Анализ эффективных методов построения транспортной инфраструктуры региональных научно-образовательных телекоммуникационных сетей

УДК 621.326

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ РЕГИОНАЛЬНЫХ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

© 2004 г. А.А. Букатов, С.А. Букатов, М.И. Монастырский, О.В. Шаройко

Введение

Высокая актуальность задачи создания развитых научно-образовательных телекоммуникационных сетей (НОТС) определяется важностью широчайшего внедрения в образовательный процесс и в научные исследования современных информационных технологий, существенная часть которых полностью или частично базируется на применении телекоммуникационных сетей. Эта актуальность, в частности, нашла отражение в целях и задачах федеральных целевых программ «Развитие единой информационной образовательной среды на 2001-2005 годы» и «Электронная Россия».

Важно отметить, что создание НОТС территориального, регионального и общенационального масштаба является весьма ресурсоемкой задачей. Поэтому для эффективного использования средств, выделяемых из различных источников на создание и развитие таких сетей, необходимо разработать методы, обеспечивающие высокую эффективность как процесса создания и развития НОТС (с точки зрения требуемых для этого создания и/или развития затрат), так и высокие эксплуатационные характеристики (высокие быстродействие, надежность и пр.) создаваемых НОТС. Решение указанной задачи затруднено обилием доступных конкурирующих друг с другом технологий и большим набором параметров, свойств, конструктивных возможностей и ограничений, различающих конкретные технологии.

В настоящей статье приводятся результаты работ по анализу и разработке классификационной схемы для сравнения основных современных телекоммуникационных технологий.

1. Краткий обзор основных современных технологий построения распределенных телекоммуникационных сетей

Рассмотрим основные технологии, которые могут быть использованы для организации различных компонентов транспортной инфраструктуры территориальных и региональных НОТС. При этом объектом нашего внимания будут лишь технологии, которые могут быть применены либо для построения магистральной инфраструктуры НОТС , либо для организации «последней мили» при подключении компьютерных сетей абонентов к магистральной инфраструктуре. Технологии, предназначенные исключительно для построения ЛВС, мы обозревать не будем. Таким образом, к числу рассматриваемых нами технологий

относятся технологии SDH, WDM, ATM, Frame Relay, ISDN, FDDI, Ethernet, MPLS, xDSL. Коротко охарактеризуем каждую из этих технологий.

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy -Синхронная Цифровая Иерархия - СЦИ) (см., напр., [1]) является основной технологией построения магистральной инфраструктуры высокоскоростных сетей передачи данных национального и транснационального масштаба. При этом каналы, предоставляемые сетью SDH, обычно используются как базовая транспортная среда, поверх которой могут работать другие технологии, такие как ATM, MPLS, Ethernet и др. Инфраструктура сети, создаваемой на базе технологии SDH, образуется иерархией основных уровней STM-1, STM-4, STM-16, STM-64. Каждый из этих уровней образуется совокупностью мультиплексоров соответствующего уровня, связанных между собой оптоволоконными каналами передачи данных пропускной способностью соответственно 155,52 Мбит/с, 622,08 Мбит/с, 2,488 Гбит/с и 9, 952 Гбит/с. Возможно также применение промежуточных уровней иерархии, таких как STM-8 или STM-12 (скорость работы мультиплексоров STM-n при этом равняется 155,52*n Мбит/с). Сеть мультиплексоров одного уровня иерархии может подключаться к мультиплексору более высокого уровня иерархии. При этом один или несколько верхних уровней иерархии могут отсутствовать. Мультиплексоры SDH могут соединяются с сетевыми устройствами (мультиплексорами, коммутаторами, маршрутизаторами), работающими на базе других технологий, цифровыми потоками различной пропускной способности (например, цифровой поток E1 емкостью 2 Мбит/с или цифровой поток E3 емкостью 34 Мбит/с.) Следует отметить, что как оборудование SDH, так и соединяющие это оборудование протяженные оптоволоконные каналы передачи данных имеют очень высокую стоимость. Поэтому сети, основанные на этой технологии, создаются крупными национальными (и транснациональными) операторами связи преимущественно для пропуска телефонного трафика и не могут создаваться операторами НОТС, располагающими весьма скромными средствами для создания и развития транспортной инфраструктуры НОТС. Операторы НОТС могут лишь арендовать у операторов SDH цифровые потоки той или иной емкости. Поэтому в дальнейшем анализе сетевых технологий мы будем рассматривать не непосредственно технологию SDH, а предоставляемые ею другим технологиям цифровые потоки.

