Встановлено, що хвилеві конвертери виконують перетворення довжин хвиль, які надходять у вузол, в новий набір, що збільшує пропускну здатність завдяки реалізації адаптивної маршрутизації по вільних довжинах хвиль на підставі аналізу нелінійних ефектів в ОВ запропоновано метод конверсії довжини хвилі з використанням ефекту чотирихвилевого змішування для реалізації маршрутизаторів. Показано, що продукти змішування можуть з'являтися в необхідних каналах, що дозволяє керувати маршрутизацією повідомлень в таких системах. Досліджено математичну модель AON з шаруватою структурою, яка дозволила мінімізувати число конвертерів з однієї довжини хвилі до іншої сусідньої (обмеженої конверсії) для мереж з довільною та кільцевою топологією, що забезпечує збереження потоків і мінімізує число використаних довжин хвиль. Доведено теореми щодо необхідної кількості довжин хвиль і відповідних конвертерів, які дозволили запропонувати алгоритм вибору довжини хвилі та маршрутизації в двобічній кільцевій мережі, які вимагають меншого числа конвертерів (у 3,5 раза) за незначного збільшення числа використовуваних довжин хвиль (на 25 %) у порівнянні з відомими, в мережах з однопортовими вузлами. Зазначено, що вузол кільцевої мережі вимагає використання не більше, ніж одного конвертера. Розроблено математичну модель визначення блокувань в повністю оптичних мережах з фіксованою маршрутизацією й обмеженим діапазоном перетворення довжин хвиль у вузлі. Доведено теорему, яка визначає розподіл числа вільних світлових каналів.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено математичну модель маршрутизатора за протоколом RIP, що складається з інтерфейсів маршрутизатора, функціонує в активному та пасивному режимах і дозволяє врахувати рівні мережевого протоколу та рівні протоколів маршрутизації. Удосконалено узагальнену метрику маршрутизації, що дозволяє оптимізувати вибір маршруту передачі даних на основі врахування часу затримки, пропускної здатності каналу, стійкості маршруту, дозволяє одержання адитивної, мультиплікативної й увігнутої метрики. Вперше запропоновано та досліджено метод маршрутизації в системі зі змінними параметрами, що дозволяє мінімізувати число помилок маршрутизації. Запропоновано та досліджено модель маршрутизатора в системі Simulink, що дозволяє відстежувати поведінку маршрутизатора за різних параметрів обслуговування черг і врахувати окремі складові метрики маршрутизації.

  Скачати повний текст

Розроблено метод та програмне забезпечення балансування навантаження на сервери баз даних та маршрутизатори за програмно керованим критерієм з використанням кластерного програмного забезпечення OpenMOSIX на базі операційної системи Linux. Створено методику проектування програмних засобів на базі методу примусового балансування та симбіозу різних мов програмування.

  Скачати повний текст

Запропоновано адаптивну модель мережі на основі стеку протоколів ТСР/ІР, яка дозволяє визначити множину маршрутизаторів для аналізу завантаженості каналів між ними, визначити механізм оцінки ступеня завантаженості та прийняти рішення про маршрутизацію пакета. Розроблено методику збору та аналізу інформації про мережу, яка дозволяє визначити та постійно адаптувати зону, яку охоплює модель, а також безперевно контролювати ступінь її завантаження. Розроблено методику прийняття рішення про маршрутизацію пакетів з використанням інформації про стан завантаження каналів, якими проходить більша частина трафіку.

