[go: up one dir, main page]

RU2439705C1 - Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters - Google Patents

Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2439705C1
RU2439705C1 RU2010118922/08A RU2010118922A RU2439705C1 RU 2439705 C1 RU2439705 C1 RU 2439705C1 RU 2010118922/08 A RU2010118922/08 A RU 2010118922/08A RU 2010118922 A RU2010118922 A RU 2010118922A RU 2439705 C1 RU2439705 C1 RU 2439705C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parameters
computer network
network
parameter
calculated
Prior art date
Application number
RU2010118922/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010118922A (en
Inventor
Григорий Семенович Петриченко (RU)
Григорий Семенович Петриченко
Наталья Юрьевна Нарыжная (RU)
Наталья Юрьевна Нарыжная
Мохаммад Юсеф Срур (RU)
Мохаммад Юсеф Срур
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2010118922/08A priority Critical patent/RU2439705C1/en
Publication of RU2010118922A publication Critical patent/RU2010118922A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2439705C1 publication Critical patent/RU2439705C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: in the method, using an analyser, computer network technical condition characteristics are measured, an average value of each parameter and a total average value of parameters by number of completed measurements are calculated in a data processing unit, a correlation matrix is built on their basis. Also probability is calculated for network failure to fulfil tasks to the end of time of testing, measurements in a unit of data processing after calculation of a correlation matrix of controlled parameters of computer network technical condition, probability is calculated for exceeded permissible values for every parameter of computer network technical condition, as well as probability for network failure to perform tasks to the end of testing time by number of faults in the network operation.
EFFECT: increased efficiency of computer network technical condition diagnostics and reduced time of diagnostics.
3 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области вычислительной техники, а именно к области контроля технического состояния (ТС) элементов вычислительных сетей, их мониторинга и инспектирования и может быть использовано для регулировки и сокращения количества контролируемых характеристик ТС вычислительной сети.The proposed technical solution relates to the field of computer technology, namely to the field of monitoring the technical condition (TS) of elements of computer networks, their monitoring and inspection and can be used to adjust and reduce the number of controlled characteristics of the TS of the computer network.

Известен способ определения информативности параметров исследуемой системы, описанный в (Иберла К. Факторный анализ (Математико-статистические методы за рубежом.) / Пер. с нем. В.М.Ивановой. - М.: Статистика - 1980), включающий выявление наиболее существенных признаков (факторов) по большому числу экспериментальных данных. Количество выделяемых факторов меньше набора исходных величин, определяется структура и взаимосвязи выделенных компонент процесса (системы), вычисляется значимость каждого фактора.There is a method of determining the information content of the parameters of the studied system, described in (Iberla K. Factor analysis (Mathematical and statistical methods abroad.) / Translated from German by V.M. Ivanova. - M .: Statistics - 1980), including the identification of the most significant signs (factors) for a large number of experimental data. The number of factors identified is less than the set of initial values, the structure and relationships of the identified components of the process (system) are determined, the significance of each factor is calculated.

Известен способ определения приоритетности параметров исследуемой системы, описанный в (Петриченко Г.С., Дудник Л.Н. Выбор параметров контроля технического состояния для цифровых блоков корпоративной сети на основе использования методов факторного анализа. // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение, 2010. - №2. С.16-21), включающий выявление наиболее существенных признаков (факторов) и переход от описания исследуемой системы, заданной большим набором измеряемых параметров, к описанию меньшим числом максимально информативных признаков, отражающих наиболее существенные свойства системы. Определяемая в данном способе матрица факторного отображения А позволяет выделить для каждого фактора группу параметров, наиболее тесно с ним связанную, рассчитать коэффициенты приоритетности параметров с учетом их взаимосвязей и выбрать наиболее значимый параметр контроля технического состояния цифровых блоков сети.There is a method of determining the priority of the parameters of the studied system, described in (Petrichenko G.S., Dudnik L.N. Choice of parameters for monitoring the technical condition for digital blocks of the corporate network based on the use of factor analysis methods. // Automation and modern technologies. M.: Mechanical engineering. , 2010. - No. 2. P.16-21), including the identification of the most significant features (factors) and the transition from the description of the investigated system, given a large set of measured parameters, to a description of a smaller number of the most informative signs that reflect the most important properties of the system. The factor mapping matrix A defined in this method allows one to select for each factor a group of parameters that is most closely associated with it, calculate the priority coefficients of the parameters taking into account their interconnections and select the most significant parameter for monitoring the technical condition of digital network units.

