NGN желісі құрылымының өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құру

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Жексенбаев Мейрамбек Еділұлы

NGN ЖЕЛІСІ ҚҰРЫЛЫМЫНЫҢ ӨМІРШЕҢДІЛІГІН БАҒАЛАЙТЫН ӘДІСТЕМЕ ҚҰРУ

6М071900 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар» мамандығы мамандығы бойынша техника және технологиялар магистрі академиялық дәрежесін алуға магистрлік диссертация

(ғылыми-педагогикалық бағыт)

Астана 2015

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

«Қорғауға жіберілді»

Радиотехника, электроника және

телекоммуникациялар

кафедрасының меңгерушісі

т.ғ.к., э.ғ.д., профессор

Сеилов Ш.Ж.________________

« » __________ 2015 ж.

МАГИСТEРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ

NGN ЖЕЛІСІ ҚҰРЫЛЫМЫНЫҢ ӨМІРШЕҢДІЛІГІН БАҒАЛАЙТЫН ӘДІСТЕМЕ ҚҰРУ

мамандық: 6М071900 – «Радиотехника, электроника және

телекоммуникациялар»

Магистрант ________________ Жексенбаев М.Е.

(қолы) (әкесі мен есімінің бас әріпі, тегі)

Ғылыми жетекші, _________________ Сеилов Ш.Ж.

т.ғ.к., э.ғ.д., профессор (қолы) (әкесі мен есімінің бас әріпі, тегі)

Кафедра меңгерушісі _________________ Сеилов Ш.Ж.

т.ғ.к., э.ғ.д., профессор (қолы) (әкесі мен есімінің бас әріпі, тегі)

Астана 2015

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Физика-техникалық факультеті

6М071900 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар» мамандығы

Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар кафедрасы

Бекітемін

Кафедра меңгерушісі

Сеилов Ш.Ж.

«__» _______ 20__ ж.

Магистерлік диссертацияны орындауға арналған

ТАПСЫРМА

Магистрант: Жексенбаев Мейрамбек Еділұлы

2 курс, МРЭТ-21, 6М071900 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар» мамандығы, күндізгі бөлім

1 Магистерлік диссертацияныңтақырыбы «NGN желісі құрылымының өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құру» 2013 жылдың «1» қарашада берілген № 7182-Н ректордың бұйрығымен бекітілген.

2 Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі « » мамыр 2015 ж.

3 Жұмыстың бастапқы деректері (заңдар, пайдаланылған әдебиет,зертханалық-өндірістік деректер):

1 Ұлттық ақпараттық магистралдың түйін саны – 17;

2 Ұлттық ақпараттық магистралдың тармақ саны - 19;

4 Диссертация жұмысын әзірлеудегі сұрақтар тізімі:

1 Жұмыстың мақсаты

2 Жұмыстың өзектілігі

3 Қойылған тапсырмасы:

3.1 Телекоммуникациялық жүйенің өміршеңділігі және сенімділігі туралы жазылған ғылыми еңбектерге анализ жасау;

3.2 Жүйедегі ақпарат ағыны мен оны таратудағы маңыздылығын анықтау;

3.3 Байланыс желісінің өміршеңділігінің түйіннің рангына байланыстылығын есептеу;

3.4 Жүйе реконфигурацияға ұшырағаннан кейінгі байланыс орнатудың тиімді жолдарын анықтау;

3.5 Аса маңызды ақпараттарға қызмет көрсету сапасы жоғары болатын жүйенің оптималды құрылымдарын ұсыну;

5 Графикалық материалдың тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және тағы басқалары.):

1 Ұлттық ақпараттық магистралдың сұлбасы, ақпараттық желінің макроструктурасы, желіге зақым келтіруші әсерлердің сұлбасы, мултисервисті желілердің архитектурасының сұлбасы, телекоммуникациялық элементтердің жалпы классификациясының сұлбасы, телекоммуникациялық мониторинг жүйесінің сұлбасы;

2 Өміршеңділікті арттыру жолдары мен сақтау түрлерінің графигі, тиімсіз маршруттау арқылы жүктемелеу процесінің графигі, қазіргі заманғы байланыс желісі трафигінің динамикалық дамуының графигі;

3 Өміршеңділік критерийлерінің кестесі, 50 түйіні бар желідегі жолдар санының кестесі, 100 түйіні бар желідегі жолдар санының кестесі, жолдар санынң тармақ санына байланыстылық графигі, желі өміршеңділігінің ранг саны мен байланысу тармақ сандарына байланыстылық графигі;

4 Максималды ақпарат ағынының пайыздық төмендеуінің көрсеткіші, байланыс орнату сенімділігің кестесі, телекоммуникациялық желі құрылымының өміршеңділігін бағалайтын әдістеменің блок-сұлбасы.

6 Негізгі ұсынылатын әдебиеттер тізімі:

1 Додонов А.Г., Ландэ Д.В. Живучесть информационных систем. – К.: Наук. думка, 2011. – Б. 45–82

2 В.В.Величко, Г.В.Попков, В.К.Попков. Модели и методы повышения живучести современных систем связи. – М.: Горячая линия-Телеком, 2014. – Б. 6-14.

3 Б.С.Гольдштейн, А.Е.Кучерявый. Сети связи – NGN. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург. 2013. Б. 11-40.

4 Б.Г. Волик. Термины работоспособности объектов техники // Автоматика и телемеханика. 2002. №12. С. 174-180.

5 Стекольников Ю.И. Живучесть систем. СПб.: Политехника, 2002. Б. 29-64.

6 Нетес В.А. Основы теории надежности //Учебное пособие. Изд. 2-е.// МТУСИ. – М., 2014. Б. 14-16.

7 Руководящий документ единой сети телекоммуникаций РК // Книга 1. Общие положения и концептуальные основы развития ЕСТ РК. Астана 2004. - Б. 10-18.

8 Князева Н.О. Теория проектировання компьютерних систем. Ч.2. СПД, 2012. – 240 Б.

9 Бaклaнoв И. Г. NGN: пpинципы пocтpoeния и opгaнизaции / пoд peд. Чepнышoвa Ю.Н. – Экo-Тpeндз М.; 2008. – 300 Б.

10 Лaгутин В.C., Cтeпaнoв C.Н. Тeлeтpaфик мультиcepвиcных ceтeй cвязи – Paдиo cвязь –М.; 2003. - 362 Б.

11 Шapoв В. Бaзoвыe тeхнoлoгии мультиcepвиcных ceтeй, ж. Ceти и тeлeкoммуникaции – М.; 2006. – 336 Б.

12 Ceмeнoв В.В. Ceти cвязи cлeдующeгo пoкoлeния - C. Пeтepбуpг, 2005.–270 Б.

13 Гoльдштeйн Б.C., Opлoв O.П., Oшeв A.Т., Coкoлoв Н.A. Мoдepнизaция ceтeй дocтупa в эпoху NGN, ж. Вecтник cвязи.-2003. – 268 Б.

14 Хольц Х., Шмит Б. Linux для Интернета и интранета. М.: Новое знание, 2002, 464 Б.

7 Жұмысқа қатысты кеңестер (оларға қатысты жұмыс бөлімдерінің көрсетілуімен)

Нөмір, бөлімнің аты	Ғылыми жетекші, кеңесші	Тапсырма алу уақыты	Тапсырма бердім (қолы)	Тапсырма алдым (қолы)
Кіріспе	Сеилов Ш.Ж.
Негізгі бөлім	Сеилов Ш.Ж.
Практикалық бөлім	Сеилов Ш.Ж.
Қорытынды	Сеилов Ш.Ж.
Қолданылған әдебиеттер тізімі	Сеилов Ш.Ж.
Нормабақылау	Мухамедрахимова Г.И.

8 Диссертациялық жұмыстың орындалу графигі

№	Жұмыс сатысы	Жұмыс сатысын орындау мерзімі	Ескерту
1	Диссертациялық жұмыс тақырыбын бекіту	Қазан 2013ж
2	Диссертациялық жұмысты дайындау үшін мәліметтер жинау	Қараша 2013ж
3	Диссертациялық жұмыстың теориялық бөлімін дайындау (1 Бөлім)	Желтоқсан-ақпан 2013-2014ж
4	Диссертациялық жұмыстың аналитикалық бөлімін дайындау (2-3 Бөлім)	Наурыз-мамыр 2014ж
5	Диссертациялық жұмыстың толық мәтінінің қолжазбалық нұсқасын аяқтау	Желтоқсан 2014ж
6	Алдын-ала қорғауға диссертациялық жұмысты әкелу	Сәуір 2015ж
7	Рецензияға диссертациялық жұмысты жіберу	Мамыр 2015ж
8	Ғылыми жетекшінің пікірі мен рецензиясы бар диссертациялық жұмыстың соңғы нұсқасын әкелу	Мамыр 2015ж
9	Диссертациялық жұмысты қорғау	Маусым 2015ж

Тапсырма берілген күн «____»____________20___ж.

Ғылыми жетекші т.ғ.к., э.ғ.д., профессор Сеилов Ш.Ж.

Тапсырманы орындаған Жексенбаев М.Е.

БЕЛГІЛЕУЛЕР

	жолдар саны (аналитика)
	жолдар саны (эмпирика)
	логарифмдік ауытқу ,
	тармақ саны
	аралығындағы тармақтың үзіліссіз жұмыс жасау ықтималдылығы
	ранг саны
	бағытталмаған толық байланысқан желідегі ранг саны
	табиғи апат әсерінен апатқа ұшырау ықтималдылығы
	түйін саны
	максималды тармақ саны
	жағымсыз әсерден кейінгі максималды ақпарат ағыны
	орташа ең қысқа жолдар
	реконфигурация болғаннан кейінгі максималды ақпарат ағыны
	реконфигурация болғаннан кейінгі ең қысқа жолдар
	ағымның сәйкес классының талап еткен шамасын қамтамасыз ететін шама
	рұқсат етілген максималды ақпарат ағыны
	приоритетті максималды ақпарат ағыны

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР ТІЗІМІ

4G	4 Generation	4 ұрпақ
ATM	Asynchronous Transfer Mode	Асинхронды транспортты модуль
BGP	Border Gateway Protocol	Шекаралық маршруттау хаттамасы
DSLAM	Digital Subscriber Line Access Multiplexer	Цифрлы абоненттік жолға қол жеткізу мультиплексоры
SDH	Synchronous Digital Hierarchy	Синхронды цифрлық иеархия
GSM	Global System for Mobile communication	Мобильді байланыстың цифрлық стандарты
IAD	Integrated Access Device	Қол жеткізудің интеграцияланған құрылғысы
ITU	International Telecommunication Union	Халықаралық электрбайланыс одағы
INAP	Intelligent Network Application Protocol	Интеллектуалды желінің қолданбалы хаттамасы
IntServ	Integrated Services	Интеграцияланған қызмет көрсету
IP	Internet Protocol	Интернет хаттама
ISDN	Integrated Service Digital Network	Интеграцияланған қызметті цифрлық желі
ISUP	ISDN User Part	Интеграцияланған қызметті цифрлық желідегі қолданушының төменгі жүйесі
LAN	Local Area Network	Локалді желі
MRTG	Monitoring Ring Time Gate	Транспортты шлюздарды басқару хаттамасы
NETMON	Network Monitoring over Nate	Транспортты шлюздарды басқару хаттамасы
MPLS	Multiprotocol Label Switching	Многопротокольная коммутация по меткам
MRS	Media Resource Server	Сервер медиаресурсов
MG	Media Gateway	Транспортты шлюз
NGN	Next Generation Network	Келесі ұрпақ желісі
OSI	Семиуровневневая модель	Жеті сатылық деңгей
PDH	Plesiochronous Digital Hierarchy	Плезиохронды цифрлық иерархия

НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР

Бұл диссертациялық жұмыста келесі стандарттарға сәйкес сілтемелер көрсетілген:

– ҚР СТ 1.12-2000 Нормативтік мәтіндік құжаттар. Мәтіндік құжаттардың құрылымы, мазмұны, ресімдеуінің жалпы талаптары.

– Диссертация мен авторефератты рәсімдеу бойынша нұсқаулық. ҚР Білім және ғылым министрлігі, Жоғарғы аттестациялық комиссия. 2 Алматы, 2004 ж.

– ҚР СТ 2.3-2001 Физикалық шамалар бірлігінің эталоны. Негізгі ережелер, әзірлеу, бекіту, тіркеу, сақтау және қолдану тәртібі.

– ҚР МЕСТ 7.1-2003 Библиографиялық жазулар. Библиографиялық сипаттама беру. Құрастырудың жалпы талаптары мен ережелері.

АҢДАТПА

Магистерлік диссертация кіріспеден, 3 бөлімнен, 1 қосымшадан, қорытынды және саны 33 тең пайдаланылған әдебиеттер тізімінен, компьютерлік мәтіннің 65 бетінен тұрады, оның ішінде 17 сурет және 5 кесте бар. Зерттеу нысаны – қазіргі байланыс желілерінің құрылымдық өміршеңділігі.

Жұмыстың мақсаты – байланыстың үзілісіздігін және қызмет көрсету сапасын арттыру мақсатында өміршең құрылымдық сұлбаларға анализ жасап, математикалық моделін құру.

Құрылымдық формулалар арқылы қазіргі байланыс желілерінің қызмет көрсету сапасының жоғары болу ықтималдылығының ранг санына тәуелділігі зерттелінді. Байланыс жүйесінің кез келген бір түйіні немесе тармағы істен шыққаннан кейінгі жүйедігі өзгерістер есептелінді. Осыларды есепке алып, ақпараттық байланыс өміршеңділігін бағайлайтын жаңа әдістеме құрылды.

АННОТАЦИЯ

Магистерская диссертация состоит из введения, 3 глав, 1 приложения, заключения, 33 библиографических источников и 65 страниц основного компьютерного текста, включая 17 иллюстраций и 5 таблицы. Объект исследования – структурная живучесть сетей нового поколения.

Цель работы – повысить качество обслуживания и обеспечить непрерывность сетей путем анализирования и математического моделирования структур телекоммуникационных сетей.

Используя формулы, была определена зависимость вероятности высокого качества обслуживания от ранга каждого сетевого узла. Сделан расчет характеристик системы при выходе из строя какого нибудь узла или ветки. В результате расчетов моделирована новая методика оценки живучести инфокоммуникационных сетей.

ABSTRACT

Master thesis consists of introduction, 3 chapters, 1 appendix, conclusion, 65 pages of the main computer text, including 17 illustrations and 5 tables. Object of the research is a structural survivability of the new generation networks.

Research aim is to increase quality of service and to provide networks continuity by analysis and mathematical modeling of telecommunication networks structures.

Using formulas dependence of quality probability of service on a rank of each network knot was defined. Calculation of characteristics of system is made, at failure of any knot or branch. As a result of calculations a new technique of an assessment of infocommunication networks survivability is simulated.

МAЗМҰНЫ

Кіpіcпe		11
1	Желі өміршеңділігін талдаудың әдістемелік сұрақтары	17
1.1	Ақпараттық желілердің концептуалдық модельдерін талдау	17
1.2	«Өміршеңділік», «сенімділік», «бұзылу төзімділігі» түсініктері	18
1.3	Өміршеңділік критерийлері	22
1.4	Байланыс желісін бұзатын әсерлер және олардың классификациясы	23
2	Байланыс желісінің архитектурасы	25
2.1	Байланыс желілерін құрудың технологиялары	25
2.2	Байланыс желілерінің архитектурасы және топологиясы	34
2.3	Телекоммуникациялық жүйелердің жұмыс жасау алгоритмі	39
2.4	Мониторингтің негізгі типтерінің классификациясы	41
2.5	Өміршеңділікті арттырудың жолдары және сақтау түрлері	43
2.6	Желідегі жалпы қолданыстағы ресурстарды тиімді қолдану мәселелері
		47
2.7	Қазіргі заманғы байланыс желісі трафигінің динамикалық дамуының сапалық көрсеткіштері
		50
3	Желінің істен шығу және өміршеңділкке қол жеткізудің математикалық және программалық алгоритмі
		54
3.1	Тапсырма қою	54
3.2	Ұлттық ақпараттық супермагистраль	54
3.3	Жолдар санының тармақ санына байланыстығы алгоритмі	57
3.4	Өміршеңділікті бағалайтын алгоритм, трафик талдауы	62
Қopытынды		71
Пaйдaлaнылғaн әдeбиeттep тізімі		74
Глоссарий		76
Қocымшa А		78

КІРІСПЕ

Магистерлік диссертация тақырыбы: NGN байланыс желісінің өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құру.

Магистерлік диссертация тақырыбының өзектілігі. Телекоммуникациялық желілердің (ТКЖ) эффективті түрде жұмыс жасауы, ТКЖ бірнеше қасиеттеріне байланысты. Оның ішіндегі ең бастысы өміршеңділік болып табылады. Соңғы онжылдықта телекоммуникаясының интенсивті түрде дамуына байланысты оның өміршеңділігін арттыру өзекті проблемалардың бірі болып келеді. Қызмет көрсету сапасын арттыру үшін желідe кез келген ақау болған жағдайда, жүйе функционалдық немесе структуралалық құрылымын өзгертіп, жұмысын жасай береді. Осыған орай қызмет көрсетуді жалғастыру немесе қалпына келтіру операцияларын басқаратын, тиімді және тез ойланатын алгоритм әрқашан керекті болады.

Қaзіp қoлдaнушығa қapaпaйым үй тeлeфoнымeн қoңыpaу шaлу жeткілікcіз. Oл oдaн дa aумaқты мүмкіндіктepгe яғни кeз кeлгeн жepдe тұpып, көшeдe, пoeздa, кopaбльдe, әлeмнің кeз кeлгeн нүктecіндe дocтapымeн, жaнұяcымeн cөйлece aлaтындaй мүмкіндіктepгe иe бoлғыcы кeлeді. Және олар үшін байланыс үздіксіз, үзіліссіз болуы керек. Оған қол жеткізу өміршеңділікті арттырумен тура пропорционал болып келеді.

Телекоммуникациялық жүйелердің өміршеңділігі туралы сұрақтар Додонов А.Г. монографиясында терең және жан жақты зерттелген [1]. Ғалымдар телекоммуникациялық желілердің өміршеңділігін былай түсінеді: желінің жаңа жағдайға бейімделуі және негативті әсерлерге төзімділігі, құрылымы өзгергеніне қарамай өзіне қойылған жұмыстарды толықтай немесе белгілі бір мөлшерде атқаруы. Өміршеңділіктің негізгі қасиеті белгілі бір істен шығу байқалған жағдайда да функционалдық қызметін атқару. Ғалымдардың айтуы бойынша ТКЖ өміршең болып табылады, егер көп істен шығу болған жағдайда жүйе жұмыс жасауын тоқтатпаса. Істен шығуға тұрақты жүйеде қосымша ресурстар арқылы ақау болған кезде қалпына келтіру жұмыстарын жасауға бейім болса, өміршең жүйе ақау болғаннан кейінгі қолда бар ресурстар мен структура арқылы жұмыс жасауымен ерекшеленеді. Ғалымдардар құрылымдық және функционалдық деп өміршеңділікті екіге бөледі. Құрылымдық өміршеңділік туралы айтқанда біз желінің топологиясы мен желі құрылымындағы компоненттердің сеніміділігін есепке аламыз. Құрылымдық өміршеңділікті талдау кезінде оның топологиясының байланыстылығының бұзылуға төзімділігін зерттейміз. Ал функционалдық өміршеңділікті қарастыру кезінде әр түрлі желі компоненттерінің программалық ақауларға төзімділігін зерттейміз.

Бірақ функционалдық өміршеңділікті арттыру үшін көптеген бағдарламалар, технологиялар бар. Traffic Engineering концепциясы желі арқылы таратылып жатқан ақпарат ағымын ретке келтіреді. Ақпараттар белгілі бір тармақта тұрып калмайды, желі ресурстарын біркелкі пайдалануға көмектеседі. Алайда, құрылымдық өміршеңділік өзекті мәселе болып қала беруде. Себебі техногендік, табиғат апаттар кез келген уақытта желі құрылымындағы әрбір элементке кері әсер етуі мүмкін. Олардан ешкім сақталмаған. Осыған орай бұл диссертациялық жұмыстың негізгі мақсаты, осындай келеңсіз жағдай болған жағдайда, желідегі жұмыс жасауға қабілетті барлық ресурстарды пайдаланып, қызмет көрсету сапасын (QoS) түсірмей жұмыс жасай алатын жүйе құру. Сол жүйенің алгоритмін жасау.

Магистерлік диссертацияның мақсаты. Байланыстың үзілісіздігін және қызмет көрсету сапасын арттыру мақсатында телекоммуникациялық желілердің өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құру.

Магистерлік диссертацияның ғылыми жаңалығы. Максималды ақпарат ағыны матрицасы мен ең қысқа жолдар матрицасы арқылы, жүйедегі бір элемент істен шыққаннан кейін жүйені реконфигурациялап, бірінші приоритетті ақпарат үшін және жалпы қолданыс үшін үзіліссіз жоғары сапалы байланыс орнататын әдістеме құрылды.

Магистерлік диссертацияда қозғалған ғылыми мәселелердің заманауи деңгейін бағалау. Қазіргі кезде телекоммуникациялық желілердің өміршеңділігін, соның ішінде құрылымдық өміршеңділігін арттыру мақсатында шет елдік ғалымдар, соның ішінде Ресей, Украина, АҚШ, өздерінің әдістер мен моделдерін ұсынуда. Ресей ғалымдары құрылымдық өміршеңділікті соғыс немесе табиғи, техногенді апаттар болған жағдайда бағалайтын әдістемесін ұсынды. Бұл әдістемеде ақпарат приоритеттілі көзделмесе де, апат шығыны, оны қалпына келтірудің шығындары есептелініп, математикалық модель жасалынған. Ал кейбір ғалымдар бірінші кезекке ақпарат маңыздылығын қойған. Аса қажетті ақпаратты тарататын өміршең желінің құрылымдық өміршеңділігін бағалайтын әдістемелер жасаған. Менің диссертациялық жұмысымда да жалпы өміршеңділік пен приоритетті ақпараттардың өміршеңділігі көзделген.

Магистерлік диссертацияның ғылыми маңыздылығы. Осы ғылыми-зерттеу жұмысының нәтижелері телекоммуникациялық жүйелердің өміршеңділігін бағалауда маңызды болуы мүмкін. Желі құрылымын жобалаудан бұрын ақпарат ағыны таратудың жақын оптималды жолдарын, қызмет көрсету сапасы деңгейін, жүйеде кез келген элемент істен шыққаннан кейінгі жүктеме мөлшерін анықтап алу, сапалы жоба құруға септігін тигізеді.

Магистерлік диссертацияның практикалық маңыздылығы. Жұмыстың практикалық маңыздылығы зерттеудің нәтижелері мен қорытындыларын қазіргі заманғы телекоммуникациялық желілердің транспорттық деңгейін проектілеу кезінде қолдануға болады.

Қойылған мақсатты орындау үшін келесі міндеттер шешілуі қажет:

– Телекоммуникациялық жүйенің өміршеңділігі және сенімділігі туралы жазылған ғылыми еңбектерге анализ жасау.

