И.В., Анненков В.И., Карпов В.В., Моисеев А.В. «Сетецентрическое управление»: современная парадигма развития систем управления в вооруженных силах ведущих держав мира. Национальная безопасность / nota bene. 2014;(2):317–327. https://doi.org/10.7256/2073-8560.2014.2.11393

3. Аллакин В.В. Технологии и метрики поддержания функциональной безопасности информационно-телекоммуникационной сети общего назначения. В сборнике: Проблемы технического обеспечения войск в современных условиях: Труды VI межвузовской научно-практической конференции, 02 мая 2021 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного; 2021. С. 491–496.

4. Brown J.I., Kolokolnikov T., Kooij R.E. New approximations for network reliability. Networks. 2024;84(1):51–63. https://doi.org/10.1002/net.22215

5. Huang S., Mukherjee B. Adaptive Reliable Multi-Path Provisioning in WDM Mesh Networks. In: 2008 IEEE International Conference on Communications, 19–23 May 2008, Beijing, China. IEEE; 2008. pp. 5300–5304. https://doi.org/10.1109/ICC.2008.994

6. Crucitti P., Latora V., Marchiori M. Model for cascading failures in complex networks. Physical Review E. 2004;69(4). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.69.045104

7. Peng R. Reliability of interdependent networks with cascading failures. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability. 2018;20(2):273–277. https://doi.org/10.17531/ein.2018.2.13

8. Valdez L.D., Shekhtman L., La Rocca C.E., Zhang X., Buldyrev S.V., Trunfio P.A., Braunstein L.A., Havlin S. Cascading failures in complex networks. Journal of Complex Networks. 2020;8(2). https://doi.org/10.1093/comnet/cnaa013

9. Matsukawa T., Koshiji K., Tojo T. Network Reliability Design and Control Technology for Robust Networks. NTT Technical Review. 2023;21(12):27–32. https://doi.org/10.53829/ntr202312fa3

10. Moshnikov A. Evaluation of Network Reliability and Element Importance Metrics. In: 12th Majorov International Conference on Software Engineering and Computer Systems (MICSECS 2020): CEUR Workshop Proceedings, 10–11 December 2020, Online & Saint Petersburg, Russia. 2020. URL: https://ceur-ws.org/Vol-2893/paper_14.pdf

11. Тимофеев А.В. Адаптивное управление и интеллектуальный анализ информационных потоков в компьютерных сетях. Санкт-Петербург: Анатолия; 2012. 280 с.

12. Богатырев В.А. Информационные системы и технологии. Теория надежности. Москва: Издательство Юрайт; 2024. 366 с.

13. Харари Ф. Теория графов. Москва: Мир; 1973. 300 с.

14. Цветков К.Ю., Макаренко С.И., Михайлов Р.Л. Формирование резервных путей на основе алгоритма Дейкстры в целях повышения устойчивости информационно-телекоммуникационных сетей. Информационно-управляющие системы. 2014;(2):71–78.

15. Макаренко С.И., Квасов М.Н. Модифицированный алгоритм Беллмана-Форда с формированием кратчайших и резервных путей и его применение для повышения устойчивости телекоммуникационных систем. Инфокоммуникационные технологии. 2016;14(3):264–274.

16. Гвоздев В.Е., Гузаиров М.Б., Давлиева А.С., Галимов Р.Р. Оценка характеристик информационной безопасности радиосети MANET на основе анализа топологий связей. Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2023;26(4):35–43. http://doi.org/10.21293/1818-0442-2023-26-4-35-43

17. Макаренко С.И. Метод обеспечения устойчивости телекоммуникационной сети за счет использования ее топологической избыточности. Системы управления, связи и безопасности. 2018;(3):14–30.

18. Das A., Martel C., Mukherjee B., Rai S. New Approach to Reliable Multipath Provisioning. Journal of Optical Communications and Networking. 2011;3(1):95–103. https://doi.org/10.1364/JOCN.3.000095

19. Lee K., Lee H.-W., Modiano E. Reliability in Layered Networks With Random Link Failures. IEEE/ACM Transactions on Networking. 2011;19(6):1835–1848. https://doi.org/10.1109/TNET.2011.214342

20. Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации и принятия решений. Санкт-Петербург: Издательство «Лань»; 2001. 384 с.

21. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети. Москва: Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука»; 1973. 363 с.

22. Braun W. The system archetypes. The Systems Modeling Workbook. 2002;1–26.