Технологии WDM (Wavelength Division Multiplexing - мультиплексирование по длине частот) (см., напр., [2]) также является технологией нижнего уровня, обеспечивающей соединение сетевых устройств, работающих на базе других технологий (в том числе и по технологии SDH), высокоскоростными цифровыми потоками данных, передаваемыми через оптоволоконный кабель. Эта технология обеспечивает одновременную передачу через одну пару жил оптоволоконного кабеля нескольких высокоскоростных потоков за счет применения различных длин волн спектра для кодирования и передачи сигналов различных цифровых потоков. Дальнейшим развитием технологии WDM является технология DWDM (Dense WDM), обеспечивающая более высокую степень уплотнения оптических каналов. Оборудование WDM и DWDM также имеет крайне высокую стоимость (для каналов городского масштаба стоимость этого оборудования может превосходить стоимость прокладки дополнительного многожильного кабеля), поэтому соответствующая технология, как правило, применяется лишь крупными операторами каналов передачи данных и не используется непосредственно для построения НОТС (операторы НОТС могут лишь арендовать соответствующие цифровые потоки). Поэтому ниже непосредственно эта технология нами не рассматривается.

Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode -асинхронный режим передачи) (см., напр., [2]) в отличие от рассмотренных выше технологий мультиплексирования цифровых потоков (временного для SDH и частотного для WDM) является технологией коммутации пакетов. Решение о направлении пересылки каждого пакета принимается коммутатором перед моментом его отправки. Коммутаторы ATM соединяются друг с другом каналами пропускной способности 155,52 Мбит/с или 622,08 Мбит/с. Порты коммутаторов ATM могут соединяться также с маршрутизаторами или компьютерами пользователей через порты или сетевые интерфейсы соответствующего типа. Пакеты АТМ, называемые также ячейками (cell) имеют фиксированный формат 53 байта (из них 5 байтов занимает служебная информация). Малый размер ячеек ATM определяет чрезвычайно малую величину задержек коммутации пакетов высокоприоритетных логических соединений. В технологии ATM реализована развитая служба обеспечения качества сетевого обслуживания (QoS - Quality of Service), обеспечивающая резервирование гарантированной полосы пропускания и гарантированно низких задержек для определенных логических соединений (виртуальных каналов). Ввиду отмеченных достоинств в середине и в конце 90-х гг. технология ATM достаточно широко применялась для создания высокоскоростных сетей, критичных к параметрам QoS. Основным недостатком технологии ATM, из-за которого эта технология впоследствии стала оттесняться другими технологиями, является очень высокая стоимость соответствующего оборудования. Кроме того, минимально допустимый размер данных, передаваемых в одной ячейке, пре-

восходит размеры служебных пакетов стека протоколов TCP/IP, что приводит к необходимости заполнять ячейки байтами, не несущими полезной информации, и может вызвать потери полезной емкости телекоммуникационных каналов до 25 %.

Технология Frame Relay (дословно «ретрансляция пакетов») (см., напр., [2]), созданная существенно раньше ATM, также является технологией коммутации пакетов. Также как и ATM, данная технология обеспечивает поддержание для тех или иных сетевых соединений некоторых параметров QoS, таких, например, как CIR (Committed Information Rate - согласованную скорость передачи данных). Вместе с тем никаких гарантий низких задержек технология Frame Relay обеспечивать не может. Коммутаторы Frame Relay соединяются друг с другом, с конечным оборудованием пользователей и с другими сетевыми устройствами цифровыми каналами емкостью до 2 Мбит/с. На сегодняшний день это является одним из основных недостатков технологии Frame Relay, ограничивающим возможность ее применения на высокоскоростных магистралях телекоммуникационных сетей.