– Жүйедегі ақпарат ағыны мен оны таратудағы маңыздылығын анықтау.

– Байланыс желісінің өміршеңділігінің түйіннің рангына байланыстылығын есептеу.

– Жүйе реконфигурацияға ұшырағаннан кейінгі байланыс орнатудың тиімді жолдарын анықтау.

– Аса маңызды ақпараттарға қызмет көрсету сапасы жоғары болатын жүйенің оптималды құрылымдарын ұсыну.

Магистерлік диссертацияның зерттеу объектісі: транспорттық деңгейдің өміршеңділігі.

Магистерлік диссертацияның теориялық негізі. Бұрынғы және жаңа тәсілдердің салыстырылуы Додонов А.Г., Ландэ Д.В. және Стекольников Ю.И. мен Величко В.В., Попков Г.В., Попков В.К. [1-5] ғылыми-зерттеу және әдістемелік-зерттеулерінен алынды. Соның ішінде Попков В.К. ғылыми зерттеулерін ерекшелеген жөн, себебі оның еңбектерінде заманауи телекоммуникациялық жүйелердің табиғи немесе қасақана әрекеттерге төзімділігі, соғыс, апат болған кездегі байланыс желісінің өміршеңділігі зерртелген. Ал Волик Б.Г. еңбегінде техникалық терминология толықтай ашылып, оларға қол жеткізу әдістері көрсетілген. Нетес В.А. [6] өз еңбегінде сенімділіктің теориялық негізін ашып көрсеткен.

Магистерлік диссертацияның зерттеу әдісі. Аса маңызды ақпарат ағыны мен қысқа жолдарды табудың матрицалық әдісі. Максималды ақпарат ағынының матрицалық кестесі және байланыстың ранг санына байланыстылығының логарифмдік ауытқу графиктері.

Магистерлік диссертацияның методологиялық негізі. Байланыстың өміршеңділігін бағалау үшін, еліміздің көпхаттамалы транспорттық желісі болып табылатын Ұлттық ақпараттық супермагистраль талданды. Телекоммуникациялық желі өміршеңділігінің жоғары деңгейде болуы ранг санына байланыстылығын анықтау үшін, толық байланысқан 50 және 100 түйіннен тұратын жүйенің имитациялық моделдері зерттелінді.

Магистерлік диссертацияны қорғауға шығарылатын мәселелер:

– транспорттық желі арқылы таратылатын ақпарат ағынының көлемін анықтайтын есептеулер;

– желі құрылымын өзгерткеннен кейін қызмет көрсету сапасын төмендетпеу жолдары;

– байланыс өміршеңділігінің байланыс тармақтары санына байланыстылық графигі.

Магистерлік диссертацияның аппробациясы. Есепті шығару үшін алдын ала шығару әдістері бойынша баяндама Астана қаласындада өткен «Ғылым және білім – 2015» X халықаралық ғылыми конференциясында (10 сәуір 2015 ж.) баяндама жасалды.

Жарияланған мақалалар:

1 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, «Ғылым және білім - 2015» атты X Халықаралық ғылыми конференциясы «Алгоритм оценки структурной живучести телекоммуникационных сетей» Қазақстан, Астана 2015.

2 «Анализ задач обеспечения надежности, живучести и устойчивости функционирования инфокоммуникационных сетей». Профессиональный журнал о телекоммуникациях «Информационные телекоммуникационные сети». Собственник: ТОО «Broadcast and Telecommunication Consult», №1-2 (101-102) 2015, – C.45-48.

3 «Надежность в городских транспортных сетях». Материалы Республиканской научно-практической конференции «МОЛОДЕЖЬ И НАУКА В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ» 10-11 апреля 2015г. 1 часть Талдыкорган. – С. 335-337.

Магистерлік диссертацияның нәтижелері. Магистерлік диссертацияның қорытындысы бойынша келесі нәтижелерге қол жеткізілді:

– Бір-біріне тәуелсіз байланыс жолдарының байланыс тармақтары санына байланыстылығы анықталынды.

– Байланыс сенімділігінің байланыс түйіндерінің ранг санына байланыстылығы анықталынды.

– Жүйеге жағымсыз әсерлер зардап келтіргеннен кейінгі байланыс орнатудың тиімді жолдары көрсетілді.

– Телекоммуникациялық жүйе реконфигурацияға ұшырағаннан соң, аса маңызды ақпарат үшін қызмет көрсету сапасын төмендетпейтін әдістеме құрылды.

Магистерлік диссертацияның құрылымы. Кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшадан, сонымен бірге абревиатуралар тізімі мен глоссарийден тұрады. Кіріспе 5 беттен, негізгі бөлім 65 беттен, қорытынды 3 беттен тұрады, библиографиялық әдебиеттер саны – 33 , қосымшалар саны – 1.

Кіріспе бөлімде диссертациялық жұмыс тақырыбының өзектілігі, практикалық маңызы қарастырылды және қозғалатын мәселенің, яғни желінің құрылымдық өміршеңділігін арттыру және алгоритмін құру мен математикалық моделін жасау жолдары қарастырылды. Сонымен бірге, диссертациялық зерттеудің мақсаты, міндеті және объектісі тұжырымдалды. Диссертациялық жұмысты жасауға қолданылатын теориялық, методологиялық негіздері және практикалық база сипатталды.

Негізгі бөлім 3 тараудан тұрады.

Бірінші тарауда қазіргі заманғы байланыс желілерінің құрылымы, желіні қалыпты жұмыс жасауын сипаттайтын терминдер, өміршеңділік, сенміділік, ақауға төзімділік, үзіліссіздік, қауіпсіздік, желі жұмысын бұзатын факторлар және өмішеңділік критерийлері жазылған.

Екінші тарауда NGN желісін құру жолдары, топлологиясы архитектурасы келтірілген. Телекоммуникациялық желілердің жалпы жұмыс жасау алгоритмі жазылған. Негізгі желіні бақылайтын мониторинг түрі мен өміршеңділікті арттырудың жолдары қарастырылған. Сақиналы, екі сақиналы құрылымдардың резервтеу жүйесі келтірілген және қазіргі заманғы телекоммуникациялық ресурстарды тиімді пайдаланудағы өзекті мәселелер қарастырылған.

Үшінші тарауда ұлттық ақпараттық супермагистралдың ерекшеліктері қарастырылған. Белгіленген жүйедегі түйіндер арасындағы жолдардың тармақ санына байланыстылығының анализі жасалған. Желі өміршеңділігінің желідегі түйіндер рангы санына байланыстылығының есептеулері жүргізілген. Ақпараттық трафик анализі мен жүйе құрылымы өзгеріске ұшырағаннан кейін ақпарат тарату жолдары және қызмет көрсету сапасын түсірмеудің алгоритмі жасалған.

Магистерлік диссертацияның қорытындысында магистерлік диссертацияның нәтижелері бойынша жалпылама түйіндемелер және ұсыныстар тұжырымдалды. Қойылған міндеттерді шешу толықтығы бағаланды. Телекоммуникациялық желілерді бағалау мен құрылымдық өміршеңділігін ұлғайту әдісі ұсынылды, ол сыртқы жағымсыз әсердің нәтижесінде құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштерінің өзгеруін бағалау негізінде желі реконфигурациясы жолымен жүзеге асырылды. Құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштері ұсынылды – орта өлшемді максималды ақпарат ағыны шамасы мен ең қысқа жолдар шамасы, олар өз кезегінде құрылымдық өміршеңділік көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің орташа өлшенген комплексті бағалануы көрсетілді.

Қосымшада қысқа жолдар матрицасы мен максималды ақпарат ағынын және өміршеңділіктің көрсеткіштерін сатылай есептейтін, Java 5.5 тілінде жазылған бағдарламалық жолдар көрсетілген.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ғылыми жұмыстарға қойылатын талаптарға сәйкес жазылған ғылыми, нормативті, статистикалық, электронды және тағы да басқа әдебиеттер тізімі болып табылады.

Негізгі қолданбалы сөздер: өміршеңділік, сенімділік, қызмет көрсету сапасы, байланыстылық, байланыс рангы, көліктік желі, максималды ақпарат ағыны, ең қысқа жолдар, жағымсыз әсерлер.

1 ЖЕЛІ ӨМІРШЕҢДІЛІГІН ТАЛДАУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК СҰРАҚТАРЫ

1.1 Ақпараттық желілердің концептуалдық модельдері

Зерттеу объектісі болып қазіргі заманғы ақпараттық-коммуникациялық технологиялар негізінде құрылған инфокоммуникациялық желілер және оның ішінде болып жатқан таратушыдан қабылдаушыға жіберілген ақпаратты түрлендіру процестерінің қауіпсіздігі, бүтін жетуі болып табылады.

Ақпараттық желі дегеніміз ақпаратқа келесі кейбір операцияларды орындауға арналған ақпараттық амалдардың жиынтығы: қабылдау, жинақтау, тарату, түрлендіру, сақтау, жеткізу, қолдану.

Ақпараттық желінің негізгі макроқұрылымы төмендегі үш элементтен тұрады: терминалдық комплекс, электробайланыс желісі, информациялық және есептеуіш база.

Терминалдық комплекс құрамына (сурет 1) қарапайым телефон аппаратынан бастап қазіргі заманғы абоненттік құрылғылардың, атап айтсақ, мобильді телефондар, дербес ЭЕМ, локальді және есептеуіш желі, жүйелік құрылғылардың барлығы кіреді [2].

Ақпараттық желі

Сурет 1 - Ақпараттық желі макроструктурасы

Электробайланыс желісі дегеніміз біріншілік желі құрамындағы каналдар мен трактардың және осылардың негізінде құрастырылған электросигналға түрлендірілген кез келген ақпаратты жеткізуде тұтынушылардың қажеттіліктерін қамтамасыз ететін екіншілік желілердің жиынтығы.

Біріншілік желі екіншілік желі қолданатын каналдар мен трактарды құрастыруға арналған желі. Жалпы айтқанда ол табиғаты әр түрлі болып келетін физикалық желілерден, тарату жүйесі және басқару жүйесінен тұрады.

Біріншілік желінің тарату жүйесіне кабельдік байланыс, олардың ішінде талшықты-оптикалық, коаксиалды, тропосфералық, серіктік тарату жүйесі және де әр түрлі жиіліктегі радиотолқындар арқылы тікелей радиобайланыс жасау жатады.

Екіншілік желі кез келген абоненттер арасында хаттама тарату немесе алмасу процестерін жүргізу және әр түрлі қызмет көрсетулерді қамтамасыз етеді.

Екіншілік желі біріншілік желінің каналдарынан, ақпаратты түрлендіру аппараттарынан, өңдеу және ақпаратты каналға енгізу құрылғыларынан, коммутация құрылғыларынан және басқару жүйесінен тұрады.

Екіншілік желі құрылымының негізгі элементі болып байланыстың соңғы түйіні болып табылады. Байланыстың сонғы түйіні абоненттерге барлық мүмкін болатын қызметтерді ұсынады.

Байланыстың сонғы түйінің құрылымдық негізгі элементі ретінде белгілі бір пункт немесе станцияны, коммутация және маршрутизация құрылғысын, абоненттік қолжетімділік құрылғысын аламаламыз.

Ақпараттық және есептеуіш база құрамына территория бойынша таратылған, терминалдық комплекстердің есептеулерін жүргізетін жоғары қуатты компьютерлер мен ақпараттар жүйесі кіреді.

Электробайланыс желісі кез келген ақпаратты рет ретімен терминалды комплекстер арасында жеткізу қызметін атқарады. «Жеткізу» деген ұғымды былай түсінеміз: ақпаратты байланыс каналы арқылы тарату, коммутация, ақпаратты тарату барысында каналдың түйіндерінде сақтау, оның ішінде оперативті, длительное және архивті сақтау.

Байланыс желісінің өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құру үшін желіні шартты түрде екі немесе көпполюсті деп екі класка бөлеміз. Егер байланыс жүйесінде тек екі ғана ақырғы түйін болатын болса – екі полюсті, ал түйін саны екіден көп болса, онда көпполюсті. Екі полюсті желіні көпполюсті желідегі кез келген екі түйін арасындағы байланыстың өміршеңділігін зерттеген кезде пайдалануға ыңғайлы.

Ақпаратты жеткізу жүйесі бір бірімен өзара тікелей немесе жанама байланысқан бірнеше элеметтерді қосады. Егер осы жолдағы элементтердің біреуі істен шықса, жүйенің қалыпты жұмыс жасауына белгілі бір мөлшерде кері әсер етеді [3].

1.2 «Өміршеңділік», «сенімділік», «бұзылу төзімділігі» түсініктері

Қазіргі кезде телекоммуникация саласында, соның ішінде желіні немесе жүйені қалпына келтіруде, терминологияны дұрыс түсінбеуге байланысты қарастыратын өзекті мәселелер бар. Ол терминдер: өміршеңділік, сенімділік, бұзылу төзімділігі, қауіпсіздік, дайын болу. Бұл терминдерді шатастыру, күрделі құрылымды, жоғары сапада тұрақты түрде қызмет көрсете алатынына кепілдік бере алмайтын желілерді құрастыру немесе проектілеу кезіндегі қателіктерге әкелдіріп соқтырады. Бұл әрекеттер тұтынушылардың сенімінен шықпайды және экономикалық жетістіктерге әкелмейді.

Осындай қателіктермен соқтығыспау үшін әрбір терминді максималды дұрыс және сенімді түсіну керек.

Сенімділік (dependability). Сенімділік дегеніміз объектінің уақытқа қарай берілген шектерде шартты функцияларды орындау тәсілдерін белгілі режімдер мен қолдану жағдайларында, техникалық қызмет көрсету, жөндеу, сақтау, көлік тасымалдау; қалтықсыз жұмыс істеу, ұзақ мерзімділік, жөндеуге жарамдылық, сақтаушылық қасиеті. Құрылғының тоқтаусыз жұмыс істеу мүмкіндігі, оның орташа тоқтамай жұмыс істеу уақыты, істен шыққан жағдайда қайта қалпына келтірудің орташа уақыты сенімділік көрсеткіштеріне жатады

Сенімділіктің негізгі сапалық көрсеткіші тұтынушыға уәде етілген қызмет көрсетудің сапасын түсірмей, уақытылы, толық қызмет көрсету. Бұл көрсеткіш тұтынушылардың осы қызмет үлгілеріне деген көзқарасын, сену деңгейін анықтайды. Ал сенімділіктің негізгі сандық көрсеткіші ретінде біз қарастырылып отырылған жүйенің, осы жүйеге тән ақаулардың жолын алдын алуын айтамыз. Себебі жүйе қалыпты жұмыс жасамаса, тұтынушыларды қанағаттандырмай, басқа бәсекелестердің сервисіне ауысып кетуі мүмкін.

Сенімділік теориясының негізгі түсінініктері: бүтін күй, бүтін емес күйжұмысқа қабілетті/қабілетсіз жағдай, тұрақсыздық фактор (fault), ақау (error), істен шығу (failure).

Бүтін күй кезінде объект өзінің нормативтік-техникалық және конструкторлық құжаттарында көрсетілген барлық талаптарға сай қызмет көрсетуі қажет. Кез келген бір пункт бойынша жүйе жұмыс жасауын тоқтатса немес сәйкес келмесе, бүтін емес күй болып табылады.

Объект жұмыс жасауға қабілетті болып табылады, егер оның функционалдық параметрлерінің критикалық мәндері рұқсат етілген жағдайдағы мәндерінен аспаса. Кез келген бір пункт бойынша сәйкес келу болмаса, ол жұмыс жасауға қабілетсіз болып табылады. Бүтін емес күй жұмыс қабілетті болуы мүмкін және керісінше, ал жұмысқа қабілетсіз объект әрқашан бүтін емес күй болып табылады.

Тұрақсыздық фактор (fault) – «физикалық немесе технологиялық процесс негізі болып табылатын электробайланыс жүйесіне сырттан не іштен әсер ету кезіндегі элементтердің істен шығуы.

Ақау (error) – техникалық құрылғының техникалық құжаттарындағы кез келген бір негізгі немесе қосымша параметрлерінің бірінің сәйкес келмеген кездегі жағдайы.

Істен шығу (failure) – «объектінің жұмыс жасау қабілеттілігінен толықтай айырылуы».

Соңғы үш онжылдықта жүйенің сенімділік комплекстік ұғым ретінде талдап келінуде. Оны төмендегі терминдермен қосып түсіндіріп келеді:

– дайындылық (availability): қалыпты қызмет көрсетуге дайын болу;

– тоқтаусыздық (reliability): қалыпты қызмет көрсетудің үзіліссіздігі;

– апатқа төзімділік (cafety): апаттық жағдайлардың тұтынушыларға әсер етпеуі;

– құпиялылық (confidentiality): жабық ақпараттарға санкцияланбаған қол жетімділікті болдырмау және жария етілмеу;

– бүтінділік (integrity): жүйеге санкцияланбаған өзгертулерді енгізудің мүмкін болмауы;

– жөндеуге тұрарлық (maintainability): жүйені өзгертуге және оны әрі қарай дамытуға болатын жағдай.

Жүйесінде тұрақсыздандыратын факторлардың сөзсіз пайда есебінен болатын толық дайындығы, сенімділік, қауіпсіздік, немесе апат қалпына келтіру, сандық, сенімділік атрибуттары, тезірек абсолюттіктен қарағанда салыстырмалы ықтималдық жағынан детерминирлеп бағалануы тиіс.

Төзімділік (fault tolerance). Бұл сипат бір немесе бірнеше компоненттердің сәтсіздіктен кейін оның орындалуын қамтамасыз ету үшін жасалатын техникалық қызметтер жүйесі болып табылады. Жүйедегі кез келген элементтің төзімділігімен анықталады. Себебі барлығы қосылып бір төзімді жүйе құрастырылады. Төзімділіктің негізгі факторы – тұтынушыдан белгілі бір жүйенің элементі істен шыққан жағдайда оны жасыру. Төзімділіктің атрибуттары ретінде мыналарды аламыз: дайындылық, жұмыс жасауға қабілеттілік, жөндерге тұрарлық.

Ақауға төзімділікке қол жеткізудің бірнеше жолдары бар. Негізгі жағдайда ақауларды табу және оны қалпына келтіру жұмыстары жүргізіледі. Ақауға төзімділік қасиетін жүйе құрастырылып жатырылған жағдайда алады деп айтуға болады.

Тоқтаусыздық (reliability - безотказность). Сенімділік пен ақауға төзімділікке қарағанда тоқтаусыздықты математикалық функция арқылы өрнектеуге болады. Тоқтаусыздық – жүйенің немесе элементтің қатесіз, тоқтаусыз белгілі бір қойылған уақыт аралығында жұмыс жасау қабілеттілігі. Математикалық тұрғыда тоқтаусыздық: жүйенің өзіне жүктелген міндеттерді белгілі бір t уақыт аралығында атқару, егер t=0 кезінде жүйе толықтай жұмыс жасауға қабілетті.

Тоқтаусыздықтың дайын болудан негізгі айырмашылығы жүйе белгіленген уақыт аралығында тоқтаусыз жұмыс жасауы керек, істен шығу болып, оны қалпына келтіру жұмыстары рұқсат етілмеген. Керісінше, дайын болу белгіленген уақыт аралығында жүйенің жұмыс жасауы, оған қоса істен шығу жағдайында қалпына келтіру жұмыстары рұқсат етілген.

Тоқтаусыздық атрибуттарына қалпына келтіруге тұрарлық және тестілеуге тұрарлық терминдерін жатқызамыз. Дайын болуды да тоқтаусыздықтың атрибуты ретінде ала аламыз, егер тек кейбір дербес жағдайларды қарастыратын болсақ.

Қауіпсіздік (security - безопасность). Қауіпсіздік сенімділікпен тығыз байланысты: олардың атрибуттары бірде й, бірақ әр түрлі мағынаны білдіреді. Классикалық тұрғыдан қарасақ, қауіпсіздік дегеніміз жүйенің айналасын физикалық және виртуальді қаппен корғау болып табылады. Ал жалпы айтқанда, қауіпсіздік – объектіні тілемеген әрекеттерден қорғау. Жүйенің және ақпараттың қауіпсіздігі бүтінділік, дайын болу және конфиденциялдылық ұғымдарымен байланысты. Осыған байланысты қауіпсіздік – жүйені, желіні, ондағы элементтерді кері әсер етуші әсерлерден қорғау, ақпаратты қорғау. Қауіпсіздіктің тағы да бір қызметтеріне мүмкін болатын ақауларлың алдын алу, бұған жүйенің ішкі ақаулары да жатады және бұзу мен бұзып кіруге төзу.

Кей кезде қауіпсіздікті кез келген бұзушы әсерлер болған кездегі жүйенің өміршеңділігі деп түсінеді. Қауіпсіздікті қамтамасыз ететін, қауіпсіздікті бұзатын немесе оған зақым келтіретін факторларды табу үшін көптеген механизмдер қарастырылған. Атап айтсық, криптография, қол жетімділікті басқару, аутентификациялау, файерволдар, қауіп–қатерді бағалау, бұзылуларды анықтау және де персоналдардың кәсіби білімін жетілдіру. Бастапқыда қауіпсіздік шарасына жүйені құрастыру кезінде аса қатты мән берілген жоқ. Қазіргі кезде қауіпсіздік ең маңызды факторлардың бірі болып табылады.

Бірақ қауіпсіздіктің атрибуттарын талдау кезінде мамандардың ойы көбіне бір-бірімен сәйкес келмеуде. Жалпы жағдайда бұл атрибуттарды қауіпсіздік құрылымының базистері деп қарастырамыз: есептілік, даярлық, бірдейлілік, жасырындылық, бүтінділік, үзіліссіздік.

Төменде қауіпсіздіктің басқа ұғымдардан негізгі айырмашылықтары көрсетілген:

– қауіпсіздікке әсер етуші негізгі қатер ол – қасақана жасалатын қатерлер, ал қалғандары байқаусызда болатын қатерлерді қарастырады (тек өміршеңділік екеуін де қарастырады);

– қауіпсіздік қатерлерінің шығу тегі адамдардың есебінен болып келеді, оларды модельдеу, ықтималдылық матрицалары арқылы алдын-алу мүмкін емес;

– қауіпсіздікке қол жеткізу үшін басқа механизмдер колданылады (криптография, қол жетімділікті бақылау, аутентификация);

– қауіпсіздік басқа ұғымдарға қарағанда ақау немесе істен шығу болған кезде қалпына келтіру жұмыстарын қарастырмайды немесе оған аз көңіл бөледі [4].

Өміршеңділік (survivability – живучесть). Жүйенің өміршеңділігі дегеніміз сырттан кері етулердің әсерінен белгілі бір элементтерінің істен шығуы байқалған жағдайда да өзінің жұмыс жасауын толықтай немесе белгілі бір мөлшерде қызмет ету. Сырттан болатын кері әсерлерді екіге бөлеміз: табиғи және қасақана. Желінің өміршеңділігі деп көп мөлшерде түйіндер мен байланыс желілерінің істен шығуы болған жағдайда барлық немесе көптеген пунктер арасындағы байланысты тоқтатпау, ең болмағанда төмен сапамен.

