Лунтовський Андрій Олегович;. Методологія та інструментарій проектування корпоративних мереж. : Дис... д-ра наук: 05.12.02 - 2007.
Анотація до роботи:
Лунтовський А.О. Методологія та інструментарій проектування корпоративних мереж. Рукопис. Дисертация на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – „Телекомунікаційні системи і мережі”. Національний Технічний Університет України “Київський політехнічний Інститут”, Київ, 2007.
Дисертацію присвячено розробці комплексної методології та ефективного інструментарія проектування високошвидкісних дротових та бездротових локальних мереж (КМ), що враховують складність і розподіленість сучасних процесів проектування, таких, що забезпечують високий рівень узгодженості і якості проектних рішень.
Значний вплив на розвиток інструментарія у ринкових умовах спричиняє інтердисциплинарність застосованої методології, врахування територіальної розподіленості колективів розробників, складність підтримання ефективної мережевої роботи останніх, необхідність скорочення термінів розробки у зв’язку із високою швидкістю морального старіння технічних систем у галузі інформаційних технологій. У роботі сформульовано головні задачі, що їх вирішують при проектуванні корпоративних мереж. Зображено можливості інструментарія проектування мереж із складною топологією. Проведений системний аналіз КМ як об’єкту проектування. Розроблено методологію проектування корпоративних мереж, а) що враховує вимоги до структури, навантаження, вартості і характеристик швидкодії КМ, б) що підтримує об’єктно-орієнтоване представлення документів проектування і математичні методи проектування КС, які придатні для аналізу та прогнозування швидкодії, в) що відрізняєтся від існуючих комплексним та системним розглядом різноманітних аспектів властивостей об’єкту проектування.. Розроблено ієрархічну, поширювану документну модель, яка придатна для опису апаратної і програмної частин корпоративних мереж. Розроблено проблемно-орієнтовану мову проектування корпоративних мереж, яка придатна для опису апаратної і програмної частин корпоративних мереж. Досліджено методи кількісного аналізу КМ, запропоновано моделі вартості, навантаження і швидкодії. Досліджено методи аналізу та прогнозування швидкодії. Методологічні дослідження застосовано у практично реалізованому програмному забезпеченні. Поряд із теоретичним матеріалом робота містить опис прагматичних підходів до проектування корпоративних мереж і їх програмних додатків та аналіз сучасних технологій стаціонарних, бездротових і мобільних мереж нових поколінь (2,5-4G).
Дисертаційна робота містить нове рішення актуальної наукової проблеми розробки теоретичних основ побудови телекомунікаційних мереж та підвищення їх технічної й економічної ефективності шляхом створення комплексної методології та інструментарію проектування корпоративних гетерогенних інформаційно-телекомунікаційних мереж, які об’єднують на теоретико-множинному рівні комплекс математичних моделей, ефективних методів аналізу, синтезу, оптимізації та проектування. В процесі дослідження автором одержано такі основні результати:
Розроблено комплексну методологію, яка об’єднує на теоретико-множинному рівні моделі складових частин інформаційно-телекомунікаційних мереж, моделі та методи проектування як дротових, так і бездротових мереж WLAN і WiMAX рівня будівлі і кампуса, об’єктно-орієнтовані моделі з обробки документів проектування інформаційно-телекомунікаційних мереж, методи та засоби моделювання інфраструктури, розрахунку параметрів ефективності мереж, а також дозволяє здійснювати оптимізацію показників їх якості обслуговування QoS та загальної вартості.
Створено комплексний метод проектування бездротових мереж WLAN802.11/WiMAX802.16, який розглядається як частина комплексної методології проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж і відрізняється від існуючих (насамперед, Ekahau Site Survey, WinProp тощо) застосуванням методу мінімаксної оптимізації у поєднанні із емпіричними геометричними моделями розповсюдження радіохвиль, що дозволяє урахувати навантаження розміщених точок радіодоступу, зменшити їх кількість та оптимізувати щільність покриття мережі.