Однако данные способы обеспечивают только оценку приоритетности выделяемых наиболее существенных признаков системы, но не позволяют определять меру информации получаемой совокупности признаков и оценивать потери информации при отбрасывании наименее информативных параметров, что снижает точность диагностики ТС компьютерной сети (КС) на основе выбранной совокупности контролируемых параметров.However, these methods provide only an assessment of the priority of highlighting the most significant features of the system, but they do not allow determining the measure of information of the resulting set of features and estimating information loss when discarding the least informative parameters, which reduces the accuracy of diagnostics of the TS of a computer network (CS) based on the selected set of monitored parameters.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ, описанный в (Булкин М.А., Дубицкий Л.Г. Информативность и приоритетность параметров при оценке качества продукции. // Электронная техника. Сер.8, 1972. Вып.5). Способ-прототип заключается в определении информативности параметров с помощью функции Шеннона. Он состоит в определении связей между рассматриваемыми параметрами технического состояния системы путем последовательного вычисления средних значений каждого параметра по всем контролируемым системам, вычисления общего среднего значения параметров по числу проведенных измерений, расчета ковариационной матрицы и построения на их основе корреляционной матрицы, вычисления дополнительного параметра - времени безотказной работы или вероятности отказа к концу времени испытаний, средних значений этого параметра и расчета коэффициентов корреляции по ним, присоединения последней строки и последнего столбца полученной корреляционной матрицы вероятностей в качестве последних строки и столбца к корреляционной матрице параметров технического состояния системы, формирования преобразования, описывающего внутренние связи рассматриваемых параметров контролируемого объекта, произведение столбцов которого дает соответствующий элемент полученной итоговой корреляционной матрицы, расчета коэффициентов приоритетности каждого показателя на основе элементов построенного преобразования, оценки информативности исходной совокупности характеристик с помощью функции меры информации Шеннона, отбрасывания параметров с наименьшими коэффициентами приоритетности, определения информативности уменьшенной совокупности параметров, вычисления потерь информации системы оставшихся параметров технического состояния по сравнению с исходной системой показателей, окончательного выбора совокупности наиболее важных параметров контроля в соответствии с заданным изначально максимальным уровнем потерь информации.The closest in technical essence to the proposed technical solution is the method described in (Bulkin M.A., Dubitsky L.G. Information content and priority of parameters in assessing product quality. // Electronic Technology. Ser. 8, 1972. Issue 5) . The prototype method consists in determining the information content of the parameters using the Shannon function. It consists in determining the relationships between the considered parameters of the technical state of the system by sequentially calculating the average values of each parameter for all controlled systems, calculating the total average values of the parameters according to the number of measurements taken, calculating the covariance matrix and constructing a correlation matrix based on them, calculating an additional parameter - failure-free time the work or the probability of failure at the end of the test time, the average values of this parameter and the calculation of the coefficients correlating them, adding the last row and the last column of the obtained probability correlation matrix as the last row and column to the correlation matrix of the parameters of the technical state of the system, forming a transformation that describes the internal relationships of the considered parameters of the controlled object, the product of the columns of which gives the corresponding element of the resulting final correlation matrix, calculating the priority coefficients of each indicator based on the elements of the constructed transformations, evaluating the information content of the initial set of characteristics using the Shannon information measure function, discarding parameters with the lowest priority coefficients, determining the information content of the reduced parameter set, calculating the information loss of the system of the remaining parameters of the technical condition compared to the initial system of indicators, and finally selecting the set of the most important control parameters in compliance with the initially set maximum level of information loss.

Недостатками способа являются невозможность его применения к непостоянным, нестабильным процессам, некорректная формулировка расчета итоговой корреляционной матрицы после вычисления нового параметра, наличие ошибок при расчете вероятностей отказа исследуемых систем, а также центрированных вероятностей. Данные недостатки приводят к снижению точности вычислений.The disadvantages of the method are the impossibility of applying it to intermittent, unstable processes, incorrect formulation of the calculation of the final correlation matrix after calculating a new parameter, the presence of errors in calculating the failure probabilities of the systems under study, as well as centered probabilities. These shortcomings lead to a decrease in the accuracy of calculations.

