MATHEMATICAL MODEL OF OPTIMIZATION OF THE NETWORK INFRASTRUCTURE OF A DISTRIBUTED ENTERPRISE SYSTEM ON A CLOUD, MISTY AND EDGE TECHNOLOGIES
Authors: Воробьёв С.П. 
Published: July 2024

В этой статье описывается постановка математической модели оптимизации структуры вычислительной сети распределенной корпоративной информационной системы на основе многоуровневой топологии. Многоуровневая топологическая структура позволяет представить структуру сети, которая включает детальное описание взаимосвязей между такими объектами сети, как активное оборудование, рабочие станции и серверы на различных уровнях модели, показать, как единое целое разнообразные аспекты управления передачей данных с поддержкой протоколов QоS, техническую и программную реализации, информационное пространство и менеджмент. В результате проектирование вычислительной сети корпоративной системы может быть выполнено как разработка единой сетевой инфраструктуры распределенных программноаппаратных средств, которая включает взаимосвязанные и взаимодействующие между собой подсистемы, решающие функциональные задачи по управлению и планированию деятельностью предприятия в рамках единого подхода по достижению цели получения оптимальной архитектуры и отвечающих комплексу системных и функциональных требований по производительности, пропускной способности, надежности и др. Используется парадигма облачных, туманных и граничных вычислений, что позволяет строить современную сетевую инфраструктуру в рамках концепции промышленного IoT. Наиболее характерным примером использования данной парадигмы могут являться интеллектуальные сети электроснабжения, распределенные системы мониторинга транспортировки газа либо нефтепродуктов, распределенные системы промышленного предприятия. Для решения задачи предлагается использовать подход на основе модифицированного генетического алгоритма. Приводятся результаты экспериментов. Ключевые слова: многоуровневая топологическая структура, распределенная корпоративная система, вычислительная сеть, облачные вычисления, туманные вычисления, граничные вычисления, генетический алгоритм

This article describes the formulation of a mathematical model to optimize the structure of the computer network of a distributed corporate information system based on a multilevel topology. Multilevel topological structure allows you to present the network structure, which includes a detailed description of the relationships between such network objects as active equipment, workstations and servers at different levels of the model, to show as a whole a variety of aspects of data transfer management with support for QoS protocols, technical and software implementation, information space and management. As a result, the design of the computing network of the corporate system can be performed as the development of a single network infrastructure of distributed software and hardware, which includes interconnected and interacting subsystems that solve functional tasks for the management and planning of the enterprise activities within a single approach to achieve the goal of obtaining an optimal architecture and meet the complex system and functional requirements for performance, bandwidth, reliability, etc. The paradigm of cloud, foggy and boundary calculations is used, which allows to build a modern network infrastructure within the framework of the industrial IoT concept. The most typical example of the use of this paradigm can be intelligent power supply networks, distributed monitoring systems for the transportation of gas or oil products, distributed systems of an industrial enterprise. To solve the problem, it is proposed to use an approach based on a modified genetic algorithm. The results of the experiments are presented.