Запропонована оригінальна об’єктно-орієнтована документна модель корпоративної мережі NDM - Network Design Model як програмно-технічна архітектура, яка базується на сучасних стандартах структурованих кабельних мереж, протоколах бездротових і мобільних мереж, дозволяє врахувати вимоги до структури, навантаження, характеристик виробничості і вартості КМ, підтримує існуючі та запропоновані математичні методи аналізу і оптимізації виробничості КМ, а також їх вартості та відрізняється від існуючих моделей системним розглядом різноманітних аспектів властивостей КМ як об’єкту проектування.
Дістав подальшого розвитку підхід до побудови ефективного середовища розробки проектів комбінованих (дротових та бездротових) корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж, який відрізняється використанням технологій вільно визначених інтерфейсів і придатний для колективної роботи різних груп фахівців у середовищі Інтернет, а також дозволяє одночасно вирішувати задачі вводу топології та навантаження, трасування структурованої кабельної системи і розміщення точок радіодоступу, розрахунку параметрів виробничості та вартості тощо.
Створено оригінальний інструментарій проектування телекомунікаційних мереж, який надає можливість чередування задач синтезу-аналізу компонентів систем і у відповідності із прийнятими «де-факто» маршрутами (паралельно-послідовно, умовно, ітеративно), а також дозволяє оптимізувати характеристики вартості і якості обслуговування QoS та забезпечує сумісність форматів представлення із системами MS Office, Open Office, OPNET, COMNET-III, HPOV, Ekahau Site Survey, NetStumbler та ін.
На засадах розробленої моделі NDM cтворено XML-базовану мову NDML (Network Design Markup Language) опису предметної області, специфікацій та функцій засобів (інструментів) проектування інформаційно–телекомунікаційних мереж, а також відповідне програмне забезпечення, яке опубліковане як відкритий проект в Інтернет у складі платформи з метою подальшої розробки інструментів проектування КМ (зокрема для WLAN/WiMAX), що дозволяє ефективно розв’язувати складні задачі з обробки проектної документації в умовах великого обсягу вхідних даних і істотної розмірності задач, прискорити процес обробки інформації та за рахунок цього – ефективність самого процесу проектування, істотно підвищити якість проектних рішень для корпоративних мереж та забезпечити можливість їх перепроектування на базі наявної документації.
Опис моделі КМ на мові NDML використовується в розроблених інструментах і середовищі проектування корпоративних мереж CANDY – Computer-Aided Network Design utilitY Framework та є придатним для використання у комерційних і відкритих засобах проектування і моделювання (MS Visio, Berkley Network Simulator NS-2, OpenForge Dia, PythonCAD, Workflow Petri Net Designer), до обробки за допомогою стандартних СУБД, WWW-броузерів, а також компонентних Middleware-прикладних програм та Web Services (Java, .NET).
Результати теоретичних досліджень знайшли практичне застосування у складі середовища з проектування комбінованих дротових та бездротових корпоративних мереж за стандартами IEEE 802.3, 802.11 та 802.16, зокрема при проектуванні корпоративної мережі навчального корпусу факультету інформатики ТУ м. Дрездена, ФРН, що дозволило підвищити прозорість проходження проектної інформації, достовірність результатів її обробки, прискорити процес обробки інформації та за рахунок цього підвищити ефективність як самого процесу проектування у 1,2-1,7 разів, так і отриманих проектних рішень при мінімізації їх загальної вартості до 15%.
Матеріали дисертації використовуються в навчальних курсах з теорії і практики інформаційно-телекомунікаційних мереж, мобільних і радіомереж та їх проектування, з теорії моделювання фізичних явищ у зазначених мережах, а також з технологій програмування сучасних розподілених прикладних програм, пройшли апробацію на міжнародному ярмарку CeBIT у березні 2007р. у м. Ганновер, ФРН.