Технология ISDN (Integrated Services Digital Network - интегрированные сети с цифровым обслуживанием) (см., напр., [2]) является технологией, интегрирующей предоставление услуг цифровой телефонии и услуг передачи данных и использующей для предоставления указанных услуг единую физическую сеть. В такой сети коммутаторы ISDN (выполняющие коммутацию соединений, а не коммутацию пакетов) связываются друг с другом и с абонентскими устройствами каналами двух типов: PRI (общая емкость 144 Кбит/с, полезная емкость 128 (или 2-64) Кбит/с, при этом для передачи данных может использоваться половина или вся полезная емкость канала) и BRI (общая емкость до 2 Мбит/с, полезная емкость до 30-64 Кбит/с). Низкая емкость каналов сетей ISDN влечет неприменимость этой технологии на высокоскоростных магистралях современных телекоммуникационных сетей.

Технология FDDI (Fiber Data Distributed Interface -распределенный оптический интерфейс передачи данных) (см., напр., [2]) по своему изначальному назначению является технологией построения локальных вычислительных сетей. Однако ввиду определенных своих достоинств в середине 90 гг. эта технология применялась для создания высокоскоростных магистралей передачи данных городского масштаба, в частности, для создания Южно-Московской опорной сети (ЮМОС). Указанная технология обеспечивает передачу данных со скоростью 100 Мбит/с по оптоволоконной физической сети, имеющей топологию двойного кольца. Подключение к этому кольцу осуществляется через адаптер или через концентратор FDDI. При любом единичном повреждении этого кольца оно автоматически реконфигурируется в одиночное кольцо с сохранением полной работоспособности сети. Технология FDDI обеспечивает также элементы службы QoS (заказ и поддержание требуе-

мого CIR для определенных соединений). Главным недостатком технологии FDDI является плохая масштабируемость: с увеличением количества сетевых устройств, подключенных к кольцу FDDI, доля пропускной способности кольца, «достающаяся» для взаимодействия произвольной пары устройств, соответственно снижается. В настоящее время данная технология практически не применяется для построения новых сетей.

Технология Ethernet (см., напр., [2]) изначально была разработана для сетей передачи данных, основанных на применении средств широковещательной радиосвязи (отсюда и название: Ethernet - дословно «эфирная сеть»), и затем быстро эволюционировала к технологии ЛВС с шинной топологией. В этой технологии множество сетевых устройств, подключенных к общей шине (логически подобной общему эфиру), взаимодействуют друг с другом путем конкурентного доступа к этой шине. После этого технология Ethernet долгое время использовалась исключительно для построения относительно небольших сегментов ЛВС. Относительно низкая скорость передачи (10 Мбит/с), ограничение на длину кабеля (от 100 до 500 м в зависимости от типа кабеля) и плохая масштабируемость (увеличение числа сетевых устройств влечет уменьшение средней скорости коммуникаций между ними) препятствовали выходу технологии из указанной ниши. Однако технология Ethernet к концу 90-х гг. эволюционировала в нескольких направлениях, позволивших ей войти в состав технологий, все более широко применяемых для создания распределенных телекоммуникационных сетей. Основными направлениями развития технологии Ethernet, обеспечившими это, являются следующие. Во-первых, путем создания многопортовых коммутаторов Ethernet, обеспечивающих параллельную коммутацию пакетов между произвольными портами, и ряда вспомогательных технологий и протоколов (таких, например, как протокол построения остового дерева коммутаторов STP, см., напр. [3]) был преодолен «шинный» характер технологии и связанная с ним масштабируемость по количеству подключенных сетевых устройств. Во-вторых, были последовательно разработаны высокоскоростные варианты стандарта Ethernet: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet (этот стандарт только начинает внедряться), обеспечивающие скорость передачи 100 Мбит/с, 1 Гбит/с, и 10 Гбит/с соответственно. Этим достигнуты достаточно широкие пределы масштабирования производительности. Дополнительное масштабирование возможно путем объединения нескольких физических каналов между коммутаторами в один логический - транк (trunk). И в третьих, были созданы разнообразные конверторы среды передачи, обеспечившие соединение Ethernet-портов коммутаторов и маршрутизаторов, например, через оптоволоконные каналы передачи данных или через сети SDH. Тем самым были сняты пределы пространственного масштабирования сетей Ethernet.