Жүйенің өміршеңділігінің негізгі мақсаты: уақытылы өзіне берілген қызметтерді атқару. Осыған орай, өміршеңділік жүйенің толықтай қалпына келтіруін жоққа шығармайды. Жүйе өміршеңділігін төмендегі үш критерий бойынша қамтамасыз етуге болады: қорғау, анықтау және қалпына келтіру. Өміршеңділіктің негізгі атрибуттарына мыналарды жатқызамыз: қауіпсіздік, даярлық, ақауға төзімділік, апатқа төзімділік, жұмыс жасауға қабілеттілік, сенімділік.

Өміршеңділік концепциясы жүйе құрамындағы жеке элементтерге емес, барлық жүйеге тиесілі. Негізгі алға қойылған міндеті жқмыс жасауды қалпына келтіру емес, өзінің жұмысын жасауы. Өміршең жүйе ақаулар мен сырттан келетін бөгдде жағымсыз апаттарға толықтай мән беріп, толықтай әстен шыққанша оны қалпына келтіруге тырысуы керек. Басқаша айтқанда, қауіпті аймақтарда өміршең жүйе ең болмаған төменгі сапамен жұмыс жасауы қажет немесе алдыға қойылған тапсырмаларды орындап алғанға шейін белгеленген уақыт ішінде қызмет көрсетуін тоқтатпау керек.

Жоғарыда айтылған ұғымдардың бір-бірімен байланыстылығын тексеру үшін кесте толтырылды.

Кесте 1 – Қарастырылған түсініктерді талдау

	Сенімділік	Ақауға тұрақтылық	Тұрақтылық	Қауіпсіздік	Өміршеңділік
Атрибуттар	Даярлық Құпиялылық Бүтінділік Ақауға тұрақтылық Апатқа тұрақтылық Қауіпсіздік	Даярлық Қалпына келтіруге бейім Жұмыс жасау қабілеттілігі Жайлап жұмыс жасау қабілеттілігінің түсуі	Даярлық Қалпына келтіруге бейім	Қол жетімділік Есептілік Даярлық Құпиялылық Бүтінділік Тұрақтылық Ақпараттылық Апатқа төзімділік	Даярлық Ақауға төзімділік Жұмысқа қабілеттілік Тұрақтылық Апатқа төзімділік Қауіпсіздік Бүтінділік
Қатер себебі	Тұрақсыздық факторлары, ақаулар, істен шығулар			Әдейі, қасақана және табиғи факторлар	Шабуылдар, ақаулар, апаттар

Анықтап қарасақ кейбір түсініктер қайталанып кездеседі.

1.3 Өміршеңділік критерийлері

Желінің жұмыс жасауға қабілеттілігі – егер желі өзіне қойылған міндеттерді толықтай немесе белгілі бір мөлшерде атқара алатыны.

Элементтердің өміршеңділік критерийлері – белгілі бір әсерлер кесірінен зақым келген жүйенің жұмыс жасау уақыты немесе жұмыс жасауды тоқтатпайтын сыртқы әсерлер.

Элементтердің қалпына келу критерийлері – берілген резервтер мен техникалық қызмет көрсетулер арқылы жүйені қалпына келтіруге кеткен уақыт немесе жұмыс жасауды қалпына келтіретін белгілі бір ресурстардың жиынтығы.

Қалпына келтіру ресурстарына мыналар жатады:

– элементтердің қоры, байланыс орнататын блоктар;

– қалпына келтіру жұмыстарын жүргізетін адамдар саны;

– жаңа элементтер шығаратын кәсіпорындардың болуы.

Элементтердің өміршеңділіктерінің көрсеткіштері ретінде:

– ақаулар мен зақым келтіруші қорлардың саны;

– қалпына келтіруге кеткен орташа уақыт немесе калыпқа келтіруге кеткен ресурстар.

1.4 Байланыс желісін бұзатын әсерлер және олардың классификациясы

Жасанды

Табиғи(шынайы)

Зақым келтіруші әсерлер

Сурет 2 – Зақым келтіруші әрекеттер классификациясы [5]

Табиғатта потенциалды әсер етуші қауіп-қатерлер екіге бөлінеді: табиғи және жасанды. Табиғи қатерлер – ақпараттық желі және оның құрамындағы элементтерге объективті физикалық процестер мен адамның әрекетіне қатысты емес стихиялық табиғи құбылыстар арқылы әсер етулер.

Жасанды қатерлер – адам баласының іс-әрекеті әсерінен болатын қатерлер.

Құрылымдық сенімділіктің критерийлері – өзінің істен шығуымен желінің жұмыс жасауына кедергі келтірмейтін элементтер саны, бір шарт бойынша, кез келген абонент өзіне тиісілі бір элемент істен шыққан кезде басқалармен байланыста болады.

Функционалдық сенімділік критерийлері – белгілі бір интенсивтілікпен істен шығулар байқалған жағдайда жүйенің активті жұмыс жасауын сақтауы. Активті жұмыс жасауын сақтау дегеніміз ақауларға төтеп беру. Оған құрылымдық жүйені қалпына келтіру де жатады.

2 БАЙЛАНЫС ЖЕЛІСІНІҢ АРХИТЕКТУРАСЫ

2.1 Байланыс желілерін құрудың технологиялары

Ақпараттық жүйелерді құрастырудың заманауи негізі цифрлық байланыс желісі болып табылады. Заманауи байланыс желісінің (ЗБЖ) негізгі үш деңгейі бар: біріншілік желі деңгейі, екіншілік желі деңгейі және электробайланыс қызметі.

Желі құрылымының негізі болып біріншілік желі болып табылады. Оның құрамына байланыс түйіндерінің жиынтығы, тарату каналдары, түйіндерді қосатын физикалық желілер.

Цифрлық біріншілік желі (ЦБЖ) – желілік тракттар мен әмбебап цифрлық байланыс каналдарынан (ЦБК) тұратын базалық желі немесе желілік түйіндер, желілік бекеттер, біріншілік желінің шеткі құрылғысы және оларды қосатын желілерден құрылған көліктік желі. ЦБЖ негізінде әр түрлі ЦЕЖ құрастырылады.

Цифрлық екіншілік желі (ЦЕЖ) – ЦБЖ негізінде немесе арнайы каналдардан құрылған цифрлық каналдарды тұтынушыларға жеткізетін желі.

Электробайланыс желісі тұтынушыларға белгілі бір қызмет түрін көрсететін кешендер жиынтығынан тұрады. Олар байланыс деңгейі мен электробайланыс қызметін құрады. Электробайланыс қызметі немесе жүйесінің құрамына екіншілік жел және кейбір жүйелер кіреді, номерлеу, дабыл жүйесі.

Заманауи телекоммуникациялық жүйелердің дамуындағы басты себеп біріншілік және екіншілік желілердің интеграциялық дамуында. ЦБЖ құрылымы өзгеріске ұшырағанынан екі деңгейлік ЦБЖ құрылымы пайда болады: транспорттық желі және қол жетімділік желісі.

Абоненттік қолжетімділік желісі кез келген тұтынушыларды транспорттық немесе кез келген корпоративті желіге қоса алады. Қолжетімділік желісін абоненттік қолдетімді желі, есептеуіш желі және технологиялық желілер деп бөлуге болады. Осылардың барлығын екіншілік желінің жиынтығы деп атаймыз [6].

Абоненттік желілер тұтынушыларды абонеттік сызықтар (АС) арқылы бір-бірімен байланыстырады. АС функциялары:

– тұтынушының абоненттік терминалы мен бекет арасындағы екі жақты хабарламалар алмасуды қамтамасыз ету;

– байланыс орнату немесе ажырату үшін ақпараттық сигналдармен алмасуды қамтамасыз ету;

– байланыс орнатушы бекет пен ақпараттың сапасын түсірмей өзіне берілген тапсырмаларды сенімділікпен орындау.

Мультисервистік желілер (МСЖ) – бұл басқа кластағы, келесі буын желісі NGN концепциясы негізінде құрылған желі. Мультисервистік желілер екіншілік желілер сияқты стандарртық қызметтер мен қоса одан да жетілдірілген қызмет көрсетулерді ұсынады. Осы мультисервистік желілердің базалық принципі – тасымалдау функциясы және коммутация, шақыруларды басқару, қызметтерді бөліп қарастыруында. Осыған орай оның функционалдық моделін төмендегідей қылып ажыратып көрсете аламыз:

– көліктік деңгей;

– коммутацияны басқару және ақпаратты тарату деңгейі;

– қызметтерді басқару деңгейі [7].

Көліктік деңгейдің басты міндеті коммутация және ақпаратты тұтынушыға жеткізу болып табылады. Коммутацияны басқару және ақпаратты тарату деңгейінін міндеті ақпараттық сигналдарды өңдеу, шақыруларды маршрутизациялау және ақпарат ағымын басқару. Қызметтерді басқару деңгейі төмендегі қызметтерді атқаратын логикалық амалдар мен функциялардан тұрады:

– инфокоммуникациялық қызметтер көрсету;

– қызметтерді басқару;

– жаңа қызметтерді енгізу немесе жасау;

– әр түрлі қызметтердың байланыстылығы.

Бұл деңгей қызметтердің спецификасын жүзеге асыру үшін әр түрлі технологияларды пайлдалана алады, мысалы, IP, ATM, FR және ол көліктік желі технологияларына байланысты емес. Бұл деңгейдің бар болуы байланыс желісіне кез келген қызмет үлгісін енгізуге мүмкіндік береді.

Мультисервистік желі негізінде құрылған желінің құрылымдық архитектурасы сурет 2 көрсетілген. Оның негізін тасымалдау қызметін атқаратын көліктік желі және де көліктік желі қызметін атқаратын коммутацияны басқару және ақпаратты тарату деңгейі құрайды. Мультисервистік желінің транспорттық деңгейін жатады:

– тасымалдау және коммутация қызметін атқаратын транзиттік түйіндер;

– мультисервистік желідегі абоненттерге қызмет көрсететін шеткі түйіндер;

– дабыл ақпараттарын өңдеу функциясын атқаратын дабыл контроллерлері;

– дәстүрлі байланыс желісіне қосылу функциясын атқаратын шлюздар.

Мультисервистік желілердің көліктік деңгейін құрастырудың технологиялық негізінде IP және ATM технологиялары қолданылады.

Мультисервистік желілерге абоненттерді қосу үшін келесі қызметтер орындалады:

– байланыс желілерін интеграциялау, яғни абоненттер мультисервистік және дәстүрлі ЖОТЖ, мобильді байланысты телефонияға да қосыла алуы тиіс;

– дәстүрлік желі арқылы қосылу. Шлюздар арқылы мультисервиске өосылуға болады.

ЖОТЖ абоненттік терминал қолданылады, өткізу жолағын үлкейту үшін xDSL технологиясын пайдалануға болады, ал қозғалмалы байланыс үшін – 3G (3 Generation), LTE (Long Term Evolution) [8].

Мультисервистік желіні басқарудағы ең басты ерекшелік: желі әр түрлі типтегі үлкен компонеттерден тұрады, оны салыстырмалы түрдегі әр түрлі шағын коммутациялық құрылғылардан тұрады деп шатастырмаған жөн. Оған қоса мультисервистік желілерде көптеген интерфейстер қолданылады және өткізу жолағы да кең болып келеді. Мультисервистік желілердің дамуы оның құрылымын қайта қарастыруды талап етеді.

Мультисервистік желіні басқару жүйесі қарапайым желінің басқару жүйесіндей етіліп құрылуы керек, яғни модельдер арасында байланыс орнату үшін ашық интерфейстер қолдану керек. Басқару жүйесін интеграциялау үшін ашық стандарттар қолданылуы мүмкін, SNMP, OSI.

Кeлecі ұpпaқ жeліcі қoлдaнушылapдың қaзіpгі уaқыттa нeмece кeлeшeктe қызмeт caнының мaкcимaлдылығынa қoл жeткізуін қaмтaмacыз eтeді. «Кeз кeлгeн жepдe жәнe кeз кeлгeн уaқыттa, кeз кeлгeн қызмeткe қoл жeткізу» дeп қыcқaшa NGN нeгізгі бaғытын кeлтіpугe бoлaды. Мұндaғы жeлінің мәні жaлпы түcінікпeн aлып қapaғaндa кeз кeлгeн типтeгі тpaфиктepді тapaтaтын әмбeбaп кoммуникaциялық opтa бoлып тaбылуы кepeк.

Мультисервисті жeлі дecтeлі кoммутaция тeхнoлoгияcын қoлдaнa oтыpып cөзді, бeйнeні, мәлімeттepді тapaтуғa apнaлғaн әмбeбaпты көп мaқcaтты жeлі. Нeгізінeн, бұл жeлі Internet жәнe тeлeфoн жeлілepінің жaқcы жaқтapынaн құpaлғaн қocылыc дece дe бoлaды. Тәжіpибe жүзіндe aлып қapacтыpaтын бoлcaқ кpитикaлық кepeк кeздepдe мәлімeттepді тapaту жәнe cөздік бaйлaныcтың кeпілдeндіpілгeн caпacын қaмтaмacыз eтeді.

Жoғapыдa кeлтіpілгeн мәлімeттepді қapacтыpмaғaндa, NGN – бұл кeз кeлгeн мeдиaтpaфик түpін тapaтуғa жәнe тeлeкoммуникaциялық қызмeттің шeктeлмeгeн cпeктpін, coнымeн қaтap қызмeт көpceтудің әpтүpлі caпacын қaмтaмacыздaндыpaтын гeтepoгeнді мультиcepвиcті жeлі [9].

Тpaнcпopтты жeлідe мұндaй жeлі қызмeт көpceту caпacын QoS қoлдaйтын әpтүpлі типтeгі дecтeлі тapaтулap үшін тoлық бaйлaныcты инфpacтpуктуpa құpaды. Жaлпы aлынғaн мәлімeттep нeгізінeн NGN жeліcі aқыpғы қoлдaнушығa ІP хaттaмacының үcтіндe қызмeт жeткізуді ұйымдacтыpaтын виpтуaлды жeкe жeлі идeoлoгияcынa көшудe.

Мультисервисті жeлі дecтeлі тeлeфoниядaн VoIP бacтaп интeллeктуaлды тeлeфoнияғa жәнe web-қызмeттepгe дeйінгі көптeгeн әмбeбaп қызмeттepді aшaды. Кeлecі ұpпaқ жeліcі қoлдaнушының opнaлacқaн жepінe жәнe oның қoлдaнып oтыpғaн интepфeйcінe, Ethernet, Wi-Fi, тәуeлcіз қызмeткe қoл жeткізуін қaмтaмacыз eтeтіндігімeн epeкшeлeнeді. Coндықтaн жeлідe қoлдaнaтын кeз кeлгeн қызмeттің түpінe әpтүpлі opтaдaғы кeз кeлгeн қoлдaнушылapдың қoл жeтуінің ықтимaлдылығы тoлық дeceк қaтeлecпeйміз.

Мультисервисті кoнцeпцияcы нeгізіндe құpылғaн элeктpoбaйлaныc жeліcі, дәcтүpлі жeлілepгe қapaғaндa кeлecі apтықшылықтapғa иe:

Oпepaтop үшін:

– әpтүpлі қызмeт түpлepін көpceту үшін біp әмбeбaп жeліні құpу;

– қocымшa мультимeдийлік қызмeт көpceтулepдің apқacындa opтaшa кіpіcті өcіу;

– NGN oпepaтopы oптимaлды түpдe, әp түpлі тpaфикті интeгpaциялaу үшін жәнe жaңa қызмeт түpлepін көpceту үшін, өткізу жoлaғын іcкe acыpуы мүмкін;

– NGN жeліcі әpі қapaй дaмуғa жәнe кeңeюгe жaқcы ыңғaйлaнғaн;

– NGN жeліcі жeңіл бacқapылуғa жәнe экcплуaтaциялaуғa иe;

– NGN oпepaтopы бaйлaныcтың caпacы мeн желі арқылы тapaтылып жaтыpғaн aқпapaт көлeмінe қoйылaтын әpтүpлі тaлaптapы бap жaңa қызмeттep түpлepін eндіpу мүмкіншілігінe иe;

Қoлдaнушы үшін:

– элeктpoбaйлaныc қызмeттep тeхнoлoгияcын іcкe acыpудaн aбcтpaктaу;

– ыңғaйлы түpдe caпaлы жәнe көлeмді қызмeт көpceту түpлepін aлу;

– қызмeт көpceту түpлepін мoбильді түpдe aлу.

Инфoкoммуникaциялық қызмeттepгe төмeндeгідeй тaлaптap қoйылaды:

– қызмeттің мoбильділігі;

– қызмeттің жaңa жәнe икeмді түpін тeз шығapу;

– кeпілді caпa қызмeті [10].

Инфoкoммуникaциялық қызмeт тaлaбынa үлкeн әcep eтіп жaтқaн кoнвepгeнция үpдіcі. Ocының әcepінeн инфoкoммуникaциялық қызмeттep pұқcaт бepудің әдіcінe қapaмacтaн қoлдaнушығa қoл жeтepліктeй бoлып жaтыp.

Жoғapыдa қapacтыpылғaн инфoкoммуникaциялық қызмeттepдің epeкшeліктepін ecкepe oтыpып пepcпeктивті бaйлaныc жeлілepінің тaлaптapын aнықтaуғa бoлaды:

– мультиcepвиcтілік, бұл дeгeніміз тpaнcпopттық тeхнoлoгия жaғынaн көpceтілeтін тeхнoлoгияның тәуeлcіздігі бoлып тaбылaды;

– кeңжoлaқтылық, бұл қoлдaнушының қaжeттілігінe қapaй кeң диaпaзoнды aқпapaттың тapaту жылдaмдығын икeмді жәнe тeз өзгepту мүмкіншілігі;

– мультимeдиялық, бұл жeлінің көпкoмпoнeнтті, дыбыc, мәлімeт, видeo, aудиo, тapaту жәнe дe ocы кoмпoнeнттepді peaлды уaқыттa cинхpoнизaциялaу қaбілeттілігі бoлып тaбылaды. Coнымeн қaтap oл күpдeлі кoнфигуpaциялы бaйлaныcты қoлдaнaды;

– интeллeктуaлдылығы, oл қызмeтті қaмтaмacыз eтуші мeн қoлдaнушы apacындaғы бaйлaныc пeн шaқыpуды бacқapу мүмкіншілігі бoлып тaбылaды;

– pұқcaттың инвapиaнттығы, oл қoлдaнып жaтқaн тeхнoлoгиядaн тәуeлcіз қызмeт көзінe pұқcaт ұйымдacтыpу мүмкіншілігімeн түcіндіpілeді;

– көпoпepaтopлығы, oл қызмeт көpceту үpдіcіндe біpнeшe oпepaтopлapдың қaтыcуынa жәнe oлapдың қызмeт көpceту aумaғынa бaйлaныcты жaуaпкepшілігін бөлу мүмкіншілігі.

Бacқa жaғынaн қapacтыpcaқ, инфoкoммуникaциялық қызмeттep түpлepінің көлeмін үлкeйту, қaзіpгі кeздeгі бap бaйлaныc жeлілepінің қызмeттepінe нeгaтивті түpдe әcep eтуі мүмкін.

Ocының бәpі дәcтүpлі жeлілepдің «кeлeшeк жeлілep ұpпaғы» жaғынa қapaй дaму жoлындa, инфoкoммуникaциялық қызмeттepдің бap eкeнін ecкepугe әкeліп coғaды.

Ocылaй мультисервисті желі қaзіpгі зaмaнғы жәнe жaңa «шeткіқұpылғылapды», aнaлoгты тeлeфoн aппapaттapымeн қoca фaкcимильді, ИҚCЖ құpылғылapын ISDN, әpтүpлі cтaндapтты ұялы тeлeфoндapды, IP хaттaмacы мeн тeлeфoнияны, SIP жәнe H.323, тepминaлдapын, кaбeльды мoдeмдep жәнe тaғы дa бacқaлapды қoлдaйды.

Сурет 3 – Мультисервисті желінің архитектурасы [11]

Инфoкoммуникaциялық қызмeт көлeмдepінің тeз дaмуын бaйқaй oтыpып oлapдың жaқын бoлaшaқтaғы бaйлaныc жeліcін игepіп, икeмдeуін бoлжaуғa бoлaды.

Инфoкoммуникaциялық қызмeттepдің дәcтүpлі бaйлaныc қызмeттepінeн aйыpaтын нeгізгі тeхнoлoгиялық epeкшeліктepі бoлып, кeлecілepді aйтуғa бoлaды:

– инфoкoммуникaциялық көбі «клиeнттік» жәнe «cepвepлік» бөліктepдің бoлуымeн epeкшeлeнeді. Клиeнттік бөлігі қoлдaнушының құpылғылapындa іcкe acaды, aл cepвepлік бөлігі – қызмeт түйіні дeгeн, apнaйы бөлінгeн қызмeт жeлілepіндe бoлaды;

– инфoкoммуникaциялық қызмeттep нeгізіндe мультимeдиaлық aқпapaт жібepуді көздeйді, ceбeбі мультимeдияның жoғapы жылдaмдығымeн, кіpіc жәнe шығыc aғындapдың cиммeтpиялы eмecтігімeн түcіндіpілeді;

– ифoкoммуникaциялық қызмeт көpceту үшін көбінece күpдeлі көпнүктeлі кoнфигуpaция бaйлaныcы кepeк;

– инфoкoммуникaциялық қызмeткe қoлдaнбaлы хaттaмaлapдың әp түpлілігі жәнe қызмeтті қoлдaнушы жaғынaн бacқapу тән;

– инфoкoммуникaциялық қызмeт aбoнeнттepін идeнтификaциялaу үшін, coл инфoкoммуникaциялық қызмeттep aумaғынaн acпaйтын қocымшa aдpecтeу мүмкіндігі қoлдaнылуы мүмкін [12].

Мультисервистік сервис негізін ақпарат тарату, маршрутизация коммутациялық басқару деңгейі және көліктік деңгей функциясын іске асыратын әмбебап көліктік желі құрады. Мультисервистік желінің көліктік деңгейі ақпарат тарату сапасына кепіл беретін жаңа технологиялар - IP (Internet Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), MPLS (Multiprotocol Label Switching) пайдаланумен құрылады.

Мультисервистік желінің көліктік деңгей топологиясы бағытта болжалынған трафик көмегімен, сондай-ақ желі түйіні функциональды тағайындалатын біріншілік желі топологиясымен анықталады. Аймақтық мультисервистік желі құрастырудың оңтайлы жолы болып «жұлдыз» тәрізді құрылысы табылады. Аумақ орталығында соңғы-транзиттік түйін, ал аудан орталығы және үлкен қалаларда соңғы түйін, қатынау түйіні, ұйымдастырылады.