  Скачати повний текст

Доведено можливість і необхідність використання технології Tripe Play, що дозволяє повною мірою забезпечити моніторинг об'єктів спостереження. З'ясовано, що для досягнення мобільності й оперативності моніторингу дані мережі мають будуватися на основі безпроводових технологій. Обгрунтовано принцип самоорганізації сенсорних мереж на основі використання методів багатопараметричної оптимізації. Удосконалено математичну диференціальну модель функціонування телекомунікаційної сенсорної системи за умов нестаціонарності трафіка, що дозволяє враховувати динаміку трафіка з неоднорідним часом кругового обігу RTT і наявність зворотних зв'язків, що обмежують перевантаження. Проаналізовано типові режими та визначено умови забезпечення стійкості даних режимів. Модернізовано процедуру запобігання перевантаження в сенсорних мережах, характерну в період виникнення критичної ситуації. Показано можливість виконання принципу справедливості для різних режимів. Наведено рекомендації з вибору параметрів процедури RED. З використанням фрагмента реальної телекомунікаційної мережі, що включає вузол розподілу (маршрутизатор Cisco Series 2801), проведено натурний експеримент з дослідження умов перевантаження. За допомогою одержаних даних підтверджено результати імітаційного моделювання, зокрема: наявність затримки та зміщення оцінки параметрів нестаціонарності трафіка, наявність значних викидів втрат пакетів на початку сеансу, інших чинників які істотно впливають на якість обслуговування в сенсорних меежах. Обгрунтовано рекомендації щодо практичного використання методів побудови телекомунікаційних сенсорних систем різного масштабу із зазначенням рекомендованих технологій та устаткування для персональних, локальних і регіональних мереж.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблеми вдосконалення методів мережевого управління в телекомунікаційних системах. Обгрунтовано вимоги до систем мережевого управління. Оцінено ефективність методів класифікації станів телекомунікаційної мережі, розроблено моделі класифікації та прогнозування станів її елементів. Запропоновано до використання модифіковані нейронні мережі, для яких розроблено методи розрахунку об'єму виборки для навчання, типу та параметрів функції активації, параметрів шару прогнозування, що дозволяє підвищити ефективність систем мережевого управління. Вперше розроблено модель класифікації та прогнозування станів маршрутизатора, яка використовує нейронну мережу як елемент, що приймає рішення.

  Скачати повний текст

Запропоновано підхід до синтезу інфраструктури мобільної комп'ютерної мережі, яка враховує реконфігурацію топології, що передовсім стосується міграції абонентських систем під час передачі інформації. Наведено спосіб формування стійкого підграфа доставки повідомлень, що забезпечує підвищення ефективності процедури маршрутизації в мобільних мережах з недостатньою стійкістю віртуальних з'єднань. Розроблено алгоритм маршрутизації, який, у порівнянні з відомими алгоритмами, дає змогу підвищити ефективність функціонування мобільних комп'ютерних мереж за рахунок скорочення обсягу керуючої інформації та часу ремаршрутизації. З використанням принципу самоподібності інформаційних потоків у комп'ютерних мережах розроблено алгоритм керування потоками даних, що дає змогу забезпечити необхідний рівень сервісу (QoS) у мобільних мережах з реконфігурацією топології. Запропоновано структуру маршрутизатора й адаптивний алгоритм його функціонування, який формує маршрут передачі інформації залежно від інтенсивності реконфігурації мережі та завантаження її вузлів.

  Скачати повний текст

Розроблено й апробовано методи й алгоритми структурного синтезу мереж з перспективною технологією MPLS. Сформульовано нову задачу структурного синтезу мереж з технологією MPLS за критерієм вартості за обмежень на встановлені показники якості обслуговування - середню затримку та частку втрачених пакетів. Показано, що новий метод синтезу структури глобальних комп'ютерних мереж з технологією MPLS дозволяє оптимізувати структуру мережі за критерієм вартості за обмежень на встановлені значення показників якості (QoS) для різних класів сервісу. У даному методі використано ідеї генетичного методу оптимізації. Запропоновано метод структурного синтезу для визначення оптимальної структури мережі та розміщення маршрутизаторів MPLS за критерієм вартості за встановлених показників якості QoS. Розроблено алгоритм структурного синтезу мереж з технологією MPLS, який дає можливість оптимізувати структуру мережі на заданому остові (backbone). Здійснено реалізацію запропонованих алгоритмів у складі програмного комплексу, експериментально встановлено їх ефективність. Проведено порівняльний аналіз нових методів синтезу структурних глобальних комп'ютерних мереж з технологією MPLS.