Задачей предлагаемого способа являются оценка информативности и приоритетности контролируемых параметров ТС КС, уменьшение совокупности контролируемых характеристик путем исключения наименее важных из них, что позволит повысить эффективность диагностики ТС КС, сократить расходы на приобретение диагностирующего оборудования, осуществление процесса диагностики, приводящего к повышению готовности и работоспособности КС предприятия. В качестве параметров ТС КС могут быть рассмотрены количество абонентов в сети, пропускная способность, интенсивность абонентов, среднее время обслуживания абонентов, частота сбоев, загрузка сети данными, загрузка конфликтами и др.The objective of the proposed method is to assess the information content and priority of the monitored parameters of the CS CS, reduce the totality of the controlled characteristics by eliminating the least important of them, which will increase the efficiency of diagnostics of the CS CS, reduce the cost of acquiring diagnostic equipment, and carry out the diagnostic process, which will increase the availability and operability of the CS enterprises. As the parameters of the CS CS, the number of subscribers in the network, throughput, subscriber intensity, average customer service time, failure rate, network data loading, conflict loading, etc. can be considered.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности диагностики ТС компьютерной сети за счет обоснованного сокращения числа контролируемых параметров ТС КС при ее непрерывной работе и контроля состояния КС в обобщенных контрольных точках, обеспечивающих пользователя максимальной информативностью о диагностируемом объекте, которая достигается вычислением дополнительно вероятностей выхода параметров ТС КС за пределы допустимых значений и вероятностей сбоев в сети. Кроме того, в результате перехода к контролю меньшего количества параметров ТС КС сокращаются временные и финансовые затраты на осуществление диагностики и дальнейшего мониторинга технического состояния КС.The technical result of the invention is to increase the efficiency of diagnostics of the TS of a computer network by reasonably reducing the number of monitored parameters of the TS CS during its continuous operation and monitoring the state of the CS in generalized control points that provide the user with maximum information about the diagnosed object, which is achieved by calculating additional probabilities of the parameters of the CS CS for limits of acceptable values and probabilities of network failures. In addition, as a result of the transition to control of a smaller number of parameters of the CS CS, the time and financial costs of diagnosing and further monitoring the technical state of the CS are reduced.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки информативности и приоритетности параметров ТС КС, состоящем из посыла сигнала анализатором, замеряющим характеристики технического состояния компьютерной сети, сохранения значений в блоке хранения данных, занесения измеренных значений в блок обработки данных, в котором последовательно вычисляют средние значения каждого параметра по всем контролируемым системам (аналогичным по назначению и условиям эксплуатации участкам компьютерной сети), вычисляют общее среднее значение параметров по числу проведенных измерений, рассчитывают элементы ковариационной матрицы и строят на их основе корреляционную матрицу, вычисляют дополнительный параметр - вероятность невыполнения сетью задач к концу времени испытаний (измерений), средние значения этого параметра и рассчитывают коэффициенты корреляции по ним, добавляют последнюю строку и последний столбец полученной корреляционной матрицы вероятностей в качестве последних строки и столбца к корреляционной матрице параметров технического состояния компьютерной сети, формируют преобразование, описывающее внутренние связи рассматриваемых параметров контролируемой сети (или ее участка), произведение столбцов которого дает соответствующий элемент полученной итоговой корреляционной матрицы, рассчитывают коэффициенты приоритетности каждого показателя путем решения системы уравнений, полученной на основе элементов построенного преобразования, оценивают информативность исходной совокупности характеристик с помощью функции меры информации Шеннона, отбрасывают параметры с наименьшим коэффициентом приоритетности, определяют информативность уменьшенной совокупности параметров, вычисляют потери информации системы оставшихся параметров технического состояния по сравнению с исходной системой показателей, осуществляют окончательный выбор совокупности наиболее важных параметров технического состояния в соответствии с заданным пользователем максимальным уровнем потерь информации. Расчет дополнительно оцениваемых параметров осуществляют по вероятности выхода за пределы допустимых значений по каждому параметру и вероятности невыполнения сетью задач к концу времени испытаний. Вычисление дополнительного параметра осуществляют в блоке обработки данных после расчета корреляционной матрицы контролируемых параметров технического состояния компьютерной сети, вычисляют вероятность выхода за пределы допустимых значений по каждому параметру технического состояния компьютерной сети и вероятность невыполнения сетью задач к концу времени испытаний по числу сбоев в работе сети, вычисление дополнительного параметра осуществляют на основе средних вероятностей сбоев в сети по всем замерам для каждой характеристики технического состояния компьютерной сети и средней вероятности сбоев в сети по всем характеристикам для каждого замера.The technical result is achieved by the fact that in the method of evaluating the information content and priority of the parameters of the TS CS, consisting of sending a signal by the analyzer measuring the characteristics of the technical state of the computer network, storing values in the data storage unit, recording the measured values in the data processing unit, in which average values are sequentially calculated of each parameter for all controlled systems (similar to the purpose and operating conditions of the sections of the computer network), calculate the total average value parameters according to the number of measurements taken, the elements of the covariance matrix are calculated and the correlation matrix is built on their basis, an additional parameter is calculated - the probability of the network not meeting the tasks by the end of the test (measurement) time, the average values of this parameter and the correlation coefficients are calculated by them, add the last row and the last a column of the obtained correlation matrix of probabilities as the last row and a column to the correlation matrix of parameters of the technical state of the computer network form a transformation that describes the internal connections of the considered parameters of the controlled network (or its section), the product of the columns of which gives the corresponding element of the resulting final correlation matrix, calculate the priority coefficients of each indicator by solving a system of equations obtained on the basis of the elements of the constructed transformation, evaluate the information content of the initial set of characteristics using the Shannon information measure function, discard the parameters with the smallest coefficient m priority determining information content reduced set of parameters is calculated system loss information remaining parameters technical state compared to the original system performance, the final selection is performed together the most important parameters of the technical state in accordance with the user-specified maximum level of information loss. The calculation of additionally estimated parameters is carried out according to the probability of going beyond the permissible values for each parameter and the probability of the network not meeting the tasks by the end of the test time. The calculation of the additional parameter is carried out in the data processing unit after calculating the correlation matrix of the controlled parameters of the technical state of the computer network, the probability of going beyond the acceptable values for each parameter of the technical state of the computer network and the probability of the network failing to complete tasks by the end of the test time by the number of network failures are calculated an additional parameter is carried out on the basis of average probabilities of network failures for all measurements for each characteristic the technical condition of the computer network and the average probability of network failures for all characteristics for each measurement.

Пример осуществления заявляемого способа к действующей компьютерной сети реализуется следующим образом. На фиг.1 показана обобщенная схема взаимодействия КС и анализатора, на фиг.2 приведены варианты размещения анализатора в сети, на фиг.3 отражена схема реализации заявляемого способа. Фигуры поясняются следующими обозначениями:An example implementation of the proposed method to an existing computer network is implemented as follows. Figure 1 shows a generalized diagram of the interaction between the CS and the analyzer, figure 2 shows the options for placing the analyzer on the network, figure 3 shows the implementation diagram of the proposed method. The figures are illustrated by the following notation:

1 - участок компьютерной сети;1 - section of a computer network;

2 - анализатор;2 - analyzer;

3 - блок хранения значений контролируемых параметров;3 - block storage values of the controlled parameters;

4 - блок обработки данных;4 - data processing unit;

4.1 - корреляционная обработка данных;4.1 - correlation data processing;

4.2 - вычисление нового параметра, расчет дополнительной корреляционной матрицы;4.2 - calculation of a new parameter, calculation of an additional correlation matrix;