Технология MPLS (Multi Protocol Label Switching - многопротокольная коммутация по меткам) (см.,

напр., [4]) в отличие от всех рассмотренных выше технологий физического уровня (уровней 1-2 эталонной модели OSI/ISO) является надстройкой над сетевым уровнем (уровнем 3-й эталонной модели OSI/ISO или над протоколом IP семейства TCP/IP) и может быть рассмотрена как принадлежащая тому же уровню. Эта технология используется, во-первых, для уменьшения нагрузки на маршрутизаторы (или, что означает то же, - для повышения их производительности) и, во-вторых, для реализации элементов службы QoS в случае, если нижележащие технологии не обеспечивают этой службы. Суть технологии состоит в том, что в начало каждого IP-пакета добавляются метки потока, используемые маршрутизатором для быстрой коммутации пакета (на основе короткой таблицы меток потоков) вместо его медленной маршрутизации (на основе большой таблицы IP-адресов подсетей). Метки потока устанавливаются в определенных начальных точках маршрутов на основе IP-адресов из заголовка пакета так, чтобы агрегировать в один поток все пакеты, которые должны передаваться по одному и тому же маршруту. Кроме того, метки потоков могут образовывать стек, что обеспечивает возможность агрегации в один маршрут нескольких общих участков различных маршрутов. При этом с каждым потоком может быть связана CIR - согласованная скорость передачи потока. Таким образом, обеспечивается реализация элементов службы QoS. Поскольку технология MPLS не работает с каналами «напрямую», скорость «каналов» MPLS целиком определяется скоростью портов маршрутизаторов (или маршрутизирующих коммутаторов), обслуживаемых с применением этой технологии. Так, например, порт Gigabit Ethernet, обеспечит реализацию «канала» MPLS гигабитной скорости.

Технологии xDSL (напр., ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line -ассимметричная линия цифрового абонента) (см., напр., [5]) обеспечивают скоростную передачу данных как через выделенные, так и невыделенные телефонные линии (в последнем случае голос передается «поверх» данных за счет применения метода мультиплексирования по частотам). Со стороны абонента оконечным оборудованием линии (канала) является модем xDSL, со стороны АТС - концентратор xDSL, имеющий, как правило, порт ATM или Ethernet, через который этот концентратор подключается к сети передачи данных. Основным назначением указанных технологий является организация канала «последней мили» при подключении компьютеров или ЛВС индивидуальных или корпоративных абонентов к сети передачи данных.

2. Сравнительный анализ современных телекоммуникационных технологий

Проведем сравнительный анализ коммуникационных технологий, перечисленных в предыдущем разделе. Рассмотрим основные показатели, которые будут нами использованы для сравнения различных коммуникационных технологий, и возможные значения этих показателей.

Область применения технологии. Может включать следующие компоненты сетевой инфраструктуры: магистральная часть сети, абонентские каналы («последняя миля»), локальная вычислительная сеть (ЛВС) абонента. Каждая из сетевых технологий может быть использована на определенном подмножестве компонентов сетевой инфраструктуры. Возможность применения одной и той же технологии для построения различных компонентов сетевой инфраструктуры повышает уровень единообразия и способствует упрощению (и удешевлению) разработки и эксплуатации сети.