Публікації автора:
Программные модели распределенных информационных систем. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2000, №6 (26), с.34-38
Принципы построения систем дистанционного обучения. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2001, № 3, с. 34–36
Электронная коммерция в среде WWW. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2001, №5, с.42–43
Мобильная коммерция и мобильный банкинг. Перспективы развития. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2002, № 2, с. 34-37
Интеграция распределенных приложений с использованием языка XML. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ , 2003, №3 (41), с.32-35
Проектирование корпоративных вычислительных сетей. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2004, № 1(45), с. 32—34
Middleware – программное обеспечение промежуточного слоя сети. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2003, № 1, c. 35—39
Беспроводные вычислительные сети. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2002, № 5, c.19-22
Безопасность данных в корпоративной сети. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2002, № 4, c.41-43
Беспроводный доступ в Интернет. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2003, № 6(44), с. 25-28
Лингвистические аспекты при проектировании корпоративных сетей. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2004, № 2 (46), с. 37-40
Математические методы поддержки проектирования корпоративных сетей. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2004, № 6(50), с.51-57
Методология построения интегрированной среды поддержки проектирования корпоративных сетей. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2005, № 4(56), с.42-48
Безопасность данных в иерархических структурах беспроводных сетей. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2005, №6(58), р.33
Web services: сервис-ориентированная архитектура распределенных приложений. Лунтовський А. О. // "Зв’язок", Київ, 2005, №7(59), с.37-41
Гипермедія-системи дистанційного навчання. Лунтовський А.О. // "Электроника и связь", Київ, 1999, № 7, с.75-80
Застосування засобів 3D-моделювання у навчанні та проектуванні. Лунтовський А.О. // "Электроника и связь", Київ, 2000, №8, том 1, с.10-12
Защита данных в распределенных информационных системах. Лунтовський А.О. // "Электроника и связь", Київ, 2001, № 10, том 2, с.29-33
Инструментарий для моделирования беспроводных сетей WLAN и WiMAX. Лунтовський А.О. // "Зв’язок", Київ, 2007, №3, с.61-64
Технологии мобильной коммуникации и перспективы их развития. Лунтовський А.О., Мельник И.В., Лимаренко С.А. // "Электроника и связь", Київ, 2002, № 14, с. 61–67
Здобувачем запропоновано аналіз сучасного стану і перспектив розвитку систем мобільного зв’язку 3-ого покоління та адаптовану архітектуру мобільних програмних додатків.
Моделирование процессов электронной оптики с использованием Web-технологий. Лунтовський А.О., Мельник И.В., Мерхалев Г.С.// "Электроника и связь", Київ, 2001, № 10, том 1, с.17-21
Здобувачем запропоновано вдосконалену Web-архітектуру дистанційного навчання та ефективний спосіб організації даних з аналізу фиізичних процесів розповсюдження поля у задачах электронної оптики, які придатні для використання у сучасних інформаційно-телекомунікаційних мережах.
Программные технологии и средства разработки распределенных информационных систем. Лунтовський А.О., Глоба Л.С., Дидковская М.В. // "Электроника и связь", Київ, 2000, № 9, с.15-23
Здобувачем запропоновано відкриту розподілену архітектуру для розробки інформаційних ресурсів корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж з використанням технологій вільно визначених інтерфейсів.
Модели «производительности-стоимости» для беспроводных широкополосных сетей WiMAX. Дяденко А.Н., Лунтовский А.О., Глоба Л.С., Доровских А.В. // "Электроника и связь", тематический выпуск «Проблемы электроники», Київ, 2005, ч.2, с.105-111
Здобувачем запропоновано моделі з оптимізації співвідношення «виробничості-вартості» при створенні стільникової системи широкосмугового бездротового доступу на базі WiMAX802.16.
Здобувачем запропоновано комплексний метод і засоби проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж, який є придатним для впровадження при створенні мереж в установах та організаціях України.
Реализация мобильных приложений на базе технологий широкополосного беспроводного доступа. Лунтовский А.О., Глоба Л.С., Кравчук С.А. \\ Науково-технічн. вісник ”Безпека дорожнього руху України”, № 3-4 (18), 2004, с.93
Здобувачем запропоновано архітектуру мобільних програмних додатків на базі технологій широкосмугового бездротового доступу.
