ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ЗАСАДИ СТВОРЕННЯ МЕРЕЖЕЦЕНТРИЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ КОНТРОЛЮ ПЕРЕДАЧІ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ДАНИХ В МЕРЕЖІ



Волков О.Є., Комар М.М., Волошенюк Д.О. Целью работы является исследование фундаментальных основы и принципов построения новых перспективных систем контроля передачи информационно-коммуникационных данных в сети на основании применения сетецентрических технологий, что позволит существенно расширить перечень решаемых в реальном масштабе времени задач распределенного управления скоростными циклами прикладных процессов и повысить качество, надежность и безопасность работы сетевых систем в общем.

УДК 681.518

The aim of work is to study the fundamental basis and principles of construction of new advanced systems used to control the transmission of information and communication databy network based on the use of network-centric technologies. The results of work will considerably expand the list of critical tasks of distributed control of applications and processes, solved in the real-time mode and will improve the quality, reliability and security of network systems in general.

Вступ

У сучасному світі більшість підприємств та організацій у тій або іншій мірі використовують у своїй діяльності різноманітні інформаційні технології, які обробляють великі об’єми візуальної та текстової інформації мережевими системами і сучасними технологіями передачі даних. При цьому існує велика кількість способів і методів передачі і прийому даних, їх кодування і архівації, контролю якості передачі та багато інших процесів, які проявляються під час роботи розрахунково-мережевих систем. Відповідно, питання якості роботи мережі, її покращення та модернізації, підвищення безпеки збереження даних, створення нових надшвидких та надточних каналів передачі даних – це актуальні питання у галузі сучасних інформаційно-комунікаційних технологій. При цьому варто пам’ятати, ці питання є надзвичайно актуальними та гостро поставленими і для таких пріоритетних напрямків науки і техніки, як авіація, космонавтика, оборонна промисловість та ін.

Постановка досліджуваної проблеми

Постановка досліджуваної проблеми полягає у необхідності розробки технологій контролю за процесом зв’язку між усіма об’єктами мережі та технології управління передачею інформаційних даних в моделях віддаленого керування у розподілених мережах.

Науковою новизною можна виділити ідею застосування мережецентричних технологій для розробки перспективних систем контролю передачі інформаційних даних. Варто зазначити, що під мережецентричними технологіями розуміється така структура віддаленого керування, яка передбачає взаємозв’язок всіх елементів мережі, можливість їх взаємодії та керування ними в масштабі реального часу. Це дозволить забезпечити системну та функціонально-часову сумісність всіх елементів мережі.

Мета роботи: дослідити фундаментальні основи та принципи побудови нових перспективних систем контролю передачі інформаційно-комунікаційних даних в мережі на основі застосування мережецентричних технологій, що дозволить істотно розширити перелік вирішуваних в реальному масштабі часу задач розподіленого керування швидкісними циклами прикладних процесів та підвищити якість, надійність та безпеку роботи мережевих систем взагалі.

Ціль та завдання роботи: отримати фундаментальні основи для подальших досліджень та практичного створення технологій контролю, спостереження та керування прикладними процесами у мережі у масштабі реального часу на основі мережецентричних технологій, що дозволить підвищити якість, надійність та безпеку роботи мережевих систем та технологій.

Стан розроблюваної проблеми

До недавніх пір розробники мережевого устаткування зосереджували увагу в основному на задачах організації передачі інформаційних пакетів в комп'ютерних мережах, проте зараз багато провідних компаній (Ibm, Intel, Hp, Emc, Microsoft,Motorola, Symantec, Siemens, Boeing, Honeywell та багато інших) розробляють спеціалізовані програмно-апаратні рішення для мережецентричних (Net-Centric) систем розподіленого керування об'єктами та технологічними процесами [1]. Використання існуючих технічних рішень (див. патенти US6683889-Siemens, EP1661343-Motorola, US6363056-Ibm, WO0237773-Intel,EP1426870-Boeing, US2007111725-Honeywell та інші) в комп'ютерних мережах розподіленого керування швидкісними циклами прикладних процесів не забезпечує якісного контролю.

Аналіз останніх досліджень, літературний та патентний пошуки з даної проблеми показують високу актуальність представленого питання та необхідність його вирішення. Зокрема, Глобальний аеронавігаційний план Міжнародної організації цивільної організації на 2013-2028 роки [2] передбачає підвищення рівня обслуговування в аеронавігації за рахунок контролю і управління передачею цифрової аеронавігаційної інформації, що збігається з предметом нашої роботи.

Мережецентрична технологія контролю передачі інформаційно-комунікаційних даних в мережі

В основу проекту покладені прикладні дослідження в галузі керування системою швидкісних прецизійних циклів мережецентричних динамічних прикладних процесів з просторово-розподіленими взаємозв'язаними інформаційними і функціональними компонентами. При цьому забезпечується функціонально-часове поєднання внутрішніх ресурсів мережецентричних систем розподіленого керування з об'єктами та технологічними процесами на базі сумісного використання працюючих в прискореному масштабі часу моделей динаміки в єдиний просторово-часовий мережецентричний комплекс.

Основним чинником, що впливає на якість роботи комп'ютерних мереж, є мережева затримка при передачі пакетів даних. Результати попередніх досліджень показали, що використання існуючих науково-технічних рішень в комп'ютерних мережах розподіленого керування швидкісними циклами прикладних процесів не забезпечує якісного контролю та керування передачею даних за наявності затримок передачі пакетів даних по комп'ютерній мережі.

Основна науково-технічна ідея побудови систем контролю та розподіленого керування широким класом прикладних процесів, а саме передачею даних, в глобальних просторах інформаційних мереж на основі мережецентричних технологій полягає в формуванні команд розподіленого керування шляхом моделювання в прискореному масштабі часу динаміки прикладного процесу спільно з моделюванням процесу формування команд керування за даними про поточний стан прикладного процесу. Це дозволяє компенсувати затримки, помилки та спотворення передачі пакетів по комп'ютерних мережах.

Проведення досліджень базується на методах математичного аналізу, комбінаторної оптимізації, теорії ймовірності, статистичного та імітаційного моделювання, теорії автоматичного управління, методі абсолютної нелінійної інваріантності та програмних комп’ютерних засобах і пакетах, наприклад, таких як, MatLab, пакет Simulink, мови програмування C++, Adobe Flash та ін.

Висновок

В результаті наукової роботи передбачено отримати фундаментальні основи та методологічні засади для подальшого створення мережецентричної системи управління та контролю передачі інформаційних даних в моделях віддаленого управління динамічними об'єктами, яка: матиме покращену модель стану інструментальних і методичних похибок за рахунок урахування нелінійностей в перетворенні даних; підвищить якість моделювання процесів для лінійних регресивних моделей; дасть можливість враховувати як лінійні, так і нелінійні динамічні моделі; відкриє шлях до створення нових методів компенсації та запобігання мережевих помилок, затримок, спотворень і втрат пакетів інформаційних даних.

Перелік посилань

  1. Павлова С.В. Моделирование технологии распределенного сетевого управления летательными аппаратами / С.В. Павлова, Ю.П. Богачук, С.В. Мельников // Кибернетика и вычисл. техника. – 2011. – Вып. 163. – C. 45-53.

  2. Глобальный аэронавигационный план на 2013-2028 года. Пропускная способность и эффективность / Международная организация гражданской авиации ИКАО // Монреаль, Канада. – 2013. – Вып. 4. –128 с.
Jun 9, 2016