Пропускная способность каналов передачи данных. Значение этого параметра для разных технологий может варьироваться в широких пределах от десятков или сотен Кбит/с (канал PRI технологии ISDN) до десятков Гбит/с (технологии SDH, 10Gigabit Ethernet). Очевидно, что более высокие значения этого параметра важны для построения современных высокоскоростных телекоммуникационных сетей.

Стоимость коммуникационного оборудования. Поскольку коммуникационное оборудование различных технологий имеет различное число портов, то для удобства сравнения предлагается привести стоимость коммуникационного оборудования к некоторому общему показателю, в качестве которого может использоваться стоимость одного порта. Стоимость порта, в свою очередь, может зависеть от его пропускной способности (более скоростные порты являются более дорогими) и от типа используемой среды передачи (медный кабель, многомодовый оптоволоконный кабель, одномодовый оптоволоконный кабель), различной для различных областей применения технологии (ЛВС, «последняя миля», распределенная магистральная сеть). Соответствующие зависимости могут быть заданы для каждой из технологий в табличной форме.

«Коэффициент полезного действия» (КПД) пропускной способности каналов передачи данных. Большинство сетевых технологий используют часть декларированной (и предоставляемой им технологиями более низкого уровня, такими как SDH) емкости каналов передачи данных для передачи служебной информации. Очевидно, что соответствующие накладные расходы на передачу служебной информации уменьшают КПД использования каналов.

Наличие средств QoS. Здесь следует учитывать различие возможностей назначения определенных параметров Qos (CIR, гарантированно низких задержек) агрегированным или индивидуальным потокам.

Возможности масштабирования сети. Следует различать возможности масштабирования производительности, пространственного масштабирования и масштабирования количества подключений. Однако поскольку для большинства рассматриваемых технологий (кроме FDDI и технологий «последней мили» xDSL) вопросы пространственного масштабирования и масштабирования количества подключений совершенно естественно решаются за счет возможности работы поверх протяженных каналов SDH и включе-

ния в сеть дополнительных активных устройств, то ниже мы будем анализировать только возможности масштабирования производительности сети.

Возможность наложения на структуру физической сети нескольких логических сетей. Технологии Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) предоставляют возможность построения на базе единой физической сети коммутаторов нескольких логических сетей VLAN (виртуальных ЛВС), полностью логически изолированных на физическом уровне и взаимодействующих друг с другом только через более высокие уровни сетевых протоколов (через средства IP-уровня, обеспечиваемые маршрутизаторами). В качестве другого варианта наложения нескольких логических сетей на одну физическую можно указать MPLS VPN.

Возможность предоставления определенной части коммуникационного ресурса для использования другими сетями передачи данных. Эта возможность важна для обеспечения частичной самоокупаемости НОТС благодаря предоставлению части (избыточного) коммуникационного ресурса в аренду сторонним организациям. К указанной части коммуникационного ресурса могут предъявляться различные требования. Простейшей формой предоставления коммуникационного ресурса является возможность передачи через сеть транзитного трафика без каких либо гарантий QoS. Такая возможность стандартно обеспечивается внешними протоколами маршрутизации - средствами IP-уровня, работающего поверх любых технологий физической передачи данных. Более развитыми возможностями являются передача через сеть определенных информационных потоков с определенным уровнем QoS или предоставление распределенной инфраструктуры подключения подсетей, представленной, например, в виде VLAN.

Управляемость сети, наличие развитых средств управления. Вообще говоря, средства управления являются свойством не технологии как таковой, а скорее характеристикой используемого оборудования. Однако, как правило, для сетей SDH, FDDI средства управления поставляются только поставщиком оборудования, что затрудняет интеграцию средств управления в единую систему и ограничивает возможности по взаимодействию с программным обеспечением (ПО) других производителей. Напротив, имеется большое количество различных средств управления и мониторинга сети, рассчитанных на работу в сети Ethernet и в сетях на базе протокола IP, к которым относятся и MPLS-сети. Важнейшая и необходимая черта оборудования и средств управления - поддержка протокола SNMP. Открытый характер протокола SMTP позволяет разрабатывать собственные специфические средства управления сетью, решающие определенные задачи, не предусмотренные стандартным ПО.