Трафик соңғы түйіннен соңғы-транзиттік түйінге жиналады. Конфигурация нәтижесінде тек «жұлдыз» түрінде ғана емес, «сақина», «ұяшық», «бұтақ» тәрізді де болуы мүмкін. Соңғы түйінді соңғы-транзиттік түйінге жалғау үшін аумақтағы тұрғыедар санын және қажетті телекоммуникациялық қызмет сұранысын білу керек. Осы көрсеткіштерге байланысты сәйкес біріншілік желіге жалғанған nxE1 және E3 арналары қолданылады.

Аймақтық МЖ «сақина» тәрізді етіп, RPR (Resilient Packet Ring, IEEE 802.17) базасымен құру кезінде SDH/PDH цифрлық беру жүйелерінсіз талшықты-оптикалық кабелін қолдануға болады. RPR - OSI моделінің сақиналы құрылымды екіншілік МАК деңгейдегі технологиясы.

2007 жылдың басында ұлттық байланыс операторы «Қазақтелеком» АҚ магистральді көліктік қалааралық мультисервисті құрылысын аяқтады. Бүгінгі күні оған барлық қалааралық телефон станциялары қосылған.

«Қазақтелеком» АҚ Тәуелсіз мемлекеттер достастығы (ТМД) елдерінің ішінде Next Generation Network қалааралық байланыс NGN желісіне көшуді бүкіл ел аумағында жүзеге асырған бірінші оператор болып отыр. NGN көшу бұл өз кезегінде, деректер тарату, дыбыс және бейнекөрініс бір инфрақұрылымға біріктіру болып табылады.

Келесі ұрпақ желісін енгізудегі кеңмасштабты жобаның іске асырылуы, Қазақстанның ақпарат және телекоммуникациялық қызмет көрсету нарығы деңгейін әлемнің бәсекеге қабілетті елдерінің деңгейіне дейін дамытуы керек. Басталғаннан-ақ, бұл процестің шығыны көп болса да, Қазақтелеком бас тартқан жоқ. Бұрынғы ескірген аналогты телефон станциясының абоненттерін цифрлық АТС қолдану кезеңінен өтпей-ақ, жаңа платформаға көшіру, «Қазақтелеком» АҚ қызмет көрсетуге және оның сапасын жоғарылатуға кеткен шығындарын оңтайлы етуге мүмкіндік берді.

Мультисервисті желісні құру кезінде IP біртұтас көліктік желісін қолданғандықтан көп инвестицияны талап етпейді. IP қызмет көрсетудің барлық түріне: телефондама, интернет желісіне қосылу және бейнекөрініс байланыс ұйымдастырудың жаңа принципіне қолданылады және бағдарламалық коммутатормен басқарылатын әмбебап қатынау шлюзін пайдалану қарастырылған. Абоненттер арасындағы байланыс «бір желі-бір қызмет» принципімен құрылатын дәстүрлі телефон желісінде қалыптасқан арналық коммутатормен бірге, NGN IP желісіндегі соңғы тұтынушыға дейін сервис жеткізетін виртуальды байланыс ұйымдастыру принципі іске асырылуда.

Құрылғыларға телефон нөмірлері немесе идентификаторлар беріледі. Ал ол барлық уақытта нақты желімен байланысқан. Тағы да бір артықшылығы технология SIP (Session Initiation Protocol) хаттамасын қолдануға мүмкіндік береді. Ол арқылы әр тұтынушы әлемнің кез-келген нүктесіндегі біртұтас абонент идентификаторы болып табылатын дербес желі нөмірі - SIP ID жеке нөміріне ие болады. NGN бизнес және оқыту жағынан кез-келген саладағы: дыбыс, деректер, бейнекөрініс, ыңғайлы, мықты, үнемді ақпарат хаттамасын басқару құралын қалыптастыру үшін арналған. Жаңа технология біртұтас коорпоративті немесе жеке ақпарат желісін құруда келесідей мүмкіндіктер береді: қажетті контакттерді жоғалтпауға, жүктемені рационды түрде бөлуге және уақытты үнемдеуге, осы арқылы шығынарды азайтуға, басқаша айтқанда кеңжолақты IP желісінің потенциалын ашуға. «Қазақтелеком» АҚ жүзеге асырылып жатырған басқа да жобалар NGN көшумен байланысты.

Бүгінгі күнде ақпараттық және телекоммуникациялық технологиялар әлем экономикасы құрылуының негізгі факторларының бірі болып табылады. Олардың дамуы және конвергенциясы – бұл біртұтас ғаламдық ақпараттық инфрақұрылымды құруға қадам және ажыратылмайтын бөліктің қазіргі кездегі құру тәсілі-өңдеу/сақтау, ақпарат тарату және рұқсат болып табылады. Бұл шарттардың ұлттық мемлекет экономикасының бастапқы міндеті - ғаламдық ақпараттың кеңістік жолындағы сәйкестігін қамтамасыз ететін бүкіләлемдік дамуы.

Телекоммуникациялық нарықтың ғаламдық өзгерістерінің салдарынан, дәлірек айтсақ, желі эволюциясы және конвергенция бағытындағы терминалдық құрылғы, операторлар қызметі ортасында принципті өзгерістер болады. Бұл дәстүрлі телефон қызметін ұсынудан тұрақты табыс бөлігінің азаюына алып келеді. Тұрақты оператор байланысы үшін, қазіргі кезге дейін өздерінің ісін дәл осы дәстүрлі қызметке бағыттаған, бұл тенденция интенсивті ізденісті қажет ететін және енгізу тәсілін білдіреді, олар инфрақұрылымды желінің тиімді пайдалануын, жаңа телекоммуникациялық инфрақұрылымның қосымша қызметін енгізу арқылы біруақытта дамуын қамтамасыз етеді.

Желінің дамуы және конвергенция бағытындағы терминалдық құрылғы бір жағынан негізгі технологиялардың, ал екінші жағынан, – жаңа талаптардың және тұтынушы қажеттілігінің өсуімен анықталады. Қазіргі заманғы клиент интеллектуалды және мобильді болып келеді. Ол саясатқа белгілі индивидуалды қызмет көрсетуін талап етеді, осы саясаттың түрленуін және өз бетінше қондыру мүмкіндігіне ие болуын қалайды, қазіргі және өзінің жеке, жаңа қызметін құратын, саясатқа қызмет ететін келісімшарт бойынша құрады. Ортақ стратегияны пайдалану және желілік ресурстарды виртуалды тарату үлкен дамуға ие.

Сандық технологияның дамуы сонғы онжылдықта интенсивті түрде өтуде, жаңа желілік технологияларды өңдеу және көліктік және коммутациялық дамыту әмбебап желілік құрылым үшін алғышарт құрады, мультисервистік желі бүкіл әлемде келесі ұрпақтың негізі ретінде қарастырылады.

Жаңа желілік инфрақұрылым дәстүрлі желідегі миллиондаған тұтынушыларды қолдай алады. Сондай-ақ ол әртүрлі типті тұтынушылардың арасындағы ақпарат алмасуына мүмкіндік береді.

Келесі ұрпақтағы желілік инфрақұрылым мультисервисті децентрленген басқару қызметімен сипатталуы мүмкін. Оның негізін коммутация пакетін тарататын технологияда негізделген, әмбебап хабардар көлік желісі құрайды. Дәстүрлі түйіндерден басқа мультиплексірлер, маршутизаторлар, коммутаторлар осы желі элементінің құрамына сигнал беру контроллерлері және әртүрлі бағыттағы шлюздар кіреді. Соңғы тұтынушыға ұсынылатын қызметке рұқсат, әртүрлі бағыттағы серверлердің пайда болуына жасалады, мысалы, саясат қызметі, қорғанысы, банк үстемесі.

Қызметтің мобильділігі, олардың тез және икемді жасалу, олардың сапасына кепіл беру, сондай-ақ әртүрлі өндіруші құрылғыларының үйлесімділігін және осы желідегі әртүрлі таратуын үш деңгейде: көліктік, коммутацияны басқару деңгейімен, ақпаратты таратумен және қызметтік деңгейді басқарумен жүзеге асырады. Жаңа мультисервистік желінің көліктік деңгейі барлық қызмет түрлері үшін мөлдір негізінде және электронды–оптикалық коммутатормен берілген магистральді желі болады. Мұндай көліктік бағдарлаудың магистральді желісі тез және сенімді коммутациялауды және қажетті бағытта миллиондаған пакеттерді бір секундта жібере алады.

Онда әртүрлі қосымша ақпаратты өңдеу тәртібі ерекшеленеді, мысалы, интеллектуалды қызмет қолдауына бағыттау, сондай-ақ олар ақпаратты ағын коммутациясын және магистральдің жұмыс істеуін тоқтатуға қабілетті болады [13].

Әрекеттесу функциясы және мультисервистік желідегі қызметті ұсыну интеллекті магистральдік желінің шекарасында шоғырланады, ол олардың қолжетімділігін, мониторинг қарапайымдылығын және ұсынылған қызмет сапа кепілдігін қамтамасыз етеді. Магистральді желі шекарасындағы интеллект дифференциялдау сияқты интегралдау қызметіне де рұқсат береді, магистральді желі мен рұқсат желісінің тәуелсіз дамуы үшін мүмкіндік және үміт береді. Мультисервистік желіні құрудың ең тиімді тәсілі – жаңа байланыс қызметі, бизнес моделінің бағдарланған клиентін өңдеуі және оның негізіне желілік инфрақұрылымды тұрғызу және осы қызметтерге сұранысты жүзеге асыруды қамтамасыз ету. Жаңа инфокоммуникациялық инфрақұрылымның тұрғызу стратегиясы болып:

- кең жолақты мультисервисті желінің пакетті инфрақұрылымын құру;

- жалпы қолданыстағы телефон желісін жеңілдету. Яғни, оның базасындағы дәстүрлі дауыс қызмет ұсынуын жалғастыра отырып, берілген желіге инвестицияны ықшамдайды, сонымен қатар қызмет спектрінің болашақ дамуын және жаңа мультисервистік желі арқылы трафик көлемін қамтамасыз етеді;

– жаңа мультисервистік желідегі жалпы қолданыстағы телефон желісін абоненттердің толық масштабты қамтамасыз етуге рұқсатын және оларға жаңа қызмет базасын ұсыну.

Бірақ жақын арада дауыс қызметі әлі көптеген ұлттық операторлардың басты табыс көзі болып қалады, осы пайда деңгейін сақтап қалу үшін желінің коммутация арналарына қаржы қажет. Бұл шарт бойынша телекоммуникациялық желі пакетті сияқты телефонды коммутация арнасымен де функциялы дамиды.Бұл табысты қолдау және болашақта дамуымен қатар өмір сүреді. Сонымен қатар телефондық желі біртіндеп рұқсат желісіне айналады.

Мультисервистік желіде мультимедиялық трафиктің өсу көлемі өткізу қабілеттілігі аса жоғары арналарды талап етеді. Толқын ұзындығы арқылы тығыздалу технологиясын күтуге болады. Оптика әлі де ұзақ уақыт бойы біртұтас интегралдаушы негіз болып табылады, ал рұқсат беру үшін нақты тапсырмаларды нәтижелі тәсілмен шешетін технологиялар қолданылады.

Мультисервистік концепция желінің әртүрлі құру жағына қатысты бірнеше аспекті құрайды:

– желі жүктемесінің конвергенциясы, мәліметтердің ұсынуынбіртұтас- шеңбер ішінде әртүрлі типті трафикте анықтайды. Мысалы, қазіргі кезде аудио және бейнетрафик көбінесе желі арқылы, ал ақпарат тарату — коммутация желісі арқылы жүзеге асады. Желі жүктемесінің конвергенциясы аудио мен видеоағындардың және өзінің жеке мәліметтер желісі үшін коммутация пакетімен желі тенденциясын анықтайды;

– хаттамалар конвергенциясы, көп желілік хаттамаларды жалпыға анықтайды, әдеттегідей IP. Сол уақытта желілер көптеген протоколдарды басқаруға арналған, солардың ішінде IP, IPX, AppleTalk және бір типті мәліметтер, мультисервисті желілер бірыңғай хаттамаларға және әртүрлі сервистерге, әртүрлі типті трафиктерді қолдау үшін талап етіледі;

– физикалық конвергенция, біртұтас желілік инфрақұрылым - шеңберінде әртүрлі типті трафикті таратуды анықтайды. Және мультимедиялық, өткізу жолағының әртүрлі талаптарын ескере отырып, дыбыстық трафиктер бір құрылғымен жіберілуі мүмкін. Сақтау қорының хаттамасы құрылуының басым кезегі және қызмет ету сапасы QоS әртүрлі трафик түрлеріне арналған қызметтерді дифференциялдауға мүмкіндік береді;

– құрылғы конвергенциясы, әртипті трафикті қолдайтын біртұтас - жүйе шеңберінде желілік құрылғы архитектурасы тенденциясын анықтайды. Коммутатор Ethernet-пакет коммутациясын, IP- маршутизациясын және АТЖ бірігуін қолдайды. Желі құрылғысыжалпы желі хаттамасын тарататын, мысалы, IP және әр түрлі сервисті талаптарға ие мәліметтерді өңдеу мүмкін, мысалы, өткізу жолағы енінің кепілдігі, кідірісі;

– қосымша конвергенция, біртұтас бағдарламалық тәсіл шеңберінде- әртүрлі интеграция функциясын анықтайды. Мысалы, Web-браузер бір бет көлемінде мультимедиялық-мәліметтер дыбыс, бейнесигнал, жоғары рұқсат етілген графиктерді біріктіруге мүмкіндік береді;

– технология конвергенциясы, байланыс желісін құру үшін біртұтас- жалпы технологиялық базаны құруға ұмтылысын білдіреді, ол аймақты байланыс желісін және жергілікті есептегіш желісін қанағаттандыруға қабілетті. Мұндай база қазіргі кезде қолданыста бар: мысалы, асинхронды тарату жүйесі (АТЖ), ол аймақтық және жергілікті есептегіш желіде қолдана алады;

– ұйымдастыру конвергенциясы, желілік, телекоммуникациялық, ақпараттық қызметін орталықтандыруға арналған, мысалы, вице-президент тұлғасында. Бұл дыбыс интеграциясы, бейнесигнал және біртұтас мәліметтер үшін ұйымдастыру алғышартын қамтамасыз етеді.

Барлық айтылған аспекттер мультисервистік желі құрылуының мәселелерін шеткі бөлігінде ғана емес, сонымен қатар оның ядросында да әртүрлі типті трафиктерді тарата алады [14].

2.2 Байланыс желілерін құрудың технологиялары

Көліктік желі құрастырудың топологиясы ретінде қарапайым технологияларды араластырып қолдану жатыр: радиалды-сақиналы, аралас радиалды-сақиналы және өзара әрекеттесуші сақиналар мен әр түрлі комбинациялардағы желілік шаблондар.

Байланыс саласындағы заманауи технологиялардың дамуы келесі технологияларды қолдануға мүмкіндік береді:

– TCP/IP – интернет, TCP/IР протоколдары негізінде құрастырылған немесе тасымалдауды басқару протоколы;

– ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронды байланысу режимі;

– SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – синхронды цифрлық иерархия (СЦИ);

– WDM (Wivelength Division Multiplexing)– толқындық мультиплексорлау;

– DWDM (Dence Wivelength Division Multiplexing) – тығыз толқындық мульплексорлау.

Каналдар мен тракттарды резервтеу арқылы радиалды-сақиналы топологиялы қолдану жоғары сапалы желіні құру үшін өте жақсы шешім болып табылады. Бұл технологияны пайдаланудың артықшылығы 1+1 сұлбасы бойынша екіталшықты сақинаны резервтеу және түрлі комбинацияны колданып төрт талшықты сақинаны резевртеу болып табылады.

Сурет 4 – Өзара байланысты сақиналар топологиясы [15]

Сыртқы радиусы бар радиалды сақиналы топологияның кемшіліктерін жеткілікті серпімсіздік, сақинаның сыйымдылығын толық пайдаланбау ішкі радиусты радиалды-сақиналы топология пайдалану арқылы және өзара байланысқан сақиналаларды колданып, айналып өтуге болады.

Өзара байланысқан сақиналар сурет 4 өзінің жоғары серпімділігінің, әмбебаптығының арқасында керекті резервтеу жүйесі бар, шектеусіз транспорттық желі құрастыруға мүмкіндік береді. Жалпы транспорттық желінің базалық негізі ретінде сегмент құрастыра алатын екісақиналы топологияны айтамыз. Желіде керекті деңгейдегі резервтеу жүзеге асады. Резервтеу барысында желі ресурстарын мүмкіндік болғанша толық пайдаланатын болса, желі қалыпты түрде жүмыс жасайды.

MPLS технологиясы (Multi Protocol Label Switching) – бұл белгілерді қолдану негізінде қаланған, көп протоколды желілерде пакеттерді тез коммутациялауға арналаған технология. MPLS арналық деңгей технологияларына сай трафикпен басқару және желілік деңгейге сай протоколдың иілгіштігі және сыйымдылық мүмкіндіктерін үйлестіреді. «Көп протоколдылық» технологияда MPLS – инкапсуляциаланатын протокол және көптеген басқа протоколдарды транспорттай алады деген мағынаны білдіреді.

MPLS OSI моделінің екінші арналық және үшінші желілік деңгейлер арасында қоюға болатын деңгейде жұмыс жасайды, сол себепті оны екі жарым деңгейдегі протокол деп атайды. Ол арналарды коммутациялау, сонымен қатар пакеттерді коммутациялау желілерінің клиенттері үшін ақпарат таратудың әмбебап қызметін қамтамасыз ету үшін арналған.

Дәстүрлі IP желілерінде пакеттер бір маршрутизатордан екінші маршрутизаторға жіберіледі және әрбір маршрутизатор пакеттің тақырыпшасын оқыған кезде, тағайындалу адресі, одан әрі қандай маршрутпен жіберу туралы шешім қабылдайды.

MPLS протоколында маршрутизатордың жолында тақырыпшалар анализі жүргізілмейді,переадресация тек белгі негізінде бақыланады. Желілі деңгейде дәстүрлі маршрутизациядан артықшылықтары бар. MPLS технологиясы өзінің жастығына қарамастан IP - желілерінің жаңа технологияларының фундамаентін қалап отыр. Бүгінгі таңда MPLS көмегімен әртүрлі есептерді шешуге болады:маршрутизацияның магистральді желісін коммутацияға алмастыру арқылы пакеттердің жылжуын арттыру, Traffic Engineering мәселелерін шешу, желіден өтетін трафиктің жолын маршрутизацияны және байланыс арнасын максималды тиімді қолдану үшін құрастыру, MPLS жолы арқылы өтетін трафиктің өткізу қабілетін резервтеу арқылы қызмет көрсетудің тиесілі параметрлерін қамтамасыз ету, жеке виртуалды желілерді құру (VPN). MPLS қолдану аймағы үнемі кеңейіп отыр, MPLS, SDH және DWDM сияқты біріншілік транспортты желілерде қолданылатын таңдау әдістерін алмастыру және жолды бақылау перспективалары пайда болды.

Resource ReSerVation Protocol (RSVP) протоколы IETF шығарған интегралды қызмет көрсету архитектурасының негізгі протоколы ресурстарды резервтеу RSVP протоколы деп аталады. Ол RFC 2205 құжаттарда және протоколдардың басқа құжаттарында сипатталады.

Аталуына қарасақ хаттама ресурстарды сақтау үшiн; басқа хаттамалар мәліметтерді беру сипаттамасы үшiн қолданылуға арналған. RSVP бiрнеше жiберушiлерге абоненттердiң бiрнеше топтары, жеке алушыларға мәліметтерді жiберуге ерiк берiп және арнаны ауыстыруға рұқсат етiлген өткiзу қабiлетiнiң қолдануын оңтайландырады, сонымен бiрге, шамадан тыс жүктеменiң пайда болуын жояды.

Бұл хаттаманы ең оңай пiшiні бұрын қарастырылған байланыстыратын ағаштарды қолдану арқылы көпадресті маршрутизацияны пайдаланады. Әр тобына топтық адрес белгiленедi. Топқа мәліметтерді жiберу үшін жiберілген пакеттiң бастарында оның адрестерін орналастырады. Содан соң көпадресті маршрутизацияның стандартты алгритмі топтың барлық мүшелерін қамтитын байланыстырушы ағаш құрады.

Маршрутизацияның алгоритмі RSVP протоколының мүшесі болып табылмайды. Қарапайым көпадресті маршрутизациядан айырмашылығы топқа периодты түрде қосымша ақпарат жіберіліп отырады,оның көмегімен маршрутизаторлар мәліметтер структурасын жаңартып отырады.

Қабылдаудың сапасын жақсарту және шамадан артық жүктеуді жою үшін топтағы әрбір қабылдаушы жіберушіге резервтеу туралы сұраныс жібере алады.Сұраныс алдында қарастырылған кері жолдың алгоритмін қолданып жылжиды. Маршрутизатор әрбір транзитті аймақта сұранысты байқап, керекті өткізу қабілетін резервтейді.

Егер өткізу қабілеті жеткіліксіз болса қате туралы хабарлама жібереді. Сұраныс жіберушіге келгенше өткізу қабілеті жіберушіден қабылдаушыға дейінгі барлық жолда резервтеледі. PBB технологиясы (Provider Backbone Bridges — провайдердің магистральды көпірі) — «ac-in-mac» (mac-in-mac —mac тан mac қа инкапсуляциялау) деп те танылатын IEEE 802.1ah-2008 стандартында сипатталған ақпаратты таратудың пакетті технологиясы. PBB технологиясы Nortel компаниясымен шығарылып, содан кейін IEEE 802.1 жұмыс тобына стандартталған. Стандарттың соңғы нұсқасы 2008 жылдың маусым айында IEEE 802.1ah-2008 стандарты ретінде қабылданған.

PBB негізгі идеясы Ethetnet қолданушыларының кадрын Ethernet провайдерінің кадрына инкапсуляциялау арқылы қолданушы желілері және провайдердің домендерін шектеуде болып табылады. Кадрдың жаңа тақырыпшасы әртүрлі болуы мүмкін,бірақ тақырыпшаның негізгі жолдарында келесілер болады:

Тақырыпшаның магистральды жолдары:

– магистральды желі кадрын қабылдаушы адресі, Backbone Destination Address (B-DA) – қабылдаушының магистральды адресі; алты байтты құрайды;

– EtherType жолы; 088A8 тең нақты мағынасы және екі байтты құрайды;

– магистральды желінің VLAN индикаторы, Backbone tag (B-TAG) - магистральды тег және Backbone VLAN Identificator (B-VID) – VLAN магистральды идентификатор екі байтты құрайды;

– қызметтік ақпаратты инкапсуляциялау жолы; - EtherType жолы; 0x88E7 тең нақты мағынасы және екі байтты құрайды;

– жалаулар жолы, приоритет жолынан тұратын,пакеттерді өңдеу индикаторы Drop Eligible Indicator (DEI) — пакеттерді жоғалтудың маңыздылығын көрсететін индикатор және желі доменінің қолданбалы емес адресін белгілеу No Customer Address indication (NCA) — қолданбалы емес адресті белгілеу; OA&M деп аталатын фреймдар;

– сервис идентификаторы Identifier Service Identificatior (I-SID) — сервисті анықтайтын идентификатор үш байтты құрайды;

– Ethernet негізгі қолданбалы кадры;

– қолданбалы желіде кадрды қабылдаушының адресі, 6 байтты құрайды;

– EtherType жолы, нақты мағынасы, 08100 тең және 2 байтты құрайды;

– қолданбалы желінің VLAN идентификаторы; екі байтты құрайды;

– EtherType жолы, нақты мағынасы әдетте 00800 тең және екі байтты құрайды;

– кадрды қолданушы тақырыпшасы.