4.3 - определение приоритетности параметров;4.3 - prioritization of parameters;

4.4 - перегруппировка параметров;4.4 - regrouping of parameters;

4.5 - оценка информативности исходной системы параметров;4.5 - assessment of the information content of the original parameter system;

4.6 - исключение параметров, оценка потерь информации;4.6 - exclusion of parameters, estimation of information loss;

5 - вывод результатов на экран;5 - display of results on the screen;

5.1 - вывод коэффициентов приоритетности на экран, вывод уровня потерь информации;5.1 - display of priority coefficients on the screen, output of the level of information loss;

5.2 - вывод на экран окончательной совокупности наиболее важных параметров ТС КС;5.2 - display on the screen of the final set of the most important parameters of the TS CS;

6 - рабочие станции в сети;6 - workstations in the network;

7 - маршрутизатор;7 - router;

8 - концентратор;8 - hub;

9 - сервер.9 - server.

При построении КС 1 на основе концентраторов 8 существует общая среда передачи данных, все узлы сети обмениваются пакетами, конкурируя за доступ к этой среде, причем пакет, посылаемый одним узлом сети, передается на все порты концентратора и этот пакет прослушивают все остальные узлы сети 6, 7, 9, но принимает его только тот узел, которому он адресован. На один из узлов концентратора 8 устанавливают пакетный анализатор 2, который будет перехватывать все сетевые пакеты, относящиеся к данному сегменту КС.When building CS 1 on the basis of hubs 8, there is a common data transmission medium, all nodes of the network exchange packets competing for access to this medium, and a packet sent by one node of the network is transmitted to all ports of the hub and all other nodes of the network are listening to this packet, 7, 9, but only the node to which it is addressed receives it. A packet analyzer 2 is installed on one of the nodes of the concentrator 8, which will intercept all network packets related to this segment of the CS.

С помощью анализатора 2 (программного или аппаратного) производится загрузка КС, отдельного ее участка или отдельной рабочей станции 6 данными, после чего поступает обратный сигнал на анализатор, который определяет значения контролируемых им параметров ТС КС на данном участке, данные сохраняются в отдельном файле в памяти процессорного устройства 3, затем заносятся в блок обработки накопленных значений параметров 4, в котором происходит расчет согласно предлагаемому способу и анализ с целью выявления наиболее и наименее важных характеристик ТС КС.Using analyzer 2 (software or hardware), the CS is loaded, its individual section or separate workstation 6 with data, after which a feedback signal is sent to the analyzer, which determines the values of the CS parameters it controls in this section, the data is stored in a separate file in memory the processor device 3, then entered into the processing unit of the accumulated values of the parameters 4, in which the calculation according to the proposed method and analysis are performed in order to identify the most and least important characteristics stick TS KS.

Посыл данных осуществляется на любом сегменте компьютерной сети, на каждый компьютер (рабочую станцию - PC).Data is sent on any segment of the computer network, to each computer (workstation - PC).

Реализация заявленного способа заключается в том, что полученный анализатором 2 обратный сигнал обрабатывается, производится оценка технических характеристик, полученные значения заносятся в блок хранения данных 3, содержащий статистическую информацию об изменении значений различных характеристик КС. Накопленная информация заносится оператором или администратором сети в специальным образом подготовленный блок 4, осуществляющий расчет в следующей последовательности: в блоке корреляционной обработки данных 4.1, блоке расчета дополнительного параметра 4.2 - вероятности невыполнения сетью задач к концу времени измерений, в котором производится вычисление средних значений нового параметра, расчет коэффициентов корреляции, добавление последней строки и последнего столбца полученной корреляционной матрицы вероятностей в качестве последних строки и столбца к корреляционной матрице параметров ТС КС, рассчитанных в предыдущем блоке. По полученной матрице в следующем блоке 4.3 формируется преобразование, описывающее внутренние связи рассматриваемых параметров контролируемой сети (или ее участка), произведение столбцов которого дает соответствующий элемент полученной итоговой корреляционной матрицы, осуществляется вычисление коэффициентов приоритетности каждого показателя путем решения системы уравнений, полученной на основе элементов построенного преобразования, в блоке 4.4 производится перегруппировка строк и столбцов корреляционной матрицы в порядке увеличения полученных приоритетов контролируемых анализатором характеристик КС. В следующем блоке 4.5 осуществляется оценка информативности рассматриваемой системы параметров с помощью функции меры информации Шеннона, в блоке 5.1 полученные значения функции информации и коэффициентов приоритетности характеристик выводятся на экран, в блоке 4.6 исключаются параметры с наименьшей значимостью (приоритетностью), определяется информативность получаемой уменьшенной совокупности параметров, вычисляется значение потерь информации системы оставшихся параметров технического состояния по сравнению с исходной системой показателей, полученный результат выводится на экран 5.1. Выбор окончательной совокупности параметров ТС производится до тех пор, пока не достигнут заданный изначально администратором сети уровень потерь информации. В блоке 5.2 производится вывод на экран окончательной совокупности наиболее важных параметров ТС КС.The implementation of the claimed method consists in the fact that the return signal received by the analyzer 2 is processed, the technical characteristics are evaluated, the obtained values are entered into the data storage unit 3, which contains statistical information about the change in the values of various characteristics of the CS. The accumulated information is entered by the network operator or administrator in a specially prepared block 4, which performs the calculation in the following sequence: in the data correlation processing block 4.1, the additional parameter calculation block 4.2 — the probabilities of the network not fulfilling tasks by the end of the measurement time, in which the average values of the new parameter are calculated , calculating the correlation coefficients, adding the last row and the last column of the obtained correlation matrix of probabilities as after them to the row and column of the correlation matrix TC KS parameters calculated in the previous block. Based on the obtained matrix, in the next block 4.3, a transformation is formed that describes the internal relationships of the considered parameters of the controlled network (or its section), the product of the columns of which gives the corresponding element of the resulting final correlation matrix, the priority coefficients of each indicator are calculated by solving the system of equations obtained on the basis of the elements constructed transformations, in block 4.4, the rows and columns of the correlation matrix are rearranged in increasing order The obtained priorities are controlled by the analyzer characteristics of the CS. In the next block 4.5, the information content of the considered system of parameters is estimated using the Shannon information measure function, in block 5.1, the obtained values of the information function and characteristics priority coefficients are displayed on the screen, in block 4.6, the parameters with the least significance (priority) are excluded, the information content of the reduced set of parameters is determined , the value of the loss of information of the system of the remaining parameters of the technical condition is calculated in comparison with the original system indicators, the result is displayed on screen 5.1. The final set of vehicle parameters is selected until the level of information loss set by the network administrator, which was initially set by the network administrator, is reached. In block 5.2, the final set of the most important parameters of the CS CS is displayed on the screen.