Другой важной чертой, связанной как с технологией построения сети, так и с управляющим ПО, является трудность модификации сети и изменения физической топологии. Если сети на базе протоколов IP и Ethernet способны самостоятельно перестраиваться и устанавливать новые маршруты прохождения трафика

в случае изменений масштабов или топологии сети, то, например, сети на базе SDH требуют специальных и непростых процедур модернизации.

Результаты сопоставления рассмотренных технологий (кроме, как отмечалось, SDH и WDM) представлены в таблице. Отметим, что в состав этих технологий включена «технология» последовательных потоков (подключаемых к последовательным портам машрутизаторов), будь то арендуемый SDH поток или цифровые потоки, предоставляемые спутниковыми или радиорелейными каналами связи. При этом стоимость оконечного оборудования спутниковых и радиорелейных линий, равно как и стоимость аренды цифровых потоков, в данной таблице не учитывается.

Остановимся на примечаниях (1-6).

(1) Значение параметра используемой технологии MPLS полностью определяется значением соответствующего параметра канала (порта) базовой технологии физического уровня, применяемой на данном

канале. При этом стоимость порта MPLS - это стоимость порта маршрутизатора, работающего по той или иной технологии.

(2) Пропускная способность порта xDSL может конфигурироваться на устройствах xDSL безусловно или в зависимости от протяженности используемой телефонной линии. При этом, например, для технологии ADSL возможно конфигурирование различной скорости передачи в направлении от магистральной сети к сети абонента (до 8 Мбит/с) и в направлении от сети абонента к магистральной сети (до 2 Мбит/с).

(3) Стоимость порта коммутатора ATM и коммутатора телефонных потоков ISDN указана (в отличие от стоимости портов коммутаторов Ethernet) без учета стоимости шасси, включающего не только корпус с разъемами для подключения интерфейсных модулей, но и материнскую плату с процессором и памятью. Стоимость указанных шасси достаточно высока -превышает 30000 долларов.

Сопоставление основных телекоммуникационных технологий

Технология Показатель Возможности масштабирования производит. сети Возможности наложения логических сетей Возможности предоставления ресурса в аренду Управляемость и расширяемость

Область применения Скорость каналов, Мбит/с Стоим. порта, у.е. % накладных расходов в емкости канала Средства до8

коммутатора маршрутизатора

ATM Магистрали, ЛВС ограниченно 155 и 622 От 3000 (3) От 3000 (6) ~ 10 Полный набор средств Оо8 В пределах спектра скоростей Нет Поток Высокая

Frame Relay Магистрали, последняя миля 2 Уже не выпускаются От 1500 (6) ~ 1 Заказ СШ. Нет Нет Поток Низкая ?

ISDN Магистрали, послед. миля 2 ~ От 250 (3) От 150 (6) ~ 6 для BRI 11 для PRI Фиксированная емкость соединений Нет Нет Поток Низкая ?

FDDI ЛВС, ограниченно магистрали 100 Нет сведений 14000 (6) ~ 0.6 - 0.8 Заказ СШ. Нет Нет Поток Низкая

Ethernet Fast ЛВС, магистрали, последняя миля 100 15-60 (4) (5) от 150 (6) ~ 1,2 Приоритетные очереди на ком-мутато-рах Выбор скорости + агрегирование каналов Есть Vlan Высокая

Gigabit 1000 120-500

MPLS Магистрали (1) - (1) ~ 0,53 на одну метку Широкий набор средств Оо8 (1) Нет Поток Высокая

Последовательный поток Магистрали, последняя миля 2-8 - От 1500 (6) 0 Нет В пределах спектра скоростей Нет Нет -

xDSL Последняя миля 0.064 -10 (2) 150 - 0 Нет В пределах скоростей Нет Нет -

(4) Стоимость порта коммутатора Ethernet зависит от количества портов в устройстве (чем больше портов, тем ниже стоимость каждого из них) и от дополнительной функциональности коммутатора, включая функции дистанционного управления, организации независимых VLAN, возможности автоматической реконфигурации резервных каналов с использованием протокола STP и пр.