  Скачати повний текст

Дисертаційну роботу присвячено розв'язанню актуальної наукової проблеми забезпечення якості надання інфокомунікаційних послуг шляхом покращення оперативності обміну інформацією в мультисервісних інформаційних функціонально-орієнтованих корпоративних мережах на основі створення методу адаптивного управління структурними параметрами мережних пристроїв та розвитку математичних моделей і алгоритмів обслуговування черг.Сформульовано завдання адаптивного структурно-функціонального синтезу логічної інфраструктури корпоративної мережі. Розроблено модифікований метод управління чергами в мультисервісних вузлах мережі, використання якого дає змогу підвищити ефективність розподілу мережних ресурсів за критерієм якості обслуговування з кінця в кінець шляхом динамічної адаптації буферних та канальних ресурсів. Запропоновано структурно-функціональну модель мережного пристрою з віртуалізацією ресурсів, що дала змогу розгортати на одній фізичній машині декілька аналогів апаратних маршрутизаторів призначених для обслуговування однотипного трафіку. Запропоновано ентропійний метод виявлення аномалій мережного трафіку для підвищення стійкості корпоративної мережної системи до кібератак. Представлено математичну модель процесу функціонування віртуалізованого маршрутизатора, яка дає змогу визначити показники ефективності мережі та оцінити масштабованість корпоративної інфраструктури згідно угоди про рівень надання послуги. Розроблено тестову платформу віртуальної мережі нового покоління із програмно-керованими маршрутизаторами, які володіють функцією адаптивного вибору алгоритму обслуговування черг в умовах виникаючого явища випадкових сплесків трафіку, характерних для мультисервісних мереж нового покоління. Адекватність розроблених моделей підтверджено на основі дослідження імовірнісних властивостей трафіку мультисервісної корпоративної мережі та порівнянням тривалостей його обслуговування із реальним апаратним маршрутизатором. В результаті проведення імітаційного і практичного експериментів доведено, що застосування розроблених моделей та методів управління ресурсами корпоративної мережі приводить до покращення якості обслуговування потоків реального часу (в середньому до 2 разів знижено затримку обслуговування та зменшено ймовірність втрат пакетів на 3%). Проведено дослідження якості обслуговування потокового трафіку на основі розробленої моделі програмного маршрутизатора з можливістю розгортання віртуальних обслуговуючих пристроїв класового призначення. Шляхом проведення експерименту в мультисервісній мережі встановлено, що застосування розроблених моделей і методу динамічної віртуалізації мережного пристрою забезпечує можливість призначення мінімально необхідного обсягу мережевих ресурсів для гарантування заданого рівня якості обслуговування та дає можливість на 25-30% підвищити якість обслуговування потокового відео трафіку реального часу за критеріями затримки та джитеру. Оцінено виграш за якістю сприйняття послуги відеоконтенту реального часу після застосування запропонованих рішень управління мережними ресурсами шляхом виконання натурного експерименту.^UThe dissertation is devoted to solving the actual scientific problem of ensuring the quality of provisioning of info-communication services by improving the efficiency of information exchange in multiservice information functional-oriented corporate networks on the basis of the creation of a method for adaptive control of structural parameters of network devices and the development of mathematical models and algorithms of servicing queues.The problem of adaptive structural and functional synthesis of the logical infrastructure of the corporate network has been formulated. The modified method for managing queues in multiservice nodes of the network is contributed. This method allows to increase the efficiency of network resource distribution based on the end to end quality of service through dynamic adaptation of buffer and channel resources. The structural and functional model of network device with resource virtualization has been proposed. This model allows to deploy several software analogs of hardware routers on the same physical machine for servicing different types of traffic. The entropy method of detection of network traffic anomalies has been proposed for increasing the stability of the corporate network system against cyber-attacks. The mathematical model of the functioning of the virtualized router has been presented. The model allows to determine the performance of the network and assess the scalability of the corporate infrastructure in accordance with the agreement on the level of service provisioning. A new generation virtual network test platform with software-driven routers has been deployed to enable the adaptive selection of queuing algorithms in the context of the emerging phenomenon of random traffic bursts, which are typical for multiservice networks of the new generation. The adequacy of the developed models has been confirmed through the investigation of probabilistic properties of traffic in multiservice corporate networks and comparison of the processing delay with the real hardware router. As a result of simulation and practical experiments, it has been proved that application of developed models and methods of corporate network resource management leads to improvement of the quality of service of real-time streams (on average, service delays have been reduced to 2 times and the probability of loss of packages by 3%). The study of the quality of service for streaming traffic has been conducted on the basis of the developed model of the software router through deploying virtual devices per traffic class. By conducting an experiment in a multiservice network, it has been proved that application of the developed models and the method of dynamic virtualization of the network device provide the possibility of assigning the minimum required volume of network resources to guarantee a given level of quality of service and gives the opportunity to increase the quality of streaming video traffic by 25-30% according to the criteria of delay and jitter. The gain on the quality of experience of the real time video content after the application of the proposed solutions for managing network resources by performing a full-scale experiment has been confirmed through experiments.