Магистральды желіде жіберуші және қабылдаушының MAC-адресті белгілеу үшін PBB қосымша 48 бит B-DA және 48 бит B-SA енгізеді. Осы 96 биттен басқа PBB қосымша 12 бит B-VID, магистральды желінің VLAN идентификаторы және 24 бита I-SID, магистральды желінің VLAN қызметінің идентификаторы енгізеді. Провайдер желісінде PBB доменінің коммутациясы BDA және B-VID жолдарының мағынасына негізделген.

Frame Relay желісі санды байланыс жолдарын қолдануға арналған кадрды коммутациялайтын желі немесе кадрды ретрансляциялайтын желі болып табылады. Бірінші кезде Frame Relay технологиясы ақпаратты 2 Мбит/с жылдамдықпен таратуға болатын ISDN желілеріндегі қызмет ретінде стандартталған. Содан кейін технология өзі дами бастады. Frame Relay OSI-дің физикалық және арналақ деңгейін қамтамасыздандырады. Frame Relay технологиясы ақпаратты тарату үшін, үнемі коммутацияланатын, виртуалды қосылыстардың техникасын қолданады. Frame Relay протоколының стегі физикалық және арналық деңгейлердің протоколдарына қолданылған виртуалды қосылыспен кадрды жібереді. Frame Relay желілік деңгейдің функциясы арналық деңгейге көшірілген, сондықтан желілік деңгейдің қажеттілігі керек болмай қалды. Frame Relay арналық деңгейінде ақпарат ағынының кадрға мультипексациялануы орындалады.Арналық деңгейдің әрбір кадрында тақырыпша болады,ол маршрутизация және трафикті коммутациялау үшін қолданылады. Frame Relay бір байланыс арнасында бірнеше ағындарды мультиплексациялайды. Коммутатор арқылы кадрды жіберген кезде түрленуге ұшырамайды,сондықтан желі кадрларды ретрансляциялау деген атауға ие болды. Осылайша желі пакеттерді емес, кадрларды коммутациялайды. Ақпаратты тарату жылдамдығы 44 Мбит/с, бірақ ақпарат түгелдігі және жеткізу анықтығына кепілдеме бермейді.

Frame Relay жақсы сападағы ақпаратты таратудың санды арналарына негізделген, сондықтан түйіндер арасындағы қосылыстарды тексеру және арналық деңгейде анықтауды бақылау қызметі жоқ. Кадрлар локальды желінің коммутаторларныдағы сияқты бақылаусыз және түрленусіз жүреді. Осы желі арқасында Frame Relay көп өнімділікке ие. Кадрда қате табылған жағдайда кадрды қайтадан жіберу жүрмейді, себебі бұзылған кадрлар бракталады. Frame Relay бір байланыс арнасында бірнеше ағындарды мультиплексациялайды. Коммутатор арқылы кадрды жіберген кезде түрленуге ұшырамайды,сондықтан желі кадрларды ретрансляциялау деген атауға ие болды. Осылайша Ақпараттың жеткізілу туралы бақылануы OSI моделінің жоғары деңгейлерінде жүреді [15].

2.3 Телекоммуникациялық жүйелердің жұмыс жасау алгоритмі

Желіге хабарлама келіп түскеннен кейінгі телекоммуникациялық жүйедегі негізгі жайттарға шолу жасайық. Хабарлама желіге абоненттік терминал арқылы немесе ақпарат таратушы аппарат көмегімен келіп түсуі мүмкін. Хабарламаны жеткізу адресі, жеткізу уақыты немесе приоритеті және оны жеткізу үшін қажетті тағы да басқа мәліметтер бізге белгілі.

Егер желіге хабарлама келіп түскен жағдайда бос тарату каналы болса, онда хабaрламаны сол бос канал арқылы қабылдап алушы адресіне жібереміз. Ал егер төменгі приоритетті хабарламалар арқылы барлық байланыс каналдары бос болмаса, кез келген біреуі тоқтатылады да, хабарламаса адресатқа жіберіледі.

Егер белгісіз бір ақаулар арқылы ақпарат тарату каналы әстен шыққан болса, байланысты қалпына келтіру жұмыстары жүзеге асады. Біріншіден, біріншілік желідегі резервті каналдар арқылы айналмалы жолмен жіберіледі. Содан соң істен шыққан байланыс каналдарын қалпына келтіру жұмыстары жүзеге асады, бастапқы конфигурацияға қол жеткізу шаралары жүргізіледі. Айтарлықтай зақым келтірулер болған жағдайда резевртегі күштер арқылы біртіндеп қалпына келтірулер жүзеге асады немесе жүйе реконфигурацияланады, яғни істен шықпаған элементтер түйін, станция, байланыс жолдары арқылы байланыс жүйесі қайта құрылады. Ақау немесе элементтің істен шығуы хабарламаны тарату барысында орны алуы мүмкін. Хабарламаны қабылдаушыға дейін жеткізу үшін жүйе басқа жолдарды үзздеу керек, не болмаса істен шыққын элементті ққалпына келтіруі керек. Осыған қарамастан бастапқы хабарлама таратушыда және де аралық пункттерде де сақталуы тиіс. Хабарламаны тарату барысында біріншілік желі байланыс каналдарының қалыпты жұмыс жасауын қамтамасыз етеді. Істен шыққан желілерді резервті желімен алмастырып, екіншілік желіге даярлығын айтып отырады. Содан соң желі жағдайына немесе хабарламалардың приоритетіне байланысты өзінің құрылымдық каналдары мен ақпарат ағымын ретке келтіреді. Осының барлығын біріншілік желінің басқару орталығымен жүзеге асады.

Жоғары айтылғандарға сәйкес телекоммуникациялық жүйедегі элементтердің жалпы классификациясы зерттелінді. Олардың әрқайсысының желідегі сенімділігі мен өміршеңділікке әсер етуі талданды.

Телекоммуникациялық жүйе келесі тармақтардан тұрадды:

1 Біріншілік желі.

– Желілік түйіндер және желілік бекеттер.

– Тарату жүйесі, көпканалды байланыс желісі.

2 Екіншілік желі.

– Қолжетімділік түйіні, коммутациялық бекеттер.

– Байланыс каналы.

– Терминалды құрылғылар (АТС, локальды желі, ДК).

3 Басқару орталығы, транзиттік, шеткі түйіндер.

4 Кабельдік желілер, сымсыз желілер [16].

Сурет 5 – Телекоммуникациялық элементтердің жалпы классификациясы

2.4 Негізгі мониторинг жүйесінің классификациясы

Қазіргі кезде желінің оптималды түрде жұмыс жасауы, өміршеңділік пен желінің сенімділігін арттыру барысында желілік мониторинг жүйесі кеңінен қолданылады. Мониторинг жүйесіні шолу жасасақ. Мониторингтің негізгі типтеріне OSI моделінің төменгі деңгейлерінің мәліметтерін қарастыратын: SNMP-мониторинг, RMON-мониторинг, SMON-мониторинг, IP-Accounting және OSI моделінің жоғары деңгейлерін қарастыратын: MRTG жүйесі , NETMON жүйесі, NFC&NDA жүйесі.

SNMP-мониторинг. Ең кең қолданыстағы ең кең танымал мониторинг. Бұл OSI моделінің екінші деңгейінің мониторингі. Негізгі міндеті: орталық роутерлер туралы мағлұмат жинау, интерфейсте болып жатқан қателерді табу, жадының сыйымдылығын қолдану туралы ақпараттарды жинау.

RMON-мониторинг. Бұл мониторинг SNMP-мониторингтің жетілдірілген түрі болып табылады. Ол желілік деңгейдің жағдайы туралы ақпараттарды орталыққа сараптап жібереді. Ақпараттарды тоғыз топқа бөліп жібереді: алдынғы жағдай, ескерту белгілері, хосттар, желілік элементтердің активтілігі, желілік элементтердің өзара қатынасы, фильтрация топтары, дестелерді қабылдау, жағдайлар тобы.

IP-мониторинг. Бұл мониторинг желілік элементтер арқылы өтетін трафик көлемін есептейді.

OSI моделінің жоғары деңгейлерін қарастыратын мониторингтер желідегі трафиктерді түбегейлі зерттейді. Бұл зерттеулер администраторға желі жағдайын толық бақылауда ұстауға көмектеседі. Жоғары модель мониторингтерін жүргізу үшін арнайы базалық станция қажет етіледі.

MRTG жүйесі. Multi Router Traffic Grapher – бұл SNMP-мониторинг жүйесінің трафик анализін жасайтын бөлім. Бұл белгіленген уақыт аралығындағы желідегі зерттеленіп отырған объектінің жайын орталыққа хабарлап отырады.

MRTG жүйесінің негізгі қызметі – зерттелініп отырған шамалардың белгіленген уақыт аралығындағы графигін құрып беру. Оған қоса жадыдағы сақтау орны жететін болса, жыл бойынғы статистиканы сақтауға болады.

MRTG жүйесінің негізгі қызметі – зерттелініп отырған шамалардың белгіленген уақыт аралығындағы графигін құрып беру. Оған қоса жадыдағы сақтау орны жететін болса, жыл бойынғы статистиканы сақтауға болады.

NETMON жүйесі. Бұл мониторингте желілік құрылғылар мен серверлердің нағыз осы уақыттағы жұмысқа жасау қабілеттілігін зерттейді.

NFC&NDA жүйесі. Cisco IOS құрастырған Net Flow Collector Network Data Analyzer жүйесі. Бұл желіге келіп түскен кез келген ақпарат, десте, трафик осының барлығы туралы толықтай мағлұмат беретін мониторинг жүйесі [17].

Сурет 6 - Негізгі мониторинг жүйесінің классификациясы

2.5 Өміршеңділікті арттырудың жолдары және сақтау түрлері

Құрылымдық және функционалдық артық күштерді түйіндер мен магистралдардың санын арттыру арқылы көбейтуге болады. Одан басқа кез келген түйіннен басқа түйін бір біріне қатысы жоқ кем деген үш байланыстың болғаны жөн. Жүйенің өміршеңділігін әр түрлі типтегі байланысу тәсілдерін пайдалану арқылы арттыруға болады.

Сурет 7 – Өміршеңділікті арттырудың жолдары және сақтау түрлерінің

классификациясы [18]

Жалпыға ортақ телефон желісінің өміршеңділігін арттыру үшін транспорттық деңгейде үлкен қалалардың терминалдық аппараттарына жеткізбей айналдырып өткізу арқылы арттыруға болады. Осындай байланысты жүзеге асыру үшін мобильді желіліер мен тропосфералық таратулар қолданылуы мүмкін. Алдын ала осындай резервті, яғни мобильді және басқа байланыс желілерін жасау,үлкен қалалардың қасынан, желіде ақау болғанда байланысты орнату үшін немесе байланысты үзіліссіз қылуға көмектеседі [19].

Онымен қоса инженерлік-техникалық шаралар жасалуы керек: телекоммуникациялық аппараттар тұрған мекемелер мен құрылыс орталықтарының қорғанысын арттыру, өрт және басқа факторлардан қорғау, найзағайдан қорғаныс жасау.

Программалық аппараттық құрылғылар байланыс желілерінде каналдар мен трактарды резервтеу арқылы желінің өміршеңділігін арттыруға болады. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) технологиясында байланыс үшін керекті аппараттар мен құрылғыларды, оның жеке бөліктерін резервтеу үшін барлық жағдайлар қарастырылған. SDH топологиясында төмендегі резервтеу түрлері қарастырылған:

– SNCP (Sub Network Connection Protection) – екі талшықты оптикалық өзінен қалпына келетін сақина;

– MS-SPRing (Multiplex Section Shared Protection Ring) – екі немесе төрт талшықты оптикалық екі жаққа бағытталған мультиплексорлық резервтеу;

– MSP (Multiplex Section Protection) – мультиплексорлық секцияларды резервтеу;

– DNI (Digital Network Interface) –желілік элементтерді кросс коммутация жүйесіне қосу жүйесі.

Осыған орай SDH технологиясын өзінен қалпына келетін топология деп атайды.

SDH аппаратурасы жолдармен мен каналдарды және де аппараттық резервтеулерде 1+1 и 1:1 (немесе 1:N) сұлбалары бойынша жүзеге асыра алады. 1+1 резервтеу технологиясы 100% негізгі және қосымша блоктарды резервтейді, 1:1 резервтеу жүйесінде де 100% резервтеу, бірақ бір негізгі блокқа бір қосымша блок есептелінген.

Байланыс жүйесінің үздіксіз жұмыс жасауына немесе тез арада қалпына келтіру жұмыстарын жүргізу үшін төмендегі резервтеу принциптерін пайдаланған дұрыс:

– бөліктерді 1+1 және 1:1 технологиясы арқылы тармақтақталған трассалар бойынша резервтеу;

– өздігінен қалпына келетін сақиналы құрылымдарды 1+1, 1:1 және 1:N тәсілдері бойынша резервтеу;

– терминалдық құрылғыларды 1:1, N:1 немесе N:m тәсілдері бойынша резервтеу;

– істен шыққан элементті орағытып өту арқылы жүйенің жұмысын қайтадан қалпына келтіру;

– жұмысқа қабілетті аймаққа көшу процесстерін автоматтанддыру.

Көрсетілген резервтеу түрлері мен тәсілдерін жалпы қолданыстағы телефон желісі мен SDH технологиясы бойынша жұмыс жасайтын телекоммуникациялық желілерге де қолдануға болады [19].

Телекоммуникацялық желілердің өміршеңділігін төмендегі инженерлі-техникалық және ұйымдастырушылық шараларды жасап жоғарылатуға болады:

– бекеттер мен түйіндерді кластары мен типтеріне қарай бөлу;

– байланыс түрлері мен тәсілдерін кешенді пайдалану, мысалы сымсыз, радиорелейлі, кабельді желі;

– біріншілік желінің байланыстылығын арттыру, кез келген түйін басқа түйінмен байланысу үшін кем дегенде үш байланыс жолу болуы керек;

– сақиналық құрылым топологиясын қолдану;

– әр түрлі операторларға тиісілі желілерді ортақ түйіндер мен бекеттер арқылы байланыстыру;

– желіні мониторингтен өткізу және әрқашан басқарып отыру;

– жүйеге құрылымдық және функционалдық қосымша қор жасау;

– қозғалмалмайтын бекеттерді оптимальді түрде орналастыру;

– қолданыстағы байланыс желі аппараттарын интеграциялау;

– өміршең желілердің технологиялық шарттарын сақтау;

– қорғаныс жүйесі жоғары элементтерді қолдану;

– байланыс желілерін үлкен қалалар мен өндірістік орталықтарды айналдырып салдыру;

– құрылымдық өміршеңділік коэффициенттерін арттыру;

– мобильді және резервті қалпына келтіру күштерін қолдану;

– көліктік деңгейдегі өткізу жолағын арттыру;

– қауіпсіздік жүйелері арқылы байқалған ақауларды хабарлау, олардың алдын алу;

– істен шыққан элементтерді қайтадан қалпына келтіру;

– ақпарат қабылдаушыға жеткенше оны желі бойында сақтап тұратын протоколдарды қолдану [20].

Қазіргі уақытта байланыс тораптарын құру үшін заман талаптарына сай технология болып синхронды цифрлық иерархия Synchronous Digital Hierarchy – SDH табылады. Ол алдыңғы ұрпақ жүйелерімен салыстырғанда елеулі артықшылықтарға ие болады, сондай-ақ, талшықты оптикалық және радиорелейлік желілердің мүмкіндіктерін толығымен жүзеге асыруға, байланыста жоғары сапаға кепіл бола алатын, торапты бақылау мен басқару үшін пайдаланатын сенімді, ыңғайлы, иілгіш құруға жол береді.

Синхронды цифрлық иерархия кең жолақты жаңа маңызды қызметтермен 155 Мбит/с және одан жоғары тарату жылдамдықтарын қамтамасыз етеді. Синхронды цифрлық иерархия бағдарламалық басқарушы және өзінде түрлендіру, тарату, бақылау, басқару, шапшаң қосылу құралын біріктіретін болып табылады.

Синхронды цифрлық иерархия - бұл жаңа қуатты тарату жүйесі. Бұл басқаруды ұйымдастыратын, тораптық архитектурадағы ұстынды өзгерту. Синхронды цифрлық иерархияны енгізуде жабдық өндірушілер, тұтынушылар, тораптық операторлар үшін алысқа баратын салдарға ие болады.

СЦИ барлық желі аймақтарын қоршап алатын және ақпаратты жіберу сияқты, бақылау және басқару қызметтерін орындайтын әмбебап көліктік жүйені ұйымдастыруға рұқсат етеді. Ол бүкіл ПСИ дабылдарын тасымалдауға есептелген, сонымен қатар әрекеттесуші және болашақты қызметтерді, олармен бірге асинхронды тасымалдау әдісін пайдаланушы қызметтің интеграциясымен кең жолақты цифрлық желінің ақпаратты тарату сияқты қызметтерін атқарады.

СЦИ электроникадағы, жүйелітехникадағы, есептік техникадағы соңғы жетістіктер пайдаланылған. Оның қолданылуы аспаптың көлемін және құнын, пайдаланғандағы шығындарын азайтуға, қондырғынықалпына келтіру және жөндеу уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Сол уақытта желілердің өмір сүруі және сенімділігі, олардың иілулігі, байланыс сапасы мәнді жоғарылайды.

СЦИ барлық желі аймақтарын қоршап алатын және ақпаратты жіберу сияқты, бақылау және басқару қызметтерін орындайтын әмбебап көліктік жүйені ұйымдастыруға рұқсат етеді.

Ол бүкіл ПСИ дабылдарын тасымалдауға есептелген, сонымен қатар әрекеттесуші және болашақты қызметтерді, олармен бірге асинхронды тасымалдау әдісін пайдаланушы қызметтің интеграциясымен кең жолақты цифрлық желінің ақпаратты тарату сияқты қызметтерін атқарады. СЦИ-де электроникадағы, жүйелітехникадағы, есептік техникадағы соңғы жетістіктер пайдаланылған. Оның қолданылуы аспаптың көлемін және құнын, пайдаланғандағы шығындарын азайтуға, қондырғынықалпына келтіру және жөндеу уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Сол уақытта желілердің өмір сүруі және сенімділігі, олардың иілулігі, байланыс сапасы мәнді жоғарылайды.

SDH құрылуы, оның сигналдарының стандарттары мен жылдамдықты жақын арада ғана танылды, дәрлік айтсақ 1988 жылы, оның алдында SDH енгізу үшін көптеген жылдар және қажетті әдістер керек болды. SDH-тің негізгі проблемасы (басқа да синхронды желілер үшін) цифрлық белгілерді синхролизациялау қажеттілігі. Көптеген жылдар бойы бұл қажеттілік анықталмаған.

SDH негізгі ерекшелігі – кез-келген сигналға тікелей байланыс алады. SDH-ң алғашқы сигналы ретінде 155.52 Мбит/с жылдамдығымен ақпарат алмасатын пакеттерді айта алмады. Әрбір пакеттің өзіндік 125 мкс жылдамдығы бар және 2430 байт құрамы бар, соның ішінде 81 байт негізгі бастамасы болып келеді және мұндай пакетті сихронды транспортты бір деңгейдегі модуль деп атайды, STM-1 дегeнді білдіреді, рекомендациялары G 707, G708 МСЭ. STM-1 структурасы SDH бүкіл дүние жүзіндегі кез-келген РDН сигналдарымен байланыстыра алады және кез-келген конфигурациядағы цифрлық желілерді ұйымдастыра алады. SDH 2- деңгейі сихронды «жинақ» ұғымымен байланыса алады және ол STM-1 пакетін бірыңғай поток – STM-4 сигналына біріктіре алады – жылдамдығы 155.524 = 622.08 Мбит/с. Тағы бір одан да жоғары жылдамдық қолданылады STM-644STM = 16 = 64 STM-16, яғни 9953,28 Мбит/с, ал Bosch формасы қазір жаңа оптикалық мультиплексорларды МО-16 ұсынады, яғни STM-16, шамамен 40 Гбит/с.

Жоғарыда көрсетілген жылдамдықтардың ішіне радиорелейлі сызықтарда тек STM-1 қолданылды, өте сирек тек қана шет елдерде – STM-4 STM патоктары және жоғарыда аталғандар ТОБЖ негізделеді. Радиорелейлі сызықтары арқылы SDH жіберілгенде «подсигнал STM-1» түсінігі қолданылады. STM-0 сигналының структурасы оның құрамына РDН патоктарын орауға мүмкіндік береді: бір ағын Е3, 21 ағынға дейн Е1, сонымен қатар АҚШ нұсқасындағы барлық РDН сигналдары. РРС STМ-0 мен бірге - өте қолайлы көпір, себебі ол арқылы РDН желілері өте күшті SDH сияқты желілерге қосыла алады, соның ішінде ТОБЖ.

СЦИ - сызықтық дабылдары синхронды көліктік модульдерде STM (Synchronous Transport Module) ұйымдастырылған. Олардың ішіндегі ең біріншісі - STM-1 155 Мбит/с жылдамдығына сәйкес келеді. Әрбір келесісі өткеннен 4 есе жоғары жылдамдығымен қозғалады және байт бойынша синхронды мультиплексормен пайда болады. STM-4 (622 Мбит/с) және STM-16 (2,5 Гбит/с) стандартталған, STM-64 (10 Гбит/с) қарастырылады [21].

2.6 Желідегі жалпы қолданыстағы ресурстарды тиімді қолдану мәселелері

Дестелі мәліметтердегі трафик ауқымы соңғы кездері телекоммуникация саласындағы кез келген операторлар үшін табыс табудың негізгі көзі болып келеді. Сол себептен IP желілері де активті түрде кеңінен таралуда. Табыс көзін күшейту үшін заманауи операторлар желі ресурстарын максмалды түрде пайдалануға ұмтылуда. Осыған орай IP желілерінің де жүктемесі күшейіп келеді. Максималды коммерциялық қол жеткізуге желінің барлық ресурстарын түгелдей пайдаланбай жету мүмкін емес. Дестелік желідегі барлық элементтер жұмыс жасап тұрса, онда олар табыс әкеледі, бірақ жүктеме рұқсат деңгейңнен асып кетпеуі тиіс. Ресурстарды пайдалану коэффициенті бірге жақын болса, онда ол жақсы, бірақ бірге өте жақын болмауы тиіс. Себебі белгілі бір уақытта екі үлкен приоритеті жоғары ақпарат келіп қалса, жүктеме артып, уақытында ақпаратты белгіленген орынға жеткізе алмаймыз.