(5) В стоимости портов Ethernet не учтена стоимость конверторов среды передачи сигнала, требуемых, например, для построения территориально распределенных магистральных сетей и протяженных абонентских каналов («последней мили»). Стоимость оптоволоконных конверторов технологии Fast Ethernet зависит от типа кабеля (многомодовый, одномодовый) и его протяженности. Для многомодового кабеля (расстояние не более 2 км) она составляет менее 100 долларов. Стоимость одномодовых конверторов для минимальных (около 20 км) расстояний составляет около 100 долларов (конверторы MRV NBase). По технологии Gigabit Ethernet стоимость одномодовых конверторов для минимальных расстояний (до 8 км) достигает 1200 долларов.

(6) Стоимость портов маршрутизатора для всех технологий указана без стоимости шасси, которая составляет от 2 до 20 тысяч долларов в зависимости от производительности модели маршрутизатора. Стоимость портов (интерфейсных модулей) для разных моделей маршрутизаторов также различна и возрастает с ростом производительности (и стоимости) модели маршрутизатора.

Ростовский государственный университет

Выводы

По результатам проведенного анализа может быть сделан вывод о том, что по большинству рассмотренных показателей наилучшей технологией построения инфраструктуры НОТС оказывается технология Ethernet. Главным очевидным недостатком этой технологии выступает отсутствие развитых средств QoS. Тем не менее этот недостаток преодолим, например, путем совместного использования технологий Ethernet и MPLS. Возможно также применение иных специальных решений [5]. Способы построения инфраструктуры НОТС на основе базовой технологии Ethernet с применением других технологий для решения различных частных проблем составляют предмет отдельной статьи.

Литература

1. Нетес В.А. Основные принципы синхронной цифровой иерархии // Сети и системы связи. 1996. № 6. С. 58-62.

2. Олифер В.,Г. Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб., 2001.

3. Кульгин М.В. Коммутация и маршрутизация IP / IPX трафика. М., 1998.

4. Бордман Б. Многоликие MPLS VPN // Сети и системы

связи. № 9. 2002.

5. Букатов А.А., Шаройко О.В. Методы и средства резервирования каналов удаленного доступа к вычислительным ресурсам регионального центра высокопроизводительных вычислений // Искусственный интеллект: Науч.-техн. журн. Академии наук Украины. 2003. № 3. С. 32-38.

23 декабря 2003 г.

УДК 681.03

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ КЛАСТЕРНЫХ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ © 2004 г. А.П. Частиков, М.П. Мальхина, М.В. Янаева

Имеющиеся в области создания интеллектуальных систем разработки подтверждают необходимость повышения их эффективности и увеличения уровня интеллектуализации. Следует отметить, что многие программные разработки в сфере экспертных систем (ЭС) используются неэффективно, что связано с их разрозненностью и отсутствием возможности обмена информацией вследствие программной и технической несовместимости. Возникает проблема, связанная с объединением разных подходов, методов и технологий в некоторую согласованную и оптимальную форму. Известные публикации в области интеграции ЭС решают лишь часть проблем и не представляют четкой концепции проектирования.

Остаются нерешенными проблемы единого представления знаний в интегрированной среде, не разработаны методы организации процессов обмена данными между ЭС, методы распределения и обработки запросов на уровне пользователя. В этих работах нет единства используемых подходов и моделей, которые в сочетании со строгими математическими методами позволяли бы решать широкий круг задач [1-4]. Необходимость интеграции ЭС и послужила поводом для исследования данной проблемы, основная идея которой заключается в разработке теоретических и технологических методов совместного использования различных средств проектирования и управления.