Approaches to the integrated network design for modern health care institutions. Schill A., Luntovskyy A., Gtter D., Vasyutynskyy V., Pfeifer G.\\ XXVI International Conference for Problematic of Physical and Biomedical Electronics, Kiev, April, 11-13, 2006, in Electronics and Communication, Scientific Magazine at NTUU KPI accredited by Ukr. Superior Attestation Commission), Vol.1, pp.114-121
Здобувачем запропоновано комплексний метод аналізу вимог і проектування інформаційно-телекомунікаційних мереж рівня будівлі LAN802.3/WLAN802.11 водночас із створенням інтелектуальної мережі автоматизації будівлі LON, який є придатним для впровадження при створенні мереж в медичних установах та організаціях.
Adaptive Model Selection Algorithms for wireless Network Design within CANDY Framework. Luntovskyy A., Trk S., and Schill A. \\ XXVII International Scientific Conference “Problems of Electronics”, April 17-19, 2007, Vol.1, pp.148-152
Здобувачем запропонований комплексний метод проектування фізичного рівня бездротових мереж WLAN802.11/WiMAX802.16 з адаптивним обранням придатних емпіричних та оптико-проміневих моделей розповсюдження радіосигналу.
Wireless LAN capacity modeling based on queuing-theoretical approach. Luntovskyy A, Uhlig S., Gtter D., and Schill A. \\ XXVII International Scientific Conference "Problems of Electronics", April 17-19, 2007, Vol.3, pp.111-115
Здобувачем запропоновано метод аналізу параметрів швидкодії комбінованих мереж LAN802.3/WLAN802.11 з урахуванням стеку протоколів (в тому числі, фізичного рівня) і профілю навантаження мережі.
CANDY: integrated environment for network design. Luntovskyy A., Schill A., Gtter D., Pfeifer G., Panchenko A. \\ The 8th World Multi-Conference on SYSTEMICS, CYBERNETICS AND INFORMATICS (SCI 2004), July 18-21, 2004, Orlando, Florida, USA, Vol.3, pp. 252-257.
Здобувачем запропоновано архітектуру відкритої системи інструментів проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж з використанням технологій вільно визначених інтерфейсів, придатної для колективної роботи різних груп фахівців у середовищі Інтернет.
Computer network modeling and analysis using XML-descriptions.Schill A., Luntovskyy A., Pfeifer G., Gtter D., Panchenko A., Vasyutynskyy V. \\ The 9th World Multi-Conference on SYSTEMICS, CYBERNETICS AND INFORMATICS (WMSCI 2005), July 10-13, 2005, Orlando, Florida, USA, pp. 283-288.
Здобувачем запропоновані комплекс методів, моделей і засобів для створення інструментарія проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж.
. Luntovskyy A., Gtter D., Schill A., Winkler U. // IEEE CriMiCo Conference, Sevastopol, Sept. 2005, pp. 959-961
Здобувачем запропоновано архітектуру і програмно-технічну реалізацію відкритого інструментарія проектування комбінованих (дротових та бездротових) корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж з використанням технологій вільно визначених інтерфейсів і придатний для колективної роботи різних груп фахівців у середовищі Інтернет.
. Luntovskyy A., Gtter D., Schill A., Winkler U. \\ IEEE CriMiCo Conference, Sevastopol, Sept. 2005, pp. 955-958
Здобувачем запропонований підхід до проектування фізичного рівня бездротових мереж WLAN802.11/WiMAX802.16 з аналізом придатних емпіричних моделей розповсюдження радіосигналу.
Models and methods for WLAN/WIMAX- network design. Luntovskyy A., Gtter D., Schill A. //IEEE CriMiCo Conference, Sevastopol, Crimea, Sept. 11-15, 2006, Vol.1: pp.391-393.
Здобувачем запропоновано моделі розповсюдження і методи проектування фізичного рівня бездротових мереж WLAN802.11/WiMAX802.16.