Дестелік коммутациялық желіні басқарудағы екі өзекті мәселелер: біріншідіен, көрсетілген қызмет үлгісінің сапасын арттыру қажет, яғни ақпараттың уақытында жетуі, жоғалған ақпараттар санының аздығы, ақпарат ағымының интенсивтілігінің жоғарылығы, осылардың барлығы тұтынушыларды тартады және басқа операторларға бәсекелес болуға көмектеседі. Екіншіден, желідегі барлық ресурстардың жүктемесе рұқсат етілген мөлшерде максималды болуы тиіс.

Осы уақытқа шейін IP желісі бойынша ақпарат таратудың максималды жүктемесіне жету үшін арнайы мартшрутизаторлар қолданылды. Осы мәселелердің барлығы қызмет көрсетудің сапасын айқындайды QoS (Quality of Service). Тағы да айта кететін бір жайт, IP желілерінде осылай дестелік ақпараттардың тарату жолдарын таңдау өте аз колданылып келді. Осыған байланысты, яғни трафиктің өту жолдарына байланысты маршрутизаторлар мен байланыс каналдарының жүктемесі, қолданылу деңгейі анықталды. Барлық маршруттау хаттамаларының барлығы, мысалы, RIP [22, 23] және OSPF пен IS-IS [24, 25], қысқаша жол және төмен метрика бойынша ақпарат таратанын бізге мәлім. Осы маршрутизаторлардың жол таңдау барысында тек қана қысқа метрика емес оған қоса осы тармақтағы байланыс каналдарының өткізу жолағы да есепке алынса, қарастырып отырған жүйеміз қалыпты жағдайда жұмыс жасайды.

Сурет 8 - Тиімсіз маршруттау арқылы жүктемелеу процесі [26]

Осындай жағдайлар орын алған желі төмендегі сурет 8 көрсетілген мамандар бұндай желіні «балық» деп атап кеткен. А маршрутизаторынан Е маршрутизаторына ақпарат жіберу үшін екі тармақ қарастырылған: біріншісі, үстіңгі В маршрутизаторы арқылы, екінші, астынғы С және D маршрутизаторлары арқылы. Бірақ та маршрутизаторлардың жұмыс жасау қасиетіне байланысты трафиктің барлығы үстіңгі канал арқылы таратылады, себебі төменгі жолда бір маршрутизатор артық, оның жолы ұзын. Негізінде екеуі арқылы да параллель ақпарат тартуға болады.

Егер де маршрутизатордың картасында екі альтернативті, метрикалары бірдей екі жол пайда болса, онда ақпарат екіге бөлінеді де, екі жолмен таратылады. Осылай жұмыс жасайтын жүйедегі жүктеме де біркелкі болады. Алайда, бір тармақтың екінші тармақтан бағасы тек шамалы ғана аз болғанның өзінде де маршрутизатор арзан қысқа жолды таңдайды. IP желілерінде трафикті маршруттау жүйенің жүктемесін есепке алмайды, осы бір кемшілік ретінде өзекті мәселе болып тұр. Егер қысқа жолдағы жүктеме артып кетсе де, трафик сол жолмен жіберіле береді. Суретте көрсетілген желінің жұмыс жасау принципі де солай. А маршрутизаторынан Е маршрутизаторына трафик жоғары жол ақпаратпен бітеліп қалса да жіберілі береді, ал астыңғы жол жұмыссыз тұрады. Егер екеуін де жұмыс жасатсақ, онда ақпарат уақытында жетуші еді. Қазіргі кезде осы мәлелелерді шешу үшін арнайы мамандардың шығарған Traffic Engineering (ТЕ) технологиясы дамып келуде. Traffic Engineering негізгі мақсаты: желідегі барлық ресурстарға рационалды жол таңдау арқылы бірдей жүктеме беру.

Сурет 9 - Ақпарат ағымын ретімен қарастырудың сапалы

шешімге әсері [26]

Бірақ тарату жолдарын ТЕ арқылы бірінен соң бірін қарасақ тиімсіз болып келеді, егер бірнеше трафик тарату керек болса бір уақытта, онда ТЕ көмегіне жүгінсек болады. Мысалы, сурет 9 көрсеттілгендей максималды желілі жүктеу шамасы 0,65 тең. Бірінші вариант бойынша потоктарлы рет ретімен тарату қарастырылды 1-2-3. Бірінші поток үшін А-В-С жолы таңдалды, себебі А-В, А-С каналдары маршрутизаторлардың сипаттамаларына сәйкес жүктелінетін болады 50/155 = 0,32 және де минималды метрикаға сәйкес келеді 65+65 = 130. Екінші поток үшін де осы байланыс каналы таңдалынды, себебі байланыс жүктемесі берілген деңгейден асқан жоқ 50+40/155 = 0,58. Үшінші поток үшін A-D-E-C жолы таңдалынд және ол каналда A-D, D-E және Е-С ресурсын 0,3 жүктемелейді. Бірінші вариантты қанағаттандырарлық деп айта аламыз, өйткені желіні жүктеу коэффициенті 0,58.

Бірақ одан жақсы екінші вариантағы тәсіл бар. Бұл жерде екінші және үшінші ақпарат ағымдары жоғарыдағы А-В-С байланыс каналдарымен, ал бірініші ақпарат ағымы төменгі A-D-E-C байланыс каналымен таратылуы керек. Жоғары жолдың ресурстарының жүктемесі 0,45, ал төменгінікі - 0,5. Бұл жағдайда ресурстарды жүктеу 0,5-тен аспайды. Осындай нәтижелер алынуы үшін барлық ақпарат ағымдары бірдей уақытта қарастырылуы қажет немесе ақпараттар 2 – 3 – 1 кезегі бойынша байланыс каналына түсу керек.

Айта кететін жайт, қазіргі кезде MPLS ТЕ қолданылады, бірақ трафиктер рет ретімен қарастырылады. Желіде өзгерістер болса, мысалы, басқа ақпарат ағымы келіп түссе, онда ақпарат көлемі, маңыздылығы, приоритеті қарастырылып, канал бойынша маршрутизация принциптерімен таратылады. Бірақ кейбір желілер автономды режимде жұмыс жасайды, олар экономикалық жағынан өз бағасын ақтағанымен жоғары сапалы қызмет көрсете алмайды. Олардың қызмет көрсету сапасын арттыру үшін: жүйенің жүктемесін есептейтін арнайы алгоритм құрып, қысқа жол бос болмаса басқа жол табатын имитациялық содель құру керек болады. Осы диссертациялық жұмыстың мақсаты транспорттық желі ресурстын толықтай тиімді пайдалануға болатын, желіде істен шығу байқалған жағдайда тез шешім қабылдайтын жүйенің математикалық моделін жасап, алгоритм құру.

2.7 Қазіргі заманғы байланыс желісі трафигінің динамикалық дамуының сапалық көрсеткіштері

Адамзат өміріндегі ақпараттануға деген жоғарғы сұраныс тек үйлерге, офистерге ғана емес, қоғамдық орындардың барлығына компьютер қондыруға алып келді. Осы кезден бастап дәстүрлі телефон қызметі мен деректер татату қызметі арасында бәсекелестік басталды. Біраз уақыт өткен соң деректер тарату трафигі телефондық трафиктен барлық жағынан: жалпы көлемі, тұтынушыларға маңыздылығы және операторларға құндылығы жағынан озатын болады. Соңғы кездері деректер трафигінің өсу динамикасы азайып келе жктырғандығы байқалуда. Сондықтан осы немесе басқа себептермен прогрессті жылдамдатқысы келетін байланыс операторлары қоғамның барлық салаларында интернетке ену және мультимедия, соның ішінде бейнеақпарат таратуға және оның жедел дамуына барлық үмітін артып отыр. Осылай NGN технологиясы инженерлердің қызығушылығын арттырып отыр. Кез-келген ұрпақ барлық салада негізгі қайта құруды бастан өткізе бермейді. Бұл жерде мәселе бүкіл өркениеттің дамуы үшін болып тұр. Сондықтан негізгі модернизация-бұл түрлі әлеуметтік топтар, түрлі техникалық, идеологиялық, саяси және қаржылық көзқарастар өзара тығыз байланысатын үлкен орта. Егер қазіргі уақытқа дейін телекоммуникация анық эволюциялық деңгеймен: телфон желісінен ISDN туса, одан беру жүйесі PDH-1 ден SDH одан кейін АТМ ауысса, ал NGN барлық деңгейде де қайта құру принципін ұсынады.

Сурет 10 – Қазіргі заманғы байланыс желісі трафигінің динамикалық дамуының сапалық көрсеткіштері [27]

Дәстүрлі коммутациялық жүйеге Softswitch қолданылуына байланысты соңғы уақытта кейбір синтездер шығуда. Бірақ, бұл ережеге қарағанда тыйым салуға ұқсайды. Барлық NGN техникалық кеңкөлемді шешімі келтірілген бір-бірімен тоғысатын және тоғыспайтын тезистерден шығады. Алғашында коммутациялық арна мен біріншілік желі негізінде жасалған SDH технологиясы VCAT, LCAS және GFR деңгейлерінің қосылуымен жетілдірілді. Нәтижесінде қазіргі NGSDH желісінде трафикті дәстүрлі TDM желісінен NGN дестелік трафигімен беру мүмкін болды.

Көбінесе NGN кейбір қасиеттері технологиялық шешімдердің анықталған симбиозы ретінде болып келеді:

– NGN технологиясы мәлімет трафигі сөйлеу трафигін «жеңіп», қоғамның ақпараттану сатысының тарихи дамуы нәтижесінде пайда болады;

– барлық байланыс жүйелері технологияларының дамуының сапалы іргелісі NGN концепциясымен байланысты;

– болашақтың революциялық концепциясы NGN технологиясы қазіргі байланыс желісінің барлық деңгейін төмендетеді, ал оның жаңа мүмкіншіліктері тұтынушылардың байланыс қызметіне деген көзқарастарын түбірімен өзгертеді.

Қазіргі таңда NGN операторларымен кластерлік деп аталатын желіде осыған ұқсас теңрангалы желі идеологиясы қолданылады. «Өзді-өзімен» принципімен құрылған желі, яғни peer-to-peer принципі бойынша жұмыс жасайтын компьютерді бір-бірімен жалғайтын желі. Бұндай байланыс желісін қазіргі қалалардағы үй желісінде іске асыруға болады. Шағын компаниялар тұрғын секцияларында, үйлерде немесе подъездерде жергілікті желіні айналдырып отыр.

Сурет 11 – Кластерлік желі технологиясы [27]

Барлық жергілікті желілер біртұтас кластерге біріктіріледі сурет 11. Кластердегі абоненттерге ақысыз деректер және файлдар алмасу мүмкіндігі туады. Онда тек қана интернетке қосылу үшін ақы төленеді. Енді ұсынылып отырған кластерлік желі аудан ауқымына немесе қала ауқымына дейін «созылады» десек, онда желіде абонент қаншалықты көп болса, соншалықты маңызды қызмет және көп ақпарат желінің өзінде болады. MP3-файлдар, бағдарламалық қамтамасыз ету, электроны кітапханалар, соңғы шыққан бейнефильмдер-бұлардың барлығына кез-келген жаңа абоненттің қолы жететіндей болады. Нәтижесінде тізбектік әсер байқалады. Кластерлік желі ресурсы көбейген сайын, оған жаңа абоненттер де көптеп қосылуда. Ал абонент көбейген сайын желі ресурсының маңызы өседі. Желідегі абонент саны, ақпараттың ресурс көлемі, кластерлік желі өнімділігі жаңа өнімді сынақтан өткізуге мүмкіндік береді. Сонымен қоса сынақ интернет талабына максималды жақын талаппен орындалады. Қазіргі кезде көптеген қалалардағы қамту аймағы шектелген.. Кластерлік желінің кеңінен таралғанын ескере отырып, бұндай желі бірнеше жылдан соң қалалық желіге тіпті халықтық масштабқа да қарсы тұра алады деп ойлауға негіз бар.

3 ЖЕЛІНІҢ ІСТЕН ШЫҒУ ЖӘНЕ ӨМІРШЕҢДІЛККЕ ҚОЛ ЖЕТКІЗУДІҢ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛІ ЖӘНЕ ПРОГРАММАЛЫҚ АЛГОРИТМІ

3.1 Тапсырма қою

Желінің құрылымын графтық модельмен суреттеймін. Граф бірнеше N байланыс түйіндерінен, яғни байланысу пункттері |N|=n және бірнеше тармақтардан L тұрады, яғни түйіндерді байланыстыратын жолдар |L|=L. Желі құрылымын талдауда бағытталған және бағытталмаған құрылымдарды талдаймыз. Байланыстылық деңгейі ол екі түйін арасындағы тармақтар санымен анықталады. Байланыстың рангы r түйінге кіретін тармақтар санымен анықталады, сонда бір тармақ екіжақты рангы 1 тең жол болады. Құрылымдық өміршеңділіктің көрсеткіші ретінде кез келген уақыт аралығында екі түйін арасын байланыстыратын тармақтың бар болу ықтималдылығын аламыз. Құрылымы анықталмаған желінің байланыс тармақтарының саны L анықталмаған, ал байланыс түйіндерінің барлығы абсолютті түрде сенімді деп аламыз.

Байланыс желісінің оптималды түрде жұмыс жасауы байланыс тармақтары мен ранг санына байланыстылығын зерттеу қажет. Кез келген құрылымдық жүйеден бір немесе бірнеше тармақты алып тастағандағы желінің жұмыс жасауын зерттеу.

3.2 Ұлттық ақпараттық супермагистраль

Сурет 12 – Ұлттық ақпараттық супермагистраль [27]

Ұлттық ақпараттық супермагистраль – Қазақстан Республикасындағы өте үлкен магистральдық желі, көпхаттамалы (MPLS) технологиялар арқылы виртуалды жеке желілердің (VPN) байланысын жүзеге асырушы желі.

Ұлттық ақпараттық супермагистраль 211 байланыс түйінін, оның ішінде 17 қаланы қамтиды. Оның ішінде Ақтөбе, Астана, Алматы қалалары негізгі сақинаны құрайды. Соған байланысты осы қалаларға қуаты күшті, сыйымдылығы жоғары Cisco 12006 маршрутизаторлары, ал қалған үлкен қалаларға Cisco 7206 маршрутизаторлары орнатылған. Магистралдық желі топологиясы сурет 12 көрсетілген.

2009 жылы NGN желісінің өткізу мүмкіндігін кеңейту жұмыстары жүргізілді. Осылайша, 2009 жылдың аяғында NGN жалпы сыйымдылығы 904558 абонентті құраған. Жалпы жобаны аяқтаған кезде желістің жалпы сыйымдылығы 1031500 абонентті құрауы тиіс.

Жалпы жаңа ұрпақ желісін құру бойынша жобаны жүзеге асыру қазақстандық ақпарат және телекоммуникация нарығында дүниежүзінің ең бәсекеге қабілетті елдерінің деңгейіне дейін көтерілуіне ықпал етеді.

Қазіргі күні «Қазақтелеком» бүкіл ел аумағында қалааралық байланыс желісін NGN өткізуді жүзеге асырды.

2007 жылы NGN базасында Астана, Қарағанды, Павлодар, Тараз, Талдықорған қалаларында желістер құрылып, пайдалануға берілді. 2008 жылы Петропавл, Өскемен, Семей, Шымкент қалаларында NGN базасында желілері құрылып, пайдалануға берілді.

Көптеген облыстар мен облысқа қарасты қалаларда NGN жергілікті желістері құрылып, пайдалануға берілді. Ол республика аумағында жеке тұлғаларға арналған «жалпы ADSL» қызметінен корпоративтік тұлғаларға арналған VPN қызметіне дейінгі ұсынылатын жаңа қызметтер тізімін арттыруға мүмкіндік берді.

Барлық облыс орталықтарында, облысқа қарасты қалаларда және көптеген аудандық телекоммуникация тораптарында Metro Ethernet жоғары жылдамдықтағы транспорттық желістер құрылды. «Қалалық телекоммуникация желістерінің «Соңғы милі» шағын қызметті негіз негізінде құрылған: IP/MUX жабдығын пайдалану және FTTх талшықты-оптикалық абоненттік қол жетімділікті ұйымдастыру.

Қазақстан Республикасының бастапқы магистралдық желісі К-60П, К-1020С, VLT-1920, К-3600 аналогтық тарату жүйесімен тығыздалған және ГТТ-70, ГТТ-8, КУРС-4,6,8 оның ішінде СП К-3600-3600 жоғары сыйымдылығы бар жабдықтарымен радиорелейлік желі, симметриялық және коаксиалды сымды желістері бойынша құрылған.

Бастапқы желісі: Ұлттық Ақпараттық Супермагистралдың (ҰАСМ)-ТАЕ, Батыс ТОБЖ, Астана-Қарағанды-Алматы, Шығыс ТОБЖ төрт тармағы құрылды.Респуликаның 15 қаласында SDН шеңбері құрылды. Қазақстан Республикасының телекоммуникация желісін үйлестірудің Бас схемасына сәйкес, GPS жабдығының негізінде Республиканың телекоммуникация желілерін ырғақты желілік үйлестіру жүйесін құрудың бастапқы кезеңі жүзеге асырылды.

Екінші желі:Астана, Алматы, және Ақтөбе қалаларында үш МЦК/ТУ іске қосылды, АМТС санға айналдыру аяқталды.№7 ОКС дабылдық желінің бас схемасы әзірленіп, жүзеге асырылды. Қазіргі күні №7 ОКС дабылы бойынша қосылған бағыттар алыс шетелдермен салыстырғанды 90 пайызды, ал ТМД 70 пайызды құрап отыр. Қалалық желіс деңгейінде №7 ОКС Қазақстан Республикасының мына қалаларына енгізілді: Ақтөбе, Қарағанды, Тараз, Атырау.

МЦК1, МЦК2,МЦК3 №7 ОКС бойынша қосылған барлық қалааралық және халықаралық бағыттарды бақылауға мүмкіндік беретін ОКС №7 желісінің мониторингінің орталығы пайдалануға берілді. ҰАСМ құрылысының деңгейіне қарай магистралдың бойына аймақтық желілерді санға айналдыру жүргізілуде.DАМА және Sky Star Advantage спутниктік байланыс желісі дамуда. Тапсырыс берушілерге жоғары сапалы қызмет көрсететін J-Run бизнес-желісі құрылды [29].

Коммутациялық желістің келесі деңгейлерімен үш деңгейі архитхектурасы болады: МЦК/ТУ-АМТС-жергілікті желі.

Көліктік желі бойынша:

– қазіргі мәлімет беру жүйесі байланысты ұйымдастырудың алдын ала белгіленген схемасын қамтамасыз етеді, ол АТС жабдықтары мен тарату жүйесінің өткізу мүмкіндігінің тиімді жүктемесін қамтамсыз етпейді. Бір типтегі трафикті арттыруда желістің өткізу мүмкіндігін қарқынды қайта бөлу мүмкіндігі болмайды;

– трафиктің әр типтері таратудың тәуелсіз жүйелері бойынша беріледі, ол желілердің бірнеше типіне кедергі келтіруіне байланысты үлкен шығындарға әкеп соқтыруы мүмкін.

Жалғау желісі бойынша:

– қазіргі күні дәстүрлі жалғауыш жүйе тәжірибеден алынып тасталды;

– желістің үшдеңгейлі архитектурасы қалааралық трафик пен ұялы байланыс желістерінің пайызының артуына орай өте ауқымды болып саналады;

– трафиктің бір типіндегі жүктемені арттыруда арналардың физикалық санын арттыру керек-трафик серпінді бөлінбеген.

Зияткерлік желі бойынша:

– зияткерлік желідегі шақыру қызметін өңдеу, МЦК/ТУ деңгейінде жүзеге асады, ол қаларалық желіс қорларының тиімсіз пайдаланылуына, көп шақыру жүктемелерінде шамадан тыс жүктемеге әкеп соқтыруы мүмкін.

– зияткерлік бағытты көлемдеу компьютерлік телефондама жабдығының ерекшелігіне қарай күрделі болып отыр;

– бастапқы/орта деңгей бағыты ірі желілердегі жұмысқа бейімделмеген;

– бекітілген және ұялы желістердің абоненттеріне бір мезгілде қызмет көрсетудегі туындайтын қиындықтар;

– жаңа қызмет түрін енгізуде жеткізушіге тәуелділік.

Өз еліміздің супермагистралын апаттық жағдайларға тексеретін болсақ, төмендегі ықтималдылық формуласын пайдалануға болады:

(1)

мұндағы - табиғи апат әсерінен апатқа ұшырау ықтималдылығы; d-түйіннің рангы, n-түйін саны. Табиғи апат болу ықтималдылығын 0,1-0,5 аралығынан аламыз. Сонда:

=2,7

Бұл есептеуден көретініміз кез келген түйіннің рангы орташа 2,7 тең болуы керек. Яғни әрбір қалаға орташа жуық есеппен 3 тармақ кіріп немесе шығуы керек. Сурет 17 қарасақ тек Ақтөбе, Астана, Алматы қалалары ғана осы шартты қанағаттандырады. Ал қалған қалалар тек екі тармақпен байланысқан. Егер осындай принциппен қалалық желіні құрсақ, онда ол ең тиімсіз желі болар еді. Табиғи апат ондай жоғары жиілікпен магистралды желіге әсер етпейдіндіктен, супермагистралды осылай жобалау шығынға әкелмейді.

Мультисервистік желінің көліктік деңгей топологиясы бағытта болжалынған трафик көмегімен, сондай-ақ желі түйіні функциональды тағайындалатын біріншілік желі топологиясымен анықталады. Аймақтық мультисервистік желі құрастырудың оңтайлы жолы болып «жұлдыз» тәрізді құрылысы табылады. Аумақ орталығында соңғы – транзиттік түйін, ал аудан орталығы және үлкен қалаларда – соңғы түйін, қатынау түйіні ұйымдастырылады.

Трафик соңғы түйіннен соңғы-транзиттік түйінге жиналады. Конфигурация нәтижесінде тек «жұлдыз» түрінде ғана емес, «сақина», «ұяшық», «бұтақ» тәрізді де болуы мүмкін. Соңғы түйінді соңғы-транзиттік түйінге жалғау үшін аумақтағы тұрғыедар санын және қажетті телекоммуникациялық қызмет сұранысын білу керек. Осы көрсеткіштерге байланысты сәйкес біріншілік желіге жалғанған nE1 және E3 арналары қолданылады.

3.3 Жолдар санының тармақ санына байланыстығы алгоритмі

Бұл анализ белгілі бір бағыттағы жолдардың санын бағалау үшін жасалған және де толық байланысқан желі бойынан тармақ санын алып тастағаннан кейінгі ранг санын анықтау мақсатында жасалады. Бұл тәсілді пайдалану үшін кез келген түйіннің ранг санын анықтауды талап етеді. Төменде осы анализді жасауға қажетті формулалар тізімі көрсетілген.