Об'єкт – процеси управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж. Мета – підвищення рівня якості обслуговування потоків користувачів шляхом розробки та вдосконалення математичних моделей та методів активного управління чергами та пропускною здатністю інтерфейсів маршрутизаторів телекомунікаційних мереж. Предмет дослідження – моделі та методи активного управління чергами та пропускною здатністю інтерфейсів маршрутизаторів телекомунікаційних мереж. Методи дослідження – оптимізаційні методи математичного програмування; теорія масового обслуговування; теорія диференціальних рівнянь; методи імітаційного моделювання; методи лабораторного експерименту. Результати – удосконалено метод збалансованого управління чергами на інтерфейсах маршрутизаторів телекомунікаційних мереж; уперше запропоновано метод активного управління чергами та пропускною здатністю інтерфейсів маршрутизаторів телекомунікаційних мереж; удосконалено динамічну модель управління чергами та пропускною здатністю інтерфейсів маршрутизаторів телекомунікаційних мереж. Впроваджено – у навчальному процесі кафедри інфокомунікаційної інженерії імені В.В. Поповського Харківського національного університету радіоелектроніки на лекційному курсі та практичних заняттях з дисципліни «Системи комутації та розподілу інформації, частина 2»; у науково-дослідній роботі №299-1 (№ ДР 0115U002432) «Підвищення масштабованості технологічних рішень щодо забезпечення якості обслуговування в конвергентних телекомунікаційних системах»; у діяльність підприємства ТОВ «ВОРКНЕСТ»; у діяльність підприємства ПрАТ «Фарлеп-Інвест». Отримано патент на корисну модель. Галузь використання – телекомунікаційні системи та мережі.^UObject – queue management processes on the interfaces of telecommunication network routers. Purpose – improving the Quality of Service of the flows of users by the development and improvement of mathematical models and methods of active queue management and bandwidth of interfaces of telecommunication network routers. The subject of research – models, and methods of active queue management and bandwidth of interfaces of telecommunication network routers. Methods of research – optimization methods of mathematical programming; queuing theory; the theory of differential equations; methods of simulation modeling; methods of a laboratory experiment. Results – the method of the balanced queue management on the interfaces of telecommunication network routers has been improved; the method of active queue management and bandwidth of interfaces in telecommunication networks has been proposed for the first time; the dynamic model of queue management and bandwidth of the interfaces on telecommunication network routers has been improved. Implementation – in the educational process of the Department of Infocommunication Engineering V.V. Popovsky in Kharkiv National University of Radio Electronics in a lecture course and practical classes on discipline «Switching and Information Distribution Systems, Part 2»; in research works: scientific research work № 299-1 (SR №0115U002432) «Increasing the scalability of technological solutions to provide Quality of Service in convergent telecommunication systems»; into the activity of the enterprise LLC WORKNEST; into the activity of the enterprise private joint-stock company FARLEP-INVEST. The patent for a utility model has been obtained. The field of use is telecommunication systems and networks.