Network design and optimization under use of CANDY framework. Luntovskyy A., Gtter D., Schill A. // IEEE CriMiCo Conference, Sevastopol, Crimea, Sept. 11-15, 2006, Vol.2: pp.394-397.
Здобувачем запропоновано методи та засоби моделювання структури, розрахунку параметрів ефективності корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж, а також оптимізацію загальної їх вартості.
"IFC-based Building Geometry Models for Computer-aided Design of Wired and Wireless Networks". Luntovskyy A., Holstein S., Vasyutynskyy V., Gtter D. // IEEE CriMiCo Conference, Sevastopol, 10-14 Sept. 2007, р.р. 357-360
Здобувачем запропоновані геометричні моделі і засоби їх обробки для використання у комплексному методі проектування бездротових мереж WLAN802.11/WiMAX802.16, які розглядаються як складові комплексної методології проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж.
Integrated design of office communication and building automation networks. Luntovskyy A., Guetter D., Vasyutynskyy V., Karavan A., Kabitzsch K. // WFCS-2006, 6th IEEE International Workshop on Factory Communication Systems, June 28-30, 2006, Torino, Italy, pp. 235-238.
Здобувачем запропоновано комплексний метод аналізу вимог і проектування інформаційно-телекомунікаційних мереж рівня будівлі LAN802.3/WLAN802.11 водночас із створенням інтелектуальної мережі автоматизації будівлі LON.
Mean Value Load Identification and Queuing-theoretical Modeling of wired and wireless LAN. Luntovskyy A., Uhlig, S., Guetter D., Vasyutynskyy V., Schill A. // 10th Communications and Networking Simulation Symposium (CNS-07), Norfolk, VA, USA, March 25 - 29, 2007 pp.85-92.
Здобувачем запропоновано ефективний метод аналізу навантаження і рохрахунку параметрів швидкодії у комбінованих мережах LAN802.3/WLAN802.11.
The Proposal towards Standardization of Network Design Markup Language. Luntovskyy A., Trofimova T., Trofimova N., Guetter D., Schill A. // International Network Optimization Conference 2007 (INOC 2007), Spa, Belgium, 22-25 April 2007, p.54 (paper ID=7)
З метою подальшого розвитку ефективного інструментарія проектування мереж здобувачем запропоновано нову мову для опису даних і документів з проектування сучасних інформаційно-телекомунікаційних мереж.
Load Identification and Performance Modeling in CANDY Framework, Luntovskyy A., Uhlig S., Guetter D., Schill A. // European Wireless 2007 Conference, Paris, 1-4 April 2007, р.120
Здобувачем запропоновано метод аналізу параметрів швидкодії комбінованих мереж LAN802.3/WLAN802.11 з урахуванням стеку протоколів і профілю навантаження мережі.
Protocol stack and capacity modeling for WLAN Luntovskyy A., Uhlig S., Guetter D., Schill A.. // IEEE 3rd Euro NGI 2007, Trondheim, Norway, May 21-23, 2007, pp.48-55
Здобувачем запропоновано комплексний метод проектування бездротової мережі WLAN802.11, який складається з проектування фізичного рівня розповсюдження радіосигналів у приміщеннях і аналізу параметрів швидкодії з урахуванням стеку протоколів і профілю навантаження мережі.
Forschung fr die Zukunft. Schill A., Gtter D., Luntovskyy A. //CANDY – Computer-Aided Network Design utilitY; published in brochure to CeBIT 2007, TU Dresden, 15-21 March 2007, p.9
Здобувачем запропоновано комплексний метод проектування комбінованих мереж LAN802.3/WLAN802.11/WiMAX802.16, який розглядається як частина комплексної методології проектування корпоративних інформаційно-телекомунікаційних мереж.
Methodology and Tools for Design of wired and wireless local-area Networks. Luntovskyy A., Gtter D. // Research Ideas and Experience Exchange Workshop; Cisco Meets TU Dresden; (RIEEW 2007), January 17, 2007, р.5
Здобувачем запропоновано методологію, яка об’єднує моделі для складових частин інформаційно-телекомунікаційних мереж, методи проектування як дротових, так і бездротових мереж, об’єктно-орієнтовані моделі з обробки документів, методи та засоби моделювання інфраструктури, розрахунку параметрів ефективності мереж, а також дозволяє здійснювати оптимізацію загальної їх вартості.