Бағытталмаған толық байланысқан желідегі ранг саны (максимальды тармақ саны бар ) төмендегі формуламен анықталады:

(2)

Толық байланысқан желінің бір тармағының ранг санын рекурсивті былай анықтауға болады:

(3)

Толық байланысқан желіден кейбір байланысу жолдарын алып тастау ықтималдылығын тармақ жүйеден жойылғаннан кейін былай анықтай аламыз (в сети остается ):

(4)

байланысының бойындағы түйіні, тармағы бар ранг саны:

(5)

Құрылымдық сенімділіктісипаттайтын байланысының үзіліссіз жұмыс жасауының ықтималдылығы:

(6)

мұндағы – аралығындағы тармақтың үзіліссіз жұмыс жасау ықтималдылығы.

Программа мен аналитикалық жолмен анықталған нәтижелерді салыстыру. =50 тең анықталмаған құрылымды желінің нәтижелері сурет 11 және кесте 2 көрсетілген, ал =100 тең желінің нәтижелері сурет 12 және кесте 3 көрсетілген. мен логарифмдық ауытқуын төмендегі формуламен анықтаймыз:

(7)

Жоғарыдағы формулаларға қарап есептелінген аналитикалық есептеулер мен программалық есептеулердің айырмашылығы тек екі жерде байқалатынын көреміз: ең көп оң ауытқу төмен байланыс кезінде, ең көп теріс ауытқу орташа байланысу кезінде.

Аз байланыс аумағындағы логарифмдік ауытқушылық болуын былай айтамыз: қолданған аналитикалық тәсіл желідегі байланыстың шектеуін ескермейді. Ал эмпирикалық, яғни компьютерлік бағдарламалар арқылы есептеу жүргізу кезінде желі толық байланысқан деп есептелінеді. Ең аз байланысқан желідегі тармақтар саны деп алынады. Осындай жағдай болған кезде, кездейсоқтық дәреже азаяды.

Кесте 2 – 50 түйіні бар желідегі жолдар саны

Тармақ саны –	Жолдар саны (аналитика) –	Жолдар саны (эмпирика) –	Логарифмдік ауытқу от , %
60	3,70E+06	3,70E+06	16,8%
90	7,05E+11	4,90E+11	1,35%
120	4,89E+16	5,58E+16	-0,34%
150	7,15E+20	1,09E+21	-0,87%
180	2,67E+24	5,39E+24	-1,23%
…
330	4,12E+37	7,36E+36	-1,99%
…
1110	3,32E+62	3,57E+62	-0,05%
1140	1,22E+63	1,28E+63	-0,03%
1170	4,36E+63	4,47E+63	-0,02%
1200	1,51E+64	1,53E+64	-0,01%

Кесте 3 – 100 түйіні бар желідегі жолдар саны

Тармақ саны –	Жолдар саны (аналитика) –	Жолдар саны (эмпирика) –	Логарифмдік ауытқу от , %
130	4,82E+12	1,86E+11	12,5%
160	9,48E+17	9,04E+17	0,1%
190	1,46E+23	1,11E+24	-3,7%
220	1,19E+28	4,18E+29	-5,2%
· · ·
625	3,38E+69	5,14E+75	-8,2%
· · ·
1000	3,04E+89	4,65E+96	-7,4%
2000	1,48E+119	1,42E+124	-4,0%
3000	3,82E+136	6,45E+138	-1,6%
4000	8,80E+148	2,99E+149	-0,36%

мұндағы – аналитикалық (3), (4) формулалар арқылы табылған жолдар саны, – бағдарлама арқылы табылған жолдар саны.

Орташа байланыс аумағындағы байланыстың ауытқушылығы осы жоғарыдағы мәнді қабылдап есептеуге байланысты болып табылады. Байланыс санының жоғарылауына байланысты екі есептеулер де шамамен бірдей болды. Негізгі ауытқушылық тармақ саны төмен байланыс кезінде байқалды.

Осыған қарап тек қана программалық есептеулер арқылы ғана емес, аналитикалық есептеулер арқылы да желідегі байланыс санын анықтап, шешімдер шығара беруге болатынын айта аламыз.

Сурет 13 – Жолдар санының тармақ санына байланыстылығы

Бұл мәліметтердің өзгеруі тек тармақ санына ғана байланысты емес, онымен қоса , және мәндеріне де байланысты.

Графикті анализдеу барысында желінің сенімділігі ранг санын 1 ден 5 дейін арттырғанда жоғары қарқынмен көтеріледі, ал одан әрі рангты көтеру желінің сенімділігі мен өміршеңділігін арттыруға үлес қоспайды. Егер ранг санын 1, 2, 3 деп алатын болсақ, телекоммуникациялық желілердің өміршеңділігін арттыру үшін байланыс жүйесіндегі байланысу тармақ санын арттыру керек болады. Аз тармақтармен желі құрылымын сипаттасақ, ранг саны 1-3 болған кезде, шамасы өте төмен деңгейде болады.

Сурет 15 тармақтардың сенімділігі тең болған жағдайда, түйіннен тұратын желінің тармақ саны өзгерген кездегі сенімді жұмыс жасауының графигі көрсетілген. Кейбір байланыс желілері максималды рангка ие деп есептейміз. Мысалға, деген сызықтың ранг саны 1, 2 және 3.

Сурет 14 – Жолдар санының тармақ санына байланыстылығы

Сурет 15 – Желі өміршеңділігінің ранг саны мен байланысу тармақ сандарына байланыстылығы n = 50; желі тармақтарының үзіліссіздік ықтималдылығы

3.4 Өміршеңділікті бағалайтын алгоритм, трафик анализі

Телекоммуникациялық жүйелердің негізгі міндеті әр түрлі класстағы ақпарат ағымдарын таратудағы қызмет көрсету сапасын QoS (Quality of Service) түсірмей уақытында қабылдаушыға жеткізу.

Моделі өлшенген желі тармақтары, басқаша айтқанда граф жақтауларының өткізгіштік қабілеттілігінің белгіленген шамадағы матрицалары ориентерленген графпен және ақпарат ағымдарын таратуға талаптарымен сипатталатын ТКС белгілі. Әр ағым сәйкес k классына тиесілі деп саналады. Әр k классына белгіленген QoS қызмет көрсету сапасына байланысты приоритет бөлінеді. Сәйкес класстағы ағымдар үшін олардың мағынасы анықталады – «салмақ». Рұқсатталған салыстырмалы өзгерістер бекітіледі:

– жалпы желі үшін құрылымды тіршілік етудің комплексті көрсеткіші, максималды ағымдар мен минималды жолдардың орташа өлшенген шамаларының өзгерістерін оқиды;

– сәйкес класстар үшін максималды ағымдардың 6 шамасы.

Сурет 16 – Ұлттық ақпараттық супермагистраль

Кестенің бағандарындағы мен жолдарының нөмерлері Қазақстан Республикасының аймақтық автомобилдік индекстері бойынша алынды. Астана 01, Алматы 02, Ақмола облысы 03, Ақтөбе 04, Алматы облысы 05, Атырау 06, Орал 07, Тараз 08, Қарағанды 09, Қостанай 10, Қызылорда 11, Ақтау 12, Шымкент 13, Павлодар 14, Петропавл 15, Өскемен 16, Семей қаласының жеке индексі болмағандықтан, оны 17 деп белгіледім.

Өткізгіштік қабілеттілігінің матрицасы

		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	1	∞	0	30	0	0	0	0	0	40	0	0	0	0	40	0	0	0
	2	0	∞	0	0	40	0	0	30	50	0	0	0	0	0	0	0	0
	3	30	0	∞	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	30	0	0
	4	0	0	0	∞	0	20	20	0	0	50	50	30	0	0	0	0	0
	5	0	40	0	0	∞	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	30	0
	6	0	0	0	20	0	∞	20	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	7	0	0	0	20	0	20	∞	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
	8	0	30	0	0	0	0	0	∞	0	0	0	0	30	0	0	0	0
С	9	40	50	0	0	0	0	0	0	∞	0	0	0	0	0	0	0	0
	10	0	0	0	50	0	0	0	0	0	∞	0	0	0	0	20	0	0
	11	0	0	0	50	0	0	0	0	0	0	∞	0	30	0	0	0	0
	12	0	0	0	30	0	0	0	0	0	0	0	∞	0	0	0	0	0
	13	0	0	0	0	0	0	0	30	0	0	30	0	∞	0	0	0	0
	14	40	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	∞	0	0	30
	15	0	0	30	0	0	0	0	0	0	20	0	0	0	0	∞	0	0
	16	0	0	0	0	30	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	∞	30
	17	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	30	0	30	∞

Осы матрицадан максималды полюс аралық ағымдардың матрицасын анықтап табамыз:

		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	1	∞	90	50	50	70	40	40	50	90	50	50	30	50	70	50	60	60
	2	90	∞	50	50	70	40	40	50	90	50	50	30	50	70	50	60	60
	3	50	50	∞	50	50	40	40	50	50	50	50	30	50	50	50	50	50
	4	50	50	50	∞	50	20	20	50	50	70	70	30	50	50	50	50	50
	5	70	70	50	50	∞	40	40	50	70	50	50	30	50	70	50	60	60
	6	40	40	40	40	40	∞	40	40	40	40	40	30	40	40	40	40	40
	7	40	40	40	40	40	40	∞	40	40	40	40	30	40	40	40	40	40
	8	50	50	50	50	50	40	40	∞	50	50	50	30	50	50	50	50	50
V	9	90	90	50	50	70	40	50	50	∞	50	50	30	50	70	50	60	60
	10	50	50	50	70	50	40	40	50	50	∞	70	30	50	50	50	50	50
	11	50	50	50	70	50	40	40	50	50	70	∞	30	50	50	50	50	50
	12	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	∞	30	30	30	30	30
	13	50	50	50	50	50	40	40	50	50	50	50	30	∞	50	50	50	50
	14	70	70	50	50	70	40	40	50	70	50	50	30	50	∞	50	60	60
	15	50	50	50	50	50	40	40	50	50	50	50	30	50	50	∞	50	50
	16	60	60	50	50	60	40	40	50	60	50	50	30	50	60	50	∞	60
	17	60	60	50	50	60	40	40	50	60	50	50	30	50	60	50	60	∞

Жұмыстағы максималды екіполюсті ағымдарды табу мәселесін шешу үшін [30] тиімді есептеуіш алгоритм ұсынылған, ол максималды полюсаралық ағымдарын пішіндеуге мүмкіндік береді. шаршы матрицаларының өлшемі желі пунктарының санымен анықталады. Мысалға алатын болсақ ұлттық ақпараттық супермагистраль 211 байланыс түйінін, оның ішінде 17 қаланы қамтиды. Оның ішінде Ақтөбе, Астана, Алматы қалалары негізгі сақинаны құрайды [31].

Еліміздің ұлттық сагистралін ранг санына байланысты сенімділігін жоғарыда есептедік. Енді олар арасындағы максималды ақпарат ағыны мен өткізгіштік қабілеттілік матрицасын келтіреміз. Шартты түрде алынған мәндер бойынша өткізгіштік матрицасы мен полюсаралық максималды ақпарат ағыны жоғарыдағыдай болады.

Сурет 17 – Зақым келтірілген ұлттық ақпараттық супермагистраль

Еліміздің оңтүстігіндегі сейсмикалық аймақ Тараз-Алматы қалалары арасы жағымсыз әсер, яғни жер сілкінісі әсерінен үзілді деп есептедік. Бұл жағдайда магистралдік желіміздің байланысу қабілеттілігі төмен болғандықтан жалпы таратылатын ақпарат ағыны, яғни 1, 2, 3-кластағы немесе приоритеттегі ақпараттар белгіленген орынға уақытында ешқандай бөгеуілсіз жете алады деп айта алмаймыз. Орталық Қазақстан мен Шығыс Қазақстан, Алматы, Талдықорған қалалары бірімен бірі бұрынғыша байланысатын болғанымен, еліміздің батыс оңірі мен оңтүстікпен байланыс орнатудың қызмет көрсету сапасы күрт төмендейді. Тек жоғары солтүстік қалалар арқылы өтетін сақина желісі бойынша байланыс орнатылатын болады.

Жағымсыз әсер болғаннан кейінгі максималды ақпарат ағыны

		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	1	∞	70	30	20	70	20	20	20	70	20	20	20	20	70	30	60	60
	2	70	∞	30	20	70	20	20	20	80	20	20	20	20	30	30	30	30
	3	30	30	∞	20	30	20	20	20	20	50	50	30	30	20	20	20	20
	4	20	20	20	∞	20	20	20	30	20	50	50	30	30	20	20	20	20
	5	70	70	30	20	∞	20	20	20	70	20	20	20	20	60	30	60	60
	6	20	20	20	20	20	∞	40	30	20	40	40	30	30	20	20	20	20
	7	20	20	20	20	20	40	∞	20	30	30	30	30	30	20	20	20	20
	8	20	20	20	30	20	30	30	∞	20	3	30	30	30	20	20	20	20
V	9	70	80	30	20	70	20	20	20	∞	20	20	20	20	70	30	60	60
	10	20	20	20	50	20	40	40	30	20	∞	50	30	30	20	20	20	20
	11	20	20	20	50	20	40	40	30	20	50	∞	30	30	20	20	20	20
	12	20	20	20	30	20	30	30	30	20	30	30	∞	30	20	20	20	20
	13	20	20	20	30	20	30	30	30	20	30	30	30	∞	20	20	20	20
	14	70	70	30	20	60	20	20	20	70	20	20	20	20	∞	30	60	60
	15	30	30	30	20	30	20	20	20	30	20	20	20	20	30	∞	30	30
	16	60	60	30	20	60	20	20	20	60	20	20	20	20	60	30	∞	60
	17	60	60	30	20	60	20	20	20	60	20	20	20	20	60	30	60	∞

Максималды полюсаралық бірінші приоритетті ақпарат ағынының матрицасы

		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	1	∞	9	5	5	7	4	4	5	9	5	5	3	5	7	5	6	6
	2	9	∞	5	5	7	4	4	5	9	5	5	3	5	7	5	6	6
	3	5	5	∞	5	5	4	4	5	5	5	5	3	5	5	5	5	5
	4	5	5	5	∞	5	2	2	5	5	7	7	3	5	5	5	5	5
	5	7	7	5	5	∞	4	4	5	7	5	5	3	5	7	5	6	6
	6	4	4	4	4	4	∞	4	4	4	4	4	3	4	4	4	4	4
	7	4	4	4	4	4	4	∞	4	4	4	4	3	4	4	4	4	4
	8	5	5	5	5	5	4	4	∞	5	5	5	3	5	5	5	5	5
С	9	9	9	5	5	7	4	5	5	∞	5	5	3	5	7	5	6	6
	10	5	5	5	7	5	4	4	5	5	∞	7	3	5	5	5	5	5
	11	5	5	5	7	5	4	4	5	5	7	∞	3	5	5	5	5	5
	12	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	∞	3	3	3	3	3
	13	5	5	5	5	5	4	4	5	5	5	5	3	∞	5	5	5	5
	14	7	7	5	5	7	4	4	5	7	5	5	3	5	∞	5	6	6
	15	5	5	5	5	5	4	4	5	5	5	5	3	5	5	∞	5	5
	16	6	6	5	5	6	4	4	5	6	5	5	3	5	6	5	∞	6
	17	6	6	5	5	6	4	4	5	6	5	5	3	5	6	5	6	∞

Біз ақпарат ағымының приоритетін үшке бөлеміз. Біріншісі ең маңызды ақпараттар президент, премьер министр, мемлекет қауіпсіздігі туралы, екінші деңгейлі және үшінші деңгейлі.

Ал жалпы ақпарат көлеміне келетін болсақ, бірінші приоритетті ақпараттар жалпы ақпараттың 10%, екінші приоритет 40%, ал үшінші приоритет 50% алады [32].

Жоғарыдағы максималды полюсаралық ақпарат ағыны матрицасын қарасақ, онда кез келгенін онға бөлсек максималды полюсаралық бірінші приоритетті ақпарат ағынының матрицасын аламыз.

Желіге жағымсыз әсер ету кезінде нәтижесінде желінің белгілі бір байланыс жолы қатардан шығып кететін болса, матрицасын қолдану қажет ақпаратты алу мүмкіндігін береді, ол желінің байланыс жолын өшірген кезде қай ағымдар өз шамаларын өзгертетініне қатысты болып табылады.

Қалыпты қызмет көрсету деңгейінің максималды ақпарат ағыны мен Тараз және Алматы қалалары арасындағы негізгі және қосымша (резервті) байланыс магистралі үзілгеннен кейінгі максималды ақпарат ағыны салыстырсақ:

Кесте 4 – Максималдық ақпарат ағынының пайыздық төмендеуінің көрсеткіші

Қала атаулары	Ақауға дейін, қосынды	Ақаудан кейін, қосынды	Пайыздық төмендеу, %
1	2	3	4
Астана	900	620	0,31
Алматы	900	720	0,2
Көкшетау	760	400	0,48
Ақтөбе	760	410	0,46
Талдықорған	760	610	0,2
Атырау	630	410	0,35
Орал	630	410	0,35
Тараз	760	390	0,49
Қарағанды	920	630	0,32
Қостанай	820	410	0,5
Қызылорда	800	410	0,49
Маңғыстау	480	390	0,19
Шымкент	760	390	0,49
Павлодар	850	620	0,28
Петропавл	860	400	0,54
Өскемен	820	580	0,3
Семей	820	580	0,3

Кесте 5 – Байланыс орнатудың сенімділігі әр түрлі класстар үшін [31]

Байланыстық сенімділігінің көрсеткіші	Хабарлама дәрежесіне байланысты көрсеткіштер
	I	II	III
Дайындылық коэффициенті (Дк), аз емес	0,999	0,99	0,9
Ақаулар арасының уақыты (сағат), аз емес	5	40	350
Үзілістер ұзақтығы арасының уақыты (сағат), аз емес	1200 (t = 30 с)	550 (t = 10 минут)	40 (t = 3,5 сағат)
Ақау болғаннан кейін қалпына келтіруге кеткен уақыт (минут), көп емес	10	12	24
Үзілістер болғаннан кейін қалпына келтіруге кеткен уақыт (сағат), көп емес	36 (t = 30 с)	165 (t = 10 минут)	210 (t = 3,5 сағат)

Жағымсыз әсер болғаннан кейінгі максималды ақпараттар ағынының матрицасын пайдаланып, техногенді ықпал етудің деңгейін зерттейік. Ол үшін мысал ретінде Ақтөбе-Астана арасындағы ең үлкен көлемдегі ақпарат таратуды есептейміз.

Ақтөбеден Астанаға мәлімет тарату үшін Солтүстік Қазақстан қалалары, дәлірек айтсақ, Қостанай, Петропавл, Көкшетау қалалары арқылы өтетін магистральдік желімен жібереміз. Шартты түрдегі мәндерге қарап:

=50 Ақтөбе-Астана қалалары арасындағы максималды мүмкін болатын ақпарат ағыны; =20 жағымсыз әсер болғаннан кейінгі максималды таратыла алатын ақпарат ағыны.

=1 жағымсыз әсерден кейін Ақтөбе-Астана арасын байланыстыратын тәуелсіз жолдар саны; =3 Ақтөбе-Астана арасын байланыстыратын тәуелсіз жолдар саны.

шартынан анықталатын ағымдар мен жолдар үшін бағалардың сипаттамалары. Бұл шамаларды приоритет бойынша аламыз (қысқа жол ма, әлде ақпарат маңыздылығы). Ұлттық ақпараттық супермагистральді зеттеген кезде, біз үшін приоритет маңызды болып табылады, алайда Тараз-Алматы қалалары арасын үзіп тастағаннан соң, Ақтөбе-Астана қалаларын байланыстыратын жол саны тек біреу ғана. Соған сәйкес екі шаманы да тең деп аламыз. Сонда:

– заңдылығы орындалатынын тексереміз. Рұқсат етілген (ре) шамаларды бірлік функция деп қарастырсақ:

Бұл есептеулерден көретініміз Ақтөбе және Астана қалалары арасында максималды ақпарат көлемін тарата аламыз, егер де осы ақпаратты тарату арнасы толықтай бос болса. Ал бос болмаған жағдайда, яғни жоғарыдағы теңсіздік қанағаттандырылмаса, онда бірінші приоритетті ақпараттар үшін есептейміз. Оның блок-сұлбасы төменде көрсетілген.

Бағалау мен ТКЖ құрылымды өміршеңділігін арттырудың ұсынылған әдісі желіден қандай да бір тармақты өшірумен өрнектелетін жағымсыз әсерден кейінгі желінің реконфигурацияны негізделген. Желінің реконфигурациясы коммутацияланбайтын каналдар трассасын анықтау негізінде белгіленген QoS қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету мақсатында талаптар ағымын тарату үшін жүзеге асырылады. Әдіс келесі іс-әрекеттерді орындаудан құралады:

1 Орташа өлшенген шамаларды анықтау – максималды ағымын, максималды полюсаралық V матрицаларын қолдана отыра және аса қысқа жолдары, жолдар кестесін қолдана отыра.

2 желісіндегі максималды ағымның орташа өлшенген шамаларын есептеу мен желісіндегі жағымсыз әсер ЖӘ кейінгі белгілі бір бұтақты желіден өшіргеннен соң аса қысқа жолды есептеу. Аталмыш есептеу корректирленген матрицасының негізінде жүзеге асырылады, ол бастапқы дан ЖӘ нәтижесінде өзгеріске ұшыраған максималды ағымдарды анықтағаннан кейін және ЖӘ нәтижесінде өзгерген аса қысқа жолдар шамасын анықтағаннан кейінгі бастапқы ЖТ алынатын ЖТ_жә жолдарының корректирленген кестесінен есептелінеді.

3 Құрылымдық өміршеңділік көрсеткіштерінің салыстырмалы өзгерісінің анықтамасы – максималды ағымдар үшін:

(8)

және минималды жолдар үшін:

(9)

4 Құрылымды өміршеңділік көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің орташа өлшемді комплексті бағасын пішіндеу келесідей жүргізіледі:

(10)

мұңдағы - шартынан анықталатын ағымдар мен жолдар үшін бағалардың сипаттамалары. Бұл шамаларды приоритет бойынша аламыз , қысқа жол ма, әлде ақпарат маңыздылығы.

5 Құрылымды тіршілік ету көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің алынған шамасын берілген рұқсатталған өзгеріс шамасымен салыстыру:

(11)

Мұңдағы – құрылымдық тіршілік ету көрсеткішінің бекітілген рұқсат етілген салыстырмалы өзгерісі.

Егер (11) амалы орындалса, бұл ЖӘ желінің тіршілік етуіне елеулі септігін тигізбеді деген мәнді береді, сәйкесінше – ТКС құрылымының өзгерісіне байланысты ешқандай іс-әрекеттер қолданудың қажеттілігі жоқ. Болмаса – 6-пункта ауысу.

6 Максималды салыстыру өзгерісін k классты максималды ағымдардың сәйкес k классты немесе приориттеті бекітілген максималды ағымдар өзгерісімен максималды салыстырмалы өзгерісін салыстыру келесідей бейнеленеді:

(12)

7 Желі реконфигурациясына талаптар тізімін жасақтау (12) амалы орындалмайтын ағымдар үшін):

(13)

мұңдағы - ағымның сәйкес классының талап еткен шамасын қамтамасыз ететін шама.