У дисертаційній роботі вирішується актуальна науково-прикладна проблема забезпечення якості обслуговування Інтернету речей в мережі стандарту LTE/5G шляхом розробки науково-методологічного апарату для управління організацією функціонування Інтернету речей в мережі 5G.1. Вперше розроблена концепція мережі стандарту 5G з наданням сервісів Інтернету речей, яка враховує особливості пристроїв ІоТ щодо автономного зв'язку між великою кількістю розумних пристроїв, які одночасно надсилають невеликі пакети даних та використовуючи широкий спектр програм, що вимагає інфраструктури, різної з точки зору розміру пакетів, щільності трафіку та якості обслуговування. Наукова новизна концепції полягає в тому, що вона визначає структуру та властивості елементів мережі 5G, а також враховує вхідні, вихідні параметри, зовнішні фактори та керуючий вплив.2. Вперше надано методику адаптації параметрів мережі стандарту 5G з мережею Інтернету речей, яка передбачає розрахунок скінченної множини альтернативних варіантів структури мережі, що дозволяє особі, яка приймає рішення, приймати альтернативні варіанти структури мережі ІоТ за критерієм якості обслуговування в мережі 5G.3. Вперше запропоновано концептуальну модель Інтернету речей з адаптивним управлінням якістю, яка відрізняється від існуючих тим, що вона грунтується на теорії масового обслуговування та дозволяє врахувати характеристики по кожному з дев’яти класів запитів по пріоритетам, що дозволяє визначити усереднені для всіх класів запитів показники якості функціонування мережі 5G.4. Вдосконалена модель взаємодії БПЛА з вузлами БСС, яка відрізняється від відомих тим, що може бути описана як система масового обслуговування, характеристики якої залежать від розподілу вузлів по території, часу взаємодії з вузлами мережі, радіуса обслуговування і швидкості руху БПЛА. 5. Розроблена методика роботи координатору польоту ЛСМ щодо зміни маршрутизатора, яка відрізняється від відомих тим, що за рахунок знання інтенсивності енергетичних втрат БПЛА на політ і радіоз’вязок можливо заздалегідь розрахувати необхідну кількість маршрутизаторів на весь маршрут польоту. Наукова новизна методики полягає в тому, маршрут в цілому являє собою багатофазну систему масового обслуговування, утворену послідовністю моделей ретрансляційних вузлів.6. Вдосконалена модель для рою безпілотних літальних апаратів, що відрізняється від відомих тим, що рой БПЛА представлений у вигляді мережі черги, а основною характеристикою моделі є середня тривалість передачі інформації між елементами рою. 7. Удосконалено метод побудови білінгової системи, який полягає в введенні поняття «одиниця обміну інформації», де одиницею може бути як блок інформації визначеного розміру (одна транзакція), так і кількість таких блоків, що дозволяє використовувати білінгові системи для тарифікації обслуговування ІоТ як з великим, так і з малим трафіком. Новизною алгоритму є, по перше, врахування особливостей пристроїв Інтернету речей як користувачів, по-друге, уточнена взаємодія самої білінгової системи щодо ІоТ та комутатором мобільної мережі, за допомогою якого спроможне обслуговувати пристрої ІоТ, які підключені до мобільної мережі 5G. 8. Вперше розроблена методологія забезпечення якості обслуговування IoT в мережі 5G шляхом розробки науково-методологічного апарату для управління організацією функціонування Інтернету речей в мережі 5G.Вищенаведені наукові результати дають можливість вирішити проблему забезпечення якості обслуговування Інтернету речей в мережі стандарту 5G.^UThe dissertation solves the actual scientific and applied problem of ensuring the quality of service of the Internet of Things in the LTE/5G standard network by developing a scientific and methodological apparatus for managing the organization of the functioning of the Internet of Things in the 5G network.1. The concept of a 5G standard network with the provision of Internet of Things services is developed for the first time, which takes into account the characteristics of IoT devices in terms of autonomous communication between a large number of smart devices that send small data packets at the same time and using a wide range of applications, which requires infrastructure from different points of view packet size, traffic density and quality of service. 2. For the first time, a methodology for adapting the network parameters of the 5G standard with the Internet of Things network is provided, which involves the calculation of a finite set of alternative options for the network structure, which allows the decision-maker to accept alternative options for the IoT network structure based on the criterion of the quality of service in the 5G network.3. For the first time, a conceptual model of the Internet of Things with adaptive quality management is proposed, which differs from the existing ones in that it is based on the theory of mass service and allows taking into account the characteristics of each of the nine classes of requests by priority, which makes it possible to determine the indicators averaged for all classes of requests quality of 5G network operation.4. An improved model of interaction of UAVs with FSU nodes, which differs from the known ones in that it can be described as a mass service system, the characteristics of which depend on the distribution of nodes over the territory, the time of interaction with network nodes, the radius of service and the speed of UAV movement.5. The LSM flight coordinator's work method for changing the router has been developed, which differs from the known ones in that, due to the knowledge of the intensity of UAV energy losses per flight and radio communications, it is possible to calculate in advance the required number of routers for the entire flight route. The scientific novelty of the method lies in the fact that the route as a whole is a multi-phase system of mass service, formed by a sequence of models of relay nodes.6. An improved model for a swarm of unmanned aerial vehicles, which differs from known ones in that the UAV swarm is represented in the form of a queue network, and the main characteristic of the model is the average duration of information transmission between swarm elements.7. The method of building a billing system has been improved, which consists in the introduction of the concept of "unit of information exchange", where the unit can be both a block of information of a certain size (one transaction) and the number of such blocks, which allows using billing systems for charging IoT services as with high and low traffic. 8. For the first time, a methodology for ensuring the quality of IoT service in the 5G network was developed by developing a scientific and methodological apparatus for managing the organization of the functioning of the Internet of Things in the 5G network.The above scientific results make it possible to solve the problem of ensuring the quality of service of the Internet of Things in the 5G standard network.