Requirement Analysis and Optimization of combined Networks. Luntovskyy A., Vasyutynskyy V., Oezluek C., Guetter D. // 5th IEEE International Conference on Industrial Informatics INDIN 2007, 23-27 July 2007, Vienna, Austria, pp. 243-249
Здобувачем запропоновані методи аналізу технічних вимог для вирішення задачі оптимізації у складних телекомунікаційних мережах.
Hypermedia-based Distance Learning Information Systems. Luntovskyy A., Wagner K., Ovsyannikov E., Osipova E., Schumann C. //Proceedings on the 9th International Conference on “Information Systems Development”, ISD’99, Section: Human, social and organizational dimension of IS development, Boise, Colorado, USA, 1999, р.17
Здобувачем запропоновано вдосконалену архітектуру системи дистанційного навчання, яка придатна для використання в сучасних інформаційно- телекомунікаційних мережах.
Providing information in the Internet about international educational and telecommunication projects. Leshchenko M., Dobronogov A., Luntovskyy A. // Conference under the support of TEMPUS-TACIS T-JEP-08570-94 „Computer Networks in Higher Education”, 26-28, May 1997, NTUU «KPI», Kiev, 1997, р.22
Здобувачем запропоновано ефективний спосіб організації даних з опису телекомунікаційних проектів та їх сучасної Web-презентації.
Verification of Digital Circuit Designs on PC-based CAD Systems. Luntovskyy A., Kiselev G.// Engineering Simulation. An International Journal of Electrical, Electronic and other Physical Systems – Switzerland, Gordon and Breach Science Publishers, 1994. vol.10, No.6. pp.1063-1077
Здобувачем запропоновано комплексний метод верифікації цифрових пристроїв (в т.ч. мережевих) з описом програмно-технічних особливостей реалізації.
Statistical Project Analysis in Digital Circuits CAD. Luntovskyy A., Kiselev G. //Higher Education News, 1994, vol.35, #12, pp.34-44 (USA, 1994), pp.34-44.
Здобувачем запропоновано модифікований метод статистичного аналізу цифрових пристроїв (в т.ч. мережевих).
Language Maintenance of the project in CAD/CAM of Digital Circuits. Luntovskyy A., Kiselev G. //Elektronnoe modelirovanie (Electronic Simulation). Kiev, Naukova Dumka, 1994. vol. 14, No.5. pp.48-52 (Great Britain, London)
Здобувачем запропоновано ефективний спосіб організації даних та метамову для їх опису при проектуванні цифрових пристроїв (в т.ч. мережевих).
Design Circuits project Verification in CAD/CAE on personal Computer. Luntovskyy A., Kiselev G. // Elektronnoe modelirovanie (Electronic Simulation). Kiev, Naukova dumka, 1994. vol. 14, No.6. P.71-77 (reprinted in Great Britain, London).
Здобувачем запропоновано комплексний метод проектування цифрових пристроїв (в т.ч. мережевих).
Моделі і технології побудови розподілених інформаційних систем. Лунтовський А. О.// Навч. посібник – К.: НМЦВО, 2000. – 116 с.
Компьютерні мережі та телекомунікації. Лунтовський А.О. // Навч. посібник. – Укладачі Лунтовський А.О., Мельник І.В. – К.: ВМУРОЛ, 2007. –257 с.
Здобувачем запропонований огляд сучасних технологій створення мереж підприємств, локальних мереж будівель, гетерогенних інформаційно- телекомунікаційних мереж та їх сервісів, систем 4G/3G мобільного зв’язку 3-ого і 4-ого поколінь, бездротових радіомереж IEEE 802.11, 802.15, 802.16, 802.20, а також узагальнено досвід і технології з їх проектування.