8 Рұқсатталған жолдар матрицасын құрастыру М реконфигурацияға деген барлық талаптар үшін.

9 Реконфигурацияланған желі үшін (ркфс) – максималды ағымы мен аса қысқа жолдың орташа өлшемді шамалар есебі.

10 Реконфигурацияланған желінің құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштерінің салыстырмалы өзгерісінің анықтамасы:

(14)

және минималды жолдар үшін:

(15)

11 Реконфигурацияланған желінің құрылымды тіршілік ету комплексті көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің алынған шамасын шарт бойынша рұқсатталған өзгеріспен салыстыратын болсақ:

(16)

(16) амалын орындаудың мағынасы, өміршеңділіктің талап етілген талаптарының қамтамасыз етілуі алынғанын білдіреді. Кері жағдайда – келесідей мүмкін болатын ұсыныстар жасақталады:

5 белгілі бір байланыс жолдарының өткізгіштік қабілеттілігінің есепті шешу нәтижесінде алынған шамаға ұлғаюы;

5 белгілі бір талаптардың приоритеттерінің өзгеруі;

5 желіге түсетін ақпараттық хабарламалардың шамасын шектеу.

Алгоритм қиындылығы .

ТКС бағалау мен құрылымдық тіршілік етуін ұлғайту әдісі ұсынылған, ол сыртқы жағымсыз әсердің нәтижесінде құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштерінің өзгеруін бағалау негізінде желі реконфигурациясы жолымен жүзеге асырылады. Құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштері ұсынылған – орта өлшемді максималды ағым шамасы мен ең қысқа жолдар шамасы, олар өз кезегінде құрылымдық өміршеңділік көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің орташа өлшенген комплексті бағалануы үшін қызмет етеді. Төменде осы алгоритмнің жұмыс жасауының блок-сұлбасы көрсетілген.

Иә Жоқ

Иә

Жоқ

ҚОРЫТЫНДЫ

Диссертациялық жұмыстың мақсаты: Қызмет көрсету сапасын жоғарылату мақсатында телекоммуникациялық жүйелердің өміршеңділігін бағалайтын алгоритм құру.

Қойылған мақсаттарды орындау үшін келесі міндеттер шешілді:

1 Телекоммуникациялық жүйелердің өміршеңділігі және сенімділігін арттыру жолдары туралы жазылған ғылыми еңбектерге анализ жасалды.

2 Жүйедегі ақпарат ағыны мен оны таратудағы маңыздылығы анықталды.

3 Байланыс желісінің өміршеңділігінің түйіннің рангына байланыстылығы есептелінді.

4 Жүйе реконфигурацияға ұшырағаннан кейінгі Ұлттық ақпараттық супермагистраль үшін байланыс орнатудың тиімді жолдары анықталды.

5 Аса маңызды ақпараттарға қызмет көрсету сапасы жоғары болатын жүйенің оптималды құрылымдары ұсынылды.

Диссертациялық жұмыс жазу барысында телекоммуникациялық желі құрылымының элементтері талданды. Желі бойындағы әрбір элементке әсер етуі мүмкін табиғи және қасақана жағымсыз әсерлер зерттелініп және олардың классификациясы кесте ретінде келтірілді.

Желі құрылымының өміршеңділігін, сенімділігін және функционалдылығын арттыру мақсатында жасалатын мониторинг түрлеріне шолу жасалынды.

Телекоммуникация саласында терминологияны дүрыс түсінбеуге байланысты өміршеңділік, сенімділік, бұзылу төзімділігі, қауіпсіздік, дайын болу терминдерін шатастыру, күрделі құрылымды, жоғары сапада тұрақты түрде қызмет көрсете алатынына кепілдік бере алмайтын желілерді құрастыру немесе проектілеу кезіндегі қателіктерге әкелдіріп соқтырады. Бұл әрекеттер тұтынушылардың сенімінен шықпайды және экономикалық жетістіктерге әкелмейді. Осы жағдайға байланысты техникалық терминология толықтай ашылып, түсінікті тілмен талданды.

Телекоммуникациялық жүйелердің, соның ішінде жалпыға ортақ телекоммуникация желісінің (ЖОТЖ) өміршеңділігінің критерийлері көрсетілді.

Байланыс желілерінің құрылымдық өміршеңділігін арттыру жолдары мен тәсілдері, сақтау түрлері атап көрсетілді. Олар:

– өміршең желілердің технологиялық шарттарын сақтау;

– қорғаныс жүйесі жоғары элементтерді қолдану;

– байланыс желілерін үлкен қалалар мен өндірістік орталықтарды айналдырып салдыру;

– құрылымдық өміршеңділік коэффициенттерін арттыру;

– мобильді және резервті қалпына келтіру күштерін қолдану;

– көліктік деңгейдегі өткізу жолағын арттыру;

– қауіпсіздік жүйелері арқылы байқалған ақауларды хабарлау, олардың алдын алу;

– істен шыққан элементтерді қайтадан қалпына келтіру;

– ақпарат қабылдаушыға жеткенше оны желі бойында сақтап тұратын протоколдарды қолдану.

Өміршеңділікті арттыру мақсатында желі құрылымының топологиясын дұрыс таңдау жолдары көрсетілді.

Сыртқы радиусы бар радиалды сақиналы топологияның кемшіліктерін: жеткілікті серпімсіздік, сақинаның сыйымдылығын толық пайдаланбау, ішкі радиусты радиалды-сақиналы топология пайдалану арқылы және өзара байланысқан сақиналаларды колданып, айналып өту жолдары көрсетілді.

Құрылымдық байланыстылық ранг саны өміршеңділіктің негізгі факторы болып табылатыны көрсетілді.

Желі түйініне кіретін немесе шығатын өзара тәуелсіз тармақ сандарының неғұрлым көп болуы, ақпарат тарату жолдарын таңдауға мүмкіндік береді. Ал өз ретінде, ақпаратты бірнеше жолдар арқылы тарата алатын болсақ, ондай жүйе өміршең болып табылатына көз жеткізілді.

Ранг санын рентабельді түрде қолдану жолдары график түрінде бейнеленілді.

Желідегі ақырғы түйіндерді байланыстыратын тармақ сандарының байланыстың виртуалды каналдарын құрастырудағы маңыздылығы анықталынды. Ол үшін 50 және 100 түйіннен тұратын жүйенің байланыс тармақтарының, байланыс жолдарына әсер етуі есептелініп, график түрінде бейнеленілді.

Программалаық есептеулер мен аналитикалық есептеулердің логарифмдік ауытқулары есептелінді. Ауытқулардың себептеріне түсініктемелер берілініп, аналитикалық есептеулер арқылы да белгілі бір деңгейде шешімдер қабылдауға болатыны түсіндірілді.

Заманауи телекоммуникациялық жүйелердің ақпарат ағымының динамикалық дамуның сапалық көрсеткіштері, көлемі, тарату принциптері талданды.

Ақпарат трафигін таратудың кемшіліктері көрсетілді. Осы кемшіліктерді жою мақсатында жасаланып отырған Traffic Engeneering технологиясына шолу жасалынып, артықшылықтары, жұмыс жасау ерекшеліктері атап көрсетілді.

Әр түрлі приоритет үшін байланыс орнатудың сенімділігінің көрсеткіштері: дайындылық коэффициенті, ақаулар арасының уақыты, үзілістер ұзақтығы диссертациядағы әдістеме бойынша бойынша талданып, кесте ретінде бейнеленілді.

Диссертациялық жұмыстың барысында табиғат апаты немесе желіге техногенді жағымсыз әсер ету болған жағдайда, желідегі жұмыс жасауға қабілетті барлық ресурстарды пайдаланып, қызмет көрсету сапасын (QoS – Quality of Service) түсірмеу мақсатында жүйелердің құрылымдық өміршеңділігін бағалайтын әдістеме құрылды. Өміршеңділікті арттыру негізінде жүйенің әрбір элементі зерттелінді.

Құрылымдық өміршеңділікті бағалауда ұлттық ақпараттық супермагистраль – Қазақстан Республикасындағы өте үлкен магистральдық желі, көпхаттамалы Multiprotocol Label Switching технологиялар арқылы виртуалды жеке желілердің Virtual Private Network байланысын жүзеге асырушы желіні пайдаланылды. Осы желі арқылы таратылатын имитациялық максималды ақпарат ағыны мен ақпарат таратудағы негізгі элементтердің бірі болып табылатын Дейкстра алгоритмі арқылы ең қысқа жолдар есептелінді.

Желі кез келген ақау кесірінен құрылымын өзгерткен кезде ең алдымен жалпы айналымдағы десте көлеміне қызмет көрсету жолдары, оған қол жеткізу қиын болған жағдайда, бірінші приоритетті, яғни аса маңызды ақпараттарды тарату жолдары есептелінді. Осы операцияларды орындау негізі сатылай көрсетіліп, блок-схема ретінде бейнеленді. Бұл саты бойынша телекоммуникациялық желілердің өміршеңділігін жоғарыла немес тұрақты түрде ұстап тұра алмасақ, келесі амалдарды орындау арқылы жоғары нәтижеге жетуміз мүмкін:

5 кейбір байланыс тармақтарының өткізу жолағын есептеулер нәтижесіндегішамаға шейін ұлғайту;

5 кейбір хабарламалардың приоритетін өзгерту;

5 желіге келіп түсетін хабарламалар санын азайту.

Елiміздің көліктік желісінің байланыстылық деңгейі есептелінді. Жалпы түйіндердің орташа ранг саны 2,7 тең екеніне аналитикалық есептеулер арқылы жеттік. Бұл санды тек Астана, Алматы, Ақтөбе калалары ғана қанағаттандыратын көліктік желі сұлбасынан онай байқадық.

Ұлттық ақпараттық супермагистральдың бойындағы бір тармақ, яғни Тараз-Алматы қалалары арасын байланыстырушы негізгі және резервті арналар табиғи апат кесірнен үзілген жағдайда, басқа қалалар арасындағы максималды ақпарат ағымының пайыздық төмендеу көрсеткіші имитациялық мәндердің шамасына байланысты есептелінді.

Бұл диссертациялық жұмыста телекоммуникациялық желілерді бағалау мен құрылымдық өміршеңділігін ұлғайту әдісі ұсынылды, ол сыртқы жағымсыз әсердің нәтижесінде құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштерінің өзгеруін бағалау негізінде желі реконфигурациясы жолымен жүзеге асырылды.

Құрылымдық тіршілік ету көрсеткіштері ұсынылды – орта өлшемді максималды ақпарат ағыны шамасы мен ең қысқа жолдар шамасы, олар өз кезегінде құрылымдық өміршеңділік көрсеткішінің салыстырмалы өзгерісінің орташа өлшенген комплексті бағалануы көрсетілді.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1 Додонов А.Г., Ландэ Д.В. Живучесть информационных систем. – К.: Наук. думка, 2011. – Б. 45–82

2 В.В.Величко, Г.В.Попков, В.К.Попков. Модели и методы повышения живучести современных систем связи. – М.: Горячая линия-Телеком, 2014. – Б. 6-14.

3 Б.С.Гольдштейн, А.Е.Кучерявый. Сети связи – NGN. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург. 2013. Б. 11-40.

4 Б.Г. Волик. Термины работоспособности объектов техники // Автоматика и телемеханика. 2002. №12. С. 174-180.

5 Стекольников Ю.И. Живучесть систем. СПб.: Политехника, 2002. Б. 29-64.

6 Нетес В.А. Основы теории надежности //Учебное пособие. Изд. 2-е.// МТУСИ. – М., 2014. Б. 14-16.

7 Руководящий документ единой сети телекоммуникаций РК // Книга 1. Общие положения и концептуальные основы развития ЕСТ РК. Астана 2004. - Б. 10-18.

8 RFC 1058 «Routing Information Protocol)). [Электронный документ]. - Режим доступа: http://www.faqs.org/rfcs/rfcl058.htmL

9 STD 56. RIP Version 2. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://rfc.net/std0056.html.

10 RFC 1247. OSPF Version 2. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.faqs.org/rfcs/rfc 1247.html.

11 RFC 1142. OSI IS-IS Intra-domain Routing Protocol. [Электронный ресурс] //Режим доступа: http://www.faqs.org/rfcs/rfcll42.html.

12 Князева Н.О. Теория проектировання компьютерних систем. Ч.2. СПД, 2012. – 240 Б.

13 Бaклaнoв И. Г. NGN: пpинципы пocтpoeния и opгaнизaции / пoд peд. Чepнышoвa Ю.Н. – Экo-Тpeндз М.; 2008. – 300 Б.

14 Лaгутин В.C., Cтeпaнoв C.Н. Тeлeтpaфик мультиcepвиcных ceтeй cвязи – Paдиo cвязь –М.; 2003. - 362 Б.

15 Шapoв В. Бaзoвыe тeхнoлoгии мультиcepвиcных ceтeй, ж. Ceти и тeлeкoммуникaции – М.; 2006. – 336 Б.

16 Ceмeнoв В.В. Ceти cвязи cлeдующeгo пoкoлeния - C. Пeтepбуpг, 2005.–270 Б.

17 Гoльдштeйн Б.C., Opлoв O.П., Oшeв A.Т., Coкoлoв Н.A. Мoдepнизaция ceтeй дocтупa в эпoху NGN, ж. Вecтник cвязи.-2003. – 268 Б.

18 Хольц Х., Шмит Б. Linux для Интернета и интранета. М.: Новое знание, 2002, 464 Б.

19 Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Трендз, 2001, 268 Б.

20 Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения. М.: ДМК Пресс, 2002, 336 Б.

21 А.Е. Кучерявый А.Е., Гильченок Л.З., Иванов А.Ю.. Пакетная сеть связи общего пользования. Наука и техника, С Петербург, 2004, 233 Б.

22 Потапов Д.А.. Модели и методы организации инфокоммуникационных услуг на базе PARLAY API, 112 Б.

23 Аджемов А.С., и др. Принципы построения сети ОКС №7 на ЕСЭ Российской Федерации. М., 2004, 140 Б.

24 Лебедева Л.С., Мовшович И.Е., Фролова Л.Г., Роозитис Т.Я. Координатная АТС К-50/200. М., Связь, 1966.

25 Gurbani V.K., Jain R.. Transport Protocol Consideration for Session Initiation Protocol Networks. Bell Labs Technical Journal. №9 (1), 2004.

26 Кучерявый А.Е, Парамонов А.И., Ревелова З.Б. Реструктуризация трафика сетей связи и новые подходы к прогнозированию их развития. Электросвязь, №2, 2003, 199 Б.

27 Кучерявый А.Е., Перспективы развития сетей связи в Российской Федерации. Фотон-Экспресс. Июль 2003, №3, Б. 14-28.

28 Кучерявый А.Е., Гильченок Л.З. Сеть сигнальных коммутаторов для модернизации сетей связи общего пользования. Электросвязь, №10, 2002. Б. 22-24.

29 Koucheryavy A, Gilchenok L, Piattaev V.. New solution for the rural telecommunication development. ITU Telecom World Forum. Forum Proceedings, Geneva,12-18 October, 2003.

30 Аджемов А.С., Васильев А.Б., Кучерявый А.Е., Соловьев С.П.. Архитектурные решения для сетей связи следующего поколения. Материалы 4-ой международной конференции. Системно-сетевые решения и оборудование для построения сетей связи на основе технологий NGN. 24-26 августа 2004, Нижний Новгород, Б. 43-51.

31 Koucheryavy A., Lokhmotko V., Revelova Z., Paramonov A.. Application of network planning tools for information content allocation. ITU and IT С workshop,ITC-18. 31 August -5 September 2003, Berlin, Germany. Proceedings, Technical University of Denmark, 2003, Б. 18-31.

32 Lee Y. - K., Lee D. Broadband Access in Korea. IEEE Communication Magazine, December 2003, Б. 6-8.

33 Гольдштеин А.Б. Устройства управления мультисервисными сетями: Softswitch. – К.: Наук. думка, 2011. – Б. 45–82 .

ГЛОССАРИЙ

Бұл магистрлік диссертацияда келесі терминдер төмендегідей анықтамаларымен қолданылды:

Байланыс желiлерiнiң өзара iс-қимылы – ортақ мiндеттердi орындау мақсатында технологиялық ілеспе желiлердiң бiрлесiп жұмыс iстеуi.

Ішкi аймақтық бастапқы желi (бұдан әрі – IаБЖ) – ОПТЖ бiр нөмiрлеу аймағының әртүрлi жергілiкті бастапқы желiлерiнiң үлгілік тарату арналарының өзара қосылуын қамтамасыз ететiн бастапқы желiнiң бiр бөлiгi.

Тарату арнасы – жиiлiк жолағында немесе осы тарату желiсiне тән тарату жылдамдығымен телекоммуникациялық сигналдардың желiлiк станциялар, желiлiк тораптар арасында немесе желiлiк станция мен желiлiк торап арасында, сондай-ақ желілiк станция немесе желілiк торап пен бастапқы желiнiң шеткi құрылғысы арасында берiлуiн қамтамасыз ететiн техникалық құралдар мен тарату ортасының кешенi.

Телекоммуникация (электр байланысы) арнасы – тiзбектi түрде қосылған арналар мен туынды желi жолдарында құрылған, оның соңына абоненттік шеткi құрылғылар қосылған кезде хабарламаның беру көзiнен алушыға берiлуiн қамтамасыз ететiн телекоммуникациялық (электр байланысы) сигналдардың өту жолдары.

Тарату желiсi – ортақ желілік құрылыстары, оларға қызмет көрсету құрылғылары және қызмет көрсету құрылғысының әрекет етуі шегiнде таратылатын бiрдей тарату ортасы бар жол трактілерi, тарату жүйесi және (немесе) үлгiлi нақты тізбектер жиынтығы.

Бастапқы желi – желілік тораптар, желілік станциялар, бастапқы желiнiң шеткi құрылғылары мен оларды қосатын тарату желiлерiнiң негiзiнде құрылған үлгiлiк нақты тiзбектердiң, үлгiлiк тарату арналары мен желілік трактiлердiң жиынтығы.

Желілік станция (ЖС) – үлгілi нақты тiзбектердiң, үлгiлiк тарату арналары мен желілік трактілердiң туынды желiлерiнiң құрылуы мен берiлуiн, сондай-ақ олардың транзитін қамтамасыз ететiн техникалық құралдар кешенi;

Желілік торап (ЖТ) – бастапқы желiнiң желілік станцияларының қосылысын, үлгiлiк желілік трактiлердiң, үлгiлiк тарату арналары мен үлгiлiк нақты тiзбектердiң құрылуы мен қайта таратылуын (бөлу, ауыстырып қосу), сондай-ақ оларды туынды желiлер мен жекелеген пайдаланушыларға берудi қамтамасыз ететiн техникалық құралдар кешені.

Қолжетiмділiк желiсi – терминалдардың көліктік желiге қолжетiмдiлігін, сондай-ақ көлiктiк желiге шықпай жергілiкті байланысты ұйымдастыруды қамтамасыз ететiн абоненттiк жолдар мен жергiлiктi желi станцияларының жиынтығы.

Тарату жүйесi – бастапқы желiнiң желiлiк трактісін, үлгiлiк топтық трактiсi мен тарату арналарын құруды қамтамасыз ететiн техникалық құралдар кешенi.

Бастапқы желiнi резервтеу жүйесi – бақылау құрылғысын алгоритмдiк және бағдарламалық қамтамасыз ету, бастапқы желiнi немесе бастапқы желiнiң учаскесiн қайта құру қажеттілігі туралы шешiмдер қабылдау, электр байланысының түрлi қызметтерiнiң (қызметтер көрсету) сенiмдiлiк көрсеткiштерiн арттыру мақсатында аталған алгоритмдер бойынша өзара іс-қимыл жасайтын, резервтелетін және резервтiк трактілер мен арналарды ауыстырып қосу құрылғыларының жиынтығы.

Көлiктiк телекоммуникация желiсi – берiлген пункттер арасында ақпараттар таратуға арналған тарату жүйесi ресурстарының, оларға жататын бақылау, жедел ауыстырып қосу, резервтеу және басқару құралдарының жиынтығы. Көлiктiк желi магистралдық және аймақтық (өңiрлiк) байланыс желілерiнен тұрады.

Телекоммуникация жүйесiнiң (желiсiнiң) сенiмдiлiгi – телекоммуникация жүйесiнiң (желiсiнiң) берiлген пайдалану және техникалық қызмет көрсету жағдайында белгіленген функцияларды орындау қабiлетiн сипаттайтын белгілi бiр параметрлердiң мәнiн уақытпен және белгiленген шекте сақтау қасиетi.

Жалпы арналық сигнал беру жүйесi – коммутация арналарының будасына арналған жалпы арнайы сигнал беру арнасы бойынша станцияаралық сигнал берудің тарату жүйесi.

Телекоммуникация жүйесiнiң (желiсiнiң) тұрақтылығы – телекоммуникация жүйесiнiң (желiсiнiң) қалыпты пайдалану жағдайында да, сондай-ақ тұрақсыз факторлар әсерiнен жасалатын жағдайларда да талап етілетiн функцияларды орындау қабілетi.

QoS QoS (Quality of Service) – толық атауы қызмет көрсету сапасы. Тарататын өткізу жолағы нақты сақталған, деректер тарату жылдамдығына кепіл беретін технологияларды ұсынады.

Өткізу жолағы – байланыс желісі арқылы деректер тарату мүмкіндігінің шамасы.

Кеңжолақты желі – дыбыстық және бейне деректерді алып жүретін желі.

Қосымша

class lab3_1 {

public static void main (String args[]){

int n=3,i,j;

double x[] = {0,0,0}, b2[] = {1,2,3};

double a[][] = {{4,2,1},{1,5,2},{3,1,7}};

double s=0,m=-1e38, p=1, p1=1;

for (i=0;i<n;i++)

System.out.println("x["+i+"] "+x[i]);

for (i=0;i<n;i++) {

for (j=0;j<n;j++)

System.out.print ("\t" + a[i][j]);

System.out.println ("\n");

}

//------------------------------------------------------

for (i=0; i<n; i++)

for (j=0; j<n; j++){

s+=a[i][j];

if(m<a[i][j]) m=a[i][j];

}

System.out.println ("s="+s+" max="+m);

//----------------------------------------------

double b[]=new double [n];

double max[]=new double[n];

for (i=0; i<n; i++) {

s=0;m=a[i][0];

for (j=0; j<n; j++){

s+=a[i][j];

if(m<a[i][j]) m=a[i][j];

}

b[i]=s;max[i]=m;

System.out.println ("b["+i+"]="+b[i]+" max["+i+"]="+max[i]);

}

//---------------------------------------------------------

for(i=0; i<n; i++)

p*=a[i][i];

System.out.println ("p=" +p);

p=1;

//---------------------------------------------------------

for(i=0; i<3; i++)

p*=a[i][n-i-1];

System.out.println ("p1=" +p);

//-------------------------------------------------------

int k=150;

p=1;

for (i=1; i<=k; i++){

p=p*i;

System.out.println("i=" +i+" p="+p);

}

}}