Search

У дисертаційній роботі вирішено важливу науково-технічну задачу, яка пов’язана з розробкою наукових основ організації обчислювальних ресурсів вузлів обслуговування та потоків між ними у гібридному середовищі, яке складається із апаратних засобів та віртуальних сутностей, з метою підвищення коефіцієнту використання обчислювальних ресурсів за рахунок еластичності мережевих функцій, що дозволяє гарантувати допустимий час обслуговування трафіку сигналізації та контролювати витрати обчислювальних ресурсів в умовах зростання обсягу трафіку та кількості сервісів. Запропоновано аналітичний підхід до задачі розміщення віртуальних мережевих функцій та резервування необхідних для їх належної роботи обчислювальних ресурсів, вирішено задачу організації керування обчислювальними ресурсами мережевих функцій протягом дня шляхом визначення інтервалів часу сталої конфігурації ресурсів мережевих функцій та коригуванням їх відповідно до поточного прогнозу навантаження, вирішується задача відновлення віртуалізованої мережі, що постраждала від відмови на нижчерозташованому фізичному вузлі або у випадку перевантаження, за рахунок міграційних процесів, що виконуються децентралізованими вузлами керування. The thesis has solved an important scientific and technical task related to the development of scientific bases for the computing resources organizing for service nodes and flows between them in a hybrid environment, which consists of hardware and virtual entities, in order to increase the utilization of computational resources due to elasticity of network functions, which allows guaranteeing the permissible time for signaling traffic servicing and controlling the costs of computing resources in conditions of growth in traffic volume and number of services. The analytical approach to the task of the allocation of virtual network functions and the reservation of the computational resources necessary for their proper work is proposed, the task of managing the computer resources of the network functions during the day is solved by determining the time intervals of the constant configuration of the network functions resources and adjusting them in accordance with the current load forecast, a virtualized network with failure on underlying physical node or overload recovery task is considered by means of migration performed by decentralized management nodes. Анализ текущей ситуации в области беспроводной связи показывает увеличение служебной нагрузки, что приводит к увеличению необходимости в дополнительных вычислительных ресурсах, вместе с тем неравномерность загрузки узлов инфраструктуры приводит к их простоям, таким образом возникает потребность во внедрении технологий, которые уменьшают простои оборудования и гарантируют качество обслуживания нагрузки на заданном уровне в течение дня. Проведенные исследования показали, что наиболее перспективным направлением развития телекоммуникационной отрасли является преобразование сетевых архитектур путем внедрения сетевых функций в программном обеспечении, которое работает на стандартной аппаратной платформе, позволяя упростить процессы масштабирования, реконфигурации ресурсов и развертывания сервисов. Чтобы справиться со значительным ростом трафика служебных данных мобильный оператор осваивает технологии виртуализации сети и облачных вычислений, чтобы построить масштабируемые и гибкие мобильные сети. В отличие от существующей статической архитектуры базовой сети LTE предлагается система, в которой выделены аппаратные сетевые функции обслуживают часть служебной нагрузки, а часть направляется на обработку с использованием виртуализированных сетевых функций в арендованных облаках дата центров. В диссертационной работе предложено решение по управлению конфигурацией ресурсов в сетях оператора с гибридной структурой, которая характеризуется наличием как выделенных специализированных аппаратных ресурсов, так и гибких виртуализированных вычислительных ресурсов. В первом разделе диссертации выполнен обзор литературы по теме исследования, который позволил выявить существующие проблемы в организации вычислительных ресурсов сети. Во втором разделе предложено аналитический подход к моделированию и конфигурации вычислительных ресурсов виртуализированных сетевых функций в базовой сети телекоммуникационного оператора с помощью которого осуществляется первичное резервирования ресурсов сетевых функций перед началом функционирования системы. Определив целевую функцию задачи «встраивания» виртуальных сетевых функций на физическую инфраструктуру дата центров и распределения ресурсов и учитывая доступные ресурсы на узлах и их стоимость, интенсивность избыточного служебной нагрузки и допустимые задержки, строится метод определения топологии выделение ресурсов и их необходимого зарезервированного объема. Согласно решению, каждой сетевой функции резервируется определенное количество ресурсов на основе оценки ее наибольшей потребности в них; мгновенные потребности различных сетевых функций динамично удовлетворяются путем активации необходимой конфигурации виртуальных машин при выполнении. В третьем разделе решена задача построения системы управления вычислительными ресурсами виртуализированных сетевых функций для предоставления гибкости системе обслуживания. Предложен метод определения величины интервала времени постоянной конфигурации ресурсов сетевых функций, который обеспечивает динамическую настройку работы системы, позволяющий повысить коэффициент использования ресурсов и разгрузить сетевые узлы, обеспечивая приемлемое качество обслуживания служебных потоков. Представлен подход к прогнозированию нагрузки, учитывающий как накопленные за длительный срок данные статистики, так и последние тенденции, наблюдаемые в сети, что позволяет достигать оптимального соотношения затрат на управление и итогового значения качества обслуживания. В четвертом разделе решается проблема восстановления виртуализированных сети, пострадавшей от отказа в нижележащем физическом узле или в случае перегрузки. Предлагаемый подход выполняется распределенным способом. В исследовании решается проблема расположения децентрализованных узлов управления с учетом параметров задержки и устойчивости, предлагается целевая функция комбинаторной оптимизационной задачи расположения узлов управления. Предложен метод локальной реконфигурации узлов после перегрузки или отказа, который использует эвристическую модель для осуществления миграции виртуализированных сетевых функций. Проведены эксперименты по исследованию предложенных методов, которые доказали их целесообразность.

Магістерська дисертація складається з пояснювальної записки та графічної частини. Обсяг пояснювальної записки – 175 сторінок машинописного тексту. Пояснювальна записка містить 44 рисунка, 85 таблиць, 25 джерел використаної літератури. Графічна частина містить 8 аркушів технічних креслень форматом А1. В даній магістерській дисертації виконано проектування районної мережі 110 кВ, проектування електричної частини підстанції 110/35/10 кВ, вибір та розрахунок релейного захисту для трансформатора. Проведено розробку методу для визначення оптимального місця розмикання електричної мережі з метою зменшення втрат електроенергії на основі нечіткої логіки. The master's dissertation consists of an explanatory note and a graphic part. The explanatory note consists of 175 pages of typewritten text. The explanatory note contains 44 figures, 85 tables, 25 sources of used literature. The graphic part contains 8 sheets of A1 technical drawings. The master's dissertation includes the design of the 110 kV district network, the design of the electrical part of the 110/35/10 kV substation, the selection and calculation of relay protection for the transformer. A method has been developed to determine the optimal location of the electrical circuit breakdown in order to reduce electricity losses based on fuzzy logic.