Технический результат достигается путем последовательного вычисления коэффициентов приоритетности характеристик ТС КС, пошагового контроля потерь информации при исключении наименее значимых параметров и недопущении пользователем выхода за границы интервала допустимого уровня потерь информации в целях сохранения компьютерной сети в требуемом режиме готовности.The technical result is achieved by sequentially calculating the priority coefficients of the characteristics of the CS CS, step-by-step control of information loss while excluding the least significant parameters and preventing the user from exceeding the interval of the acceptable level of information loss in order to maintain the computer network in the required standby mode.

Применение предлагаемого способа влечет повышение работоспособности исследуемого объекта, улучшения его технических характеристик, предупреждение внезапных отказов, а также возможность выбора небольшой совокупности наиболее важных параметров ТС КС, что удешевляет процесс диагностики и дальнейшего прогноза, так как позволяет существенно сократить затраты на приобретение диагностирующего оборудования или программного обеспечения.The application of the proposed method entails an increase in the operability of the investigated object, improvement of its technical characteristics, prevention of sudden failures, and the possibility of choosing a small set of the most important parameters of the CS CS, which reduces the cost of the diagnostic process and further forecasting, as it significantly reduces the cost of acquiring diagnostic equipment or software providing.

Реализация способа оценки информативности и приоритетности параметров ТС КС заключается в следующем. Используемый в блоке обработки данных 4 информационный подход включает процесс составления корреляционной матрицы по значениям исходных параметров ТС КС, учет вероятностей соответствия значений рассматриваемых характеристик требуемому уровню, построение преобразования, позволяющего определить коэффициенты приоритетности параметров, использование функции информации Шеннона для определения информативности различных совокупностей параметров, а также потерь информации при исключении малозначащих характеристик. Ставится следующая задача.The implementation of the method for evaluating the information content and priority of the parameters of the TS CS is as follows. The information approach used in the data processing unit 4 includes the process of compiling a correlation matrix for the values of the initial parameters of the CS CS, taking into account the probabilities of matching the values of the considered characteristics to the required level, constructing a transformation that allows determining the priority coefficients of the parameters, using the Shannon information function to determine the information content of various sets of parameters, and also information loss with the exclusion of unimportant characteristics. The following problem is posed.

Пусть некоторая система характеризуется совокупностью N параметров x1, … xN, которые обозначим вектором

Figure 00000001
. Необходимо найти такую функцию f(x), которая бы, описывая свойства системы, отвечала следующим требованиям: вектор
Figure 00000002
содержал бы ту же информацию о свойствах системы, что и вектор
Figure 00000003
; число компонент M вектора
Figure 00000004
было бы меньше числа компонент N вектора
Figure 00000005
.Let some system be characterized by a set of N parameters x 1 , ... x N , which we denote by the vector
Figure 00000001
. It is necessary to find a function f (x) which, describing the properties of the system, meets the following requirements: vector
Figure 00000002
would contain the same information about the properties of the system as the vector
Figure 00000003
; the number of components M of the vector
Figure 00000004
there would be less than the number of components N of the vector
Figure 00000005
.

Используются данные наблюдений, полученные при контроле Р аналогичных систем в различные моменты времени. В этом случае имеется набор из N параметров для каждой системы {xij(k)}, где i=1,…, N, j=1,…, Р - номер контролируемой системы (КС 1 или ее участка 6, 7, 8, 9), k - номер замера параметров (k=1,…, T).The observational data obtained by monitoring P of similar systems at various time points are used. In this case, there is a set of N parameters for each system {x ij (k)}, where i = 1, ..., N, j = 1, ..., P is the number of the system being monitored (KS 1 or its section 6, 7, 8 , 9), k is the number of measurement of parameters (k = 1, ..., T).

При ограниченном времени испытаний вводится дополнительный параметр xN+1, который определяется как вероятность отказа системы к концу времени испытаний. Значения параметра xN+1 при каждом замере k равны

Figure 00000006
, k=1,…, T, где no,k - общее число отказавших систем по всем параметрам при k-том замере.With a limited test time, an additional parameter x N + 1 is introduced, which is defined as the probability of a system failure by the end of the test time. The values of the parameter x N + 1 for each measurement k are
Figure 00000006
, k = 1, ..., T, where n o, k is the total number of failed systems in all parameters at the k-th measurement.

Алгоритм способа оценки информативности и приоритетности параметров ТС КС предприятия представлен в виде последовательной реализации следующих этапов (фиг.3).The algorithm for evaluating the information content and priority of the parameters of the TS of the enterprise CS is presented in the form of a sequential implementation of the following steps (figure 3).

1-2 - производится взаимодействие анализатора 2 с компьютерной сетью 1 (посыл сигнала по каналу сети и получение отзыва анализатором). Полученный анализатором обратный сигнал обрабатывается, производится оценка значений измеренных характеристик.1-2 - the interaction of the analyzer 2 with the computer network 1 is performed (sending a signal on the network channel and receiving feedback from the analyzer). The feedback signal received by the analyzer is processed, and the values of the measured characteristics are estimated.

3 - сохранение полученных значений в блоке хранения измеренных показателей 3.3 - saving the obtained values in the storage unit of the measured parameters 3.

4 - обработка накопленной информации. Администратор КС, осуществляющий ее диагностику, заносит сохраненные на третьем этапе данные в заранее подготовленный для расчетов согласно заявленного способа блок 4, в котором:4 - processing of accumulated information. The administrator of the CS performing its diagnostics enters the data stored in the third stage into the block 4 prepared in advance for calculations according to the claimed method, in which:

4.1 - на основе расчета элементов ковариационной матрицы производится построение корреляционной матрицы

Figure 00000007
,
Figure 00000008
, i=1,…, N, j=1,…, N, N - количество измеренных характеристик.4.1 - based on the calculation of the elements of the covariance matrix, a correlation matrix is constructed
Figure 00000007
,
Figure 00000008
, i = 1, ..., N, j = 1, ..., N, N is the number of measured characteristics.

4.2 - вычисляется новый параметр - вероятность невыполнения сетью задач к концу времени испытаний (измерений), рассчитываются средние значения параметра и расчет коэффициентов корреляции по ним, добавление последней строки и последнего столбца полученной корреляционной матрицы вероятностей в качестве последних строки и столбца к корреляционной матрице параметров ТС КС, рассчитанных в блоке 4.1.4.2 - a new parameter is calculated - the probability that the network will not complete the tasks by the end of the test (measurement) time, the average values of the parameter and the calculation of the correlation coefficients are calculated, the last row and the last column of the obtained correlation probability matrix are added as the last row and column to the correlation matrix of the TS parameters CS calculated in block 4.1.

В качестве Ci,N+1 (CN+1,j) вычисляется корреляция между вероятностями отказа по выходу за допуски параметра xi и отказа к концу испытания xN+1. Из полученной матрицы выделяются вспомогательные:

Figure 00000009
, i=1,…, N; j=1,…N;
Figure 00000010
.As C i, N + 1 (C N + 1, j ), the correlation between the probabilities of failure to go beyond the tolerances of the parameter x i and the failure at the end of the test x N + 1 is calculated. From the resulting matrix, auxiliary ones are distinguished:
Figure 00000009
, i = 1, ..., N; j = 1, ... N;
Figure 00000010
.

4.3 - строится преобразование α, описывающее внутренние связи измеренных параметров контролируемой сети:4.3 - the transformation α is constructed that describes the internal connections of the measured parameters of the controlled network:

Figure 00000011
Figure 00000011

Если

Figure 00000012
- столбцы координатной матрицы
Figure 00000013
, Cij=(ei, ej), то координаты αij можно вычислить по рекуррентным соотношениям (i=1,…, N+1, j=1,…, N+1):If
Figure 00000012
- columns of the coordinate matrix
Figure 00000013
, C ij = (e i , e j ), then the coordinates α ij can be calculated from the recurrence relations (i = 1, ..., N + 1, j = 1, ..., N + 1):

Figure 00000014
Figure 00000014

Вычисление коэффициентов приоритетности ai параметров ТС КС производится путем решения системы (3):The calculation of the priority coefficients a i parameters of the TS CS is made by solving the system (3):

Figure 00000015
Figure 00000015

Алгоритмом решения системы являются рекуррентные соотношенияThe algorithm for solving the system are recurrence relations

Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018

4.4 - сравнение коэффициентов приоритетности по их абсолютной величине, перегруппировка и переиндексация исходных параметров по возрастанию абсолютной величины ai.4.4 - comparison of the priority coefficients by their absolute value, rearrangement and reindexing of the initial parameters by increasing absolute value a i .

4.5 - оценка информативности исходной системы параметров ТС КС по формуле

Figure 00000019
. Вывод значений коэффициентов приоритетности и информативности исходной системы параметров ТС КС на экран (блок 5.1).4.5 - assessment of the information content of the original system of parameters of the TS CS according to the formula
Figure 00000019
. The output of the values of the coefficients of priority and information content of the original system of parameters of the TS CS on the screen (block 5.1).

4.6 - последовательно исключаются параметры с наименьшим коэффициентом приоритетности; рассчитывается информативность системы оставшихся параметров; оцениваются потери информации полученной совокупности показателей по сравнению с исходной.4.6 - parameters with the lowest priority coefficient are sequentially excluded; the information content of the system of the remaining parameters is calculated; The information loss of the resulting set of indicators is estimated in comparison with the initial one.

Вычисление функций информации I1, I2, … осуществляется по формулам:The calculation of the information functions I 1 , I 2 , ... is carried out according to the formulas:

Figure 00000020
Figure 00000020

где Ij - информативность параметров системы при отбрасывании первых j параметров, j=1, 2 … N-1; Aj и Cj - матрицы, полученные из матриц A и C вычеркиванием первых j-строк и j-столбцов, соответствующих отброшенным j параметрам.where I j is the information content of the system parameters when discarding the first j parameters, j = 1, 2 ... N-1; A j and C j are matrices obtained from matrices A and C by deleting the first j-rows and j-columns corresponding to the discarded j parameters.

Потери информации вычисляются по формуле:Information loss is calculated by the formula:

Figure 00000021
Figure 00000021

5.1 - вывод значений коэффициентов приоритетности, информативности полученной системы параметров ТС КС и уровня потерь информации после исключения параметра на экран; принятие решения о дальнейшем исключении малозначащих характеристик.5.1 - output of the values of the priority coefficients, the information content of the obtained system of parameters of the CS CS and the level of information loss after excluding the parameter on the screen; making decisions on the further exclusion of unimportant characteristics.

Исключение параметров с наименьшей приоритетностью производится в соответствии с правилом: если полученный уровень потерь информации является удовлетворительным для пользователя (например, не превышает 30%), то исключается следующий по приоритетности параметр (в порядке возрастания значимости), проводится контроль информативности полученной уменьшенной совокупности характеристик и потерь информации на данном этапе. Если полученный уровень потерь информации превышает заданный изначально администратором КС предел, то процесс исключения параметров прекращается, а выбранная на предыдущем шаге совокупность показателей является искомой, достаточной для эффективного контроля ТС КС.The parameters with the lowest priority are excluded in accordance with the rule: if the obtained level of information loss is satisfactory for the user (for example, does not exceed 30%), the next highest priority parameter is excluded (in order of increasing importance), the information content of the reduced set of characteristics is monitored and information loss at this stage. If the obtained level of information loss exceeds the limit set initially by the administrator of the CS, the process of excluding the parameters is terminated, and the set of indicators selected in the previous step is the desired one sufficient to effectively control the CS of the CS.

5.2 - отображение окончательной совокупности характеристик на экран.5.2 - display of the final set of characteristics on the screen.

Предлагаемый способ оценки информативности и приоритетности параметров технического состояния компьютерной сети или ее участка позволит повысить эффективность диагностики ТС КС, улучшить техническую готовность КС без прерывания ее работы, уменьшить временные и финансовые затраты на осуществление диагностики и дальнейшего мониторинга технического состояния КС за счет обоснованного уровнем потерь информации уменьшения количества контролируемых параметров и контроля только наиболее значимых характеристик. Контроль состояния КС осуществляется в обобщенных контрольных точках, обеспечивающих пользователя максимальной информативностью о диагностируемом объекте, которая достигается вычислением дополнительно вероятностей выхода параметров ТС КС за пределы допустимых значений и вероятностей сбоев в сети. Способ может быть применен для любого набора показателей технического состояния.The proposed method for evaluating the information content and priority parameters of the technical state of a computer network or its section will increase the efficiency of diagnostics of the CS of the CS, improve the technical readiness of the CS without interrupting its operation, reduce the time and financial costs of diagnosing and further monitoring the technical state of the CS due to the reasonable level of information loss reduce the number of monitored parameters and control only the most significant characteristics. Monitoring of the status of the CS is carried out in generalized control points, providing the user with the maximum information content about the diagnosed object, which is achieved by calculating additional probabilities of the parameters of the CS CS beyond the permissible values and the probabilities of network failures. The method can be applied to any set of indicators of technical condition.

Claims (1)

Способ оценки информативности и приоритетности параметров технического состояния компьютерной сети, состоящий из посыла сигнала анализатором, замеряющим характеристики технического состояния компьютерной сети, сохранения значений в блоке хранения данных, занесения измеренных значений в блок обработки данных, в котором последовательно вычисляют средние значения каждого параметра по всем контролируемым системам, аналогичным по назначению и условиям эксплуатации участкам компьютерной сети, вычисляют общее среднее значение параметров по числу проведенных измерений, рассчитывают элементы ковариационной матрицы и строят на их основе корреляционную матрицу, вычисляют дополнительный параметр - вероятность невыполнения сетью задач к концу времени испытаний, измерений, средние значения этого параметра и рассчитывают коэффициенты корреляции по ним, добавляют последнюю строку и последний столбец полученной корреляционной матрицы вероятностей в качестве последних строки и столбца к корреляционной матрице параметров технического состояния компьютерной сети, формируют преобразование, описывающее внутренние связи рассматриваемых параметров контролируемой сети или ее участка, произведение столбцов которого дает соответствующий элемент полученной итоговой корреляционной матрицы, рассчитывают коэффициенты приоритетности каждого показателя путем решения системы уравнений, полученной на основе элементов построенного преобразования, оценивают информативность исходной совокупности характеристик с помощью функции меры информации Шеннона, отбрасывают параметры с наименьшим коэффициентом приоритетности, определяют информативность уменьшенной совокупности параметров, вычисляют потери информации системы оставшихся параметров технического состояния по сравнению с исходной системой показателей, осуществляют окончательный выбор совокупности наиболее важных параметров технического состояния в соответствии с заданным пользователем максимальным уровнем потерь информации, расчет дополнительно оцениваемых параметров осуществляют по вероятности выхода за пределы допустимых значений по каждому параметру и вероятности невыполнения сетью задач к концу времени испытаний, отличающийся тем, что вычисление дополнительного параметра осуществляют в блоке обработки данных после расчета корреляционной матрицы контролируемых параметров технического состояния компьютерной сети, вычисляют вероятность выхода за пределы допустимых значений по каждому параметру технического состояния компьютерной сети и вероятность невыполнения сетью задач к концу времени испытаний по числу сбоев в работе сети, вычисление дополнительного параметра осуществляют на основе средних вероятностей сбоев в сети по всем замерам для каждой характеристики технического состояния компьютерной сети и средней вероятности сбоев в сети по всем характеристикам для каждого замера. A method for evaluating the information content and priority of the parameters of the technical state of a computer network, consisting of sending a signal to an analyzer measuring the characteristics of the technical state of a computer network, storing values in a data storage unit, recording the measured values in a data processing unit, in which the average values of each parameter are successively calculated for all monitored systems similar in purpose and operating conditions to sections of a computer network, calculate the total average value of the parameter According to the number of measurements taken, the elements of the covariance matrix are calculated and the correlation matrix is built on their basis, an additional parameter is calculated - the probability of the network not meeting the tasks by the end of the test, measurement, average values of this parameter and the correlation coefficients are calculated by them, add the last row and last column the obtained correlation matrix of probabilities as the last row and column to the correlation matrix of parameters of the technical state of the computer network, I form t the transformation describing the internal relationships of the considered parameters of the controlled network or its section, the product of the columns of which gives the corresponding element of the resulting final correlation matrix, calculate the priority coefficients of each indicator by solving the system of equations obtained on the basis of the elements of the constructed transformation, evaluate the information content of the original set of characteristics using the function Shannon information measures, drop parameters with the lowest coefficient prioritize In this case, they determine the information content of the reduced set of parameters, calculate the information loss of the system of the remaining parameters of the technical condition in comparison with the initial system of indicators, make the final selection of the set of the most important parameters of the technical state in accordance with the user-specified maximum level of information loss, the calculation of additionally evaluated parameters is carried out by the probability of exit beyond the permissible values for each parameter and probability not fulfilled by the network of tasks at the end of the test time, characterized in that the additional parameter is calculated in the data processing unit after calculating the correlation matrix of the controlled parameters of the technical state of the computer network, the probability of exceeding the permissible values for each parameter of the technical state of the computer network and the probability of the network not meeting the tasks are calculated by the end of the test time according to the number of network failures, the calculation of an additional parameter is carried out on the basis of average probabilities failure rates for all measurements for each characteristic of the technical condition of the computer network and the average probability of network failures for all characteristics for each measurement.
RU2010118922/08A 2010-05-11 2010-05-11 Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters RU2439705C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118922/08A RU2439705C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118922/08A RU2439705C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010118922A RU2010118922A (en) 2011-11-27
RU2439705C1 true RU2439705C1 (en) 2012-01-10

Family

ID=45317401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118922/08A RU2439705C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2439705C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612275C1 (en) * 2015-12-09 2017-03-06 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method for monitoring of communication networks in conditions of conducting network reconnaissance and information and technical actions
RU2698416C1 (en) * 2018-10-04 2019-08-26 Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") Method of monitoring and forecasting the state of individual aggregates and complex process complexes using semantic-oriented artificial intelligence

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2018135274A (en) * 2018-10-08 2020-04-08 Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") METHOD FOR EVALUATING THE TIME FOR EXIT OF TECHNICAL SYSTEM PARAMETERS OUTSIDE THE WARNING AND ALARMS
RU2018136344A (en) * 2018-10-16 2020-04-16 Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") METHOD FOR PREDICTING THE STATE OF A TECHNICAL SYSTEM BASED ON PSEUDOPERIODIC FUNCTIONS

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007103163A (en) * 2004-06-29 2008-08-10 Дженерал Электрик Компани (US) METHOD AND DEVICE FOR TIME PERFORMANCE EXECUTED INTEGRATION OF DOMAIN DATA CONFIGURATION CHANGES

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2007103163A (en) * 2004-06-29 2008-08-10 Дженерал Электрик Компани (US) METHOD AND DEVICE FOR TIME PERFORMANCE EXECUTED INTEGRATION OF DOMAIN DATA CONFIGURATION CHANGES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЛКИН М.А. и ДУБИЦКИЙ Л.Г. Информативность и приоритетность параметров при оценке качества продукции, Электронная техника, серия №8. - М.: Математическая статистика, 1972, №5. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612275C1 (en) * 2015-12-09 2017-03-06 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method for monitoring of communication networks in conditions of conducting network reconnaissance and information and technical actions
RU2698416C1 (en) * 2018-10-04 2019-08-26 Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") Method of monitoring and forecasting the state of individual aggregates and complex process complexes using semantic-oriented artificial intelligence
WO2020071950A1 (en) * 2018-10-04 2020-04-09 Акционерное общество "РОТЕК" (АО "РОТЕК") Method for monitoring and predicting the state of individual assemblies and complex technical systems using semantically oriented artificial intelligence

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010118922A (en) 2011-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7081741B2 (en) Methods and devices for determining the status of network devices
US8423344B1 (en) Method and system for forecasting usage costs and computer capacity
RU2439705C1 (en) Method to assess information capacity and priority of computer network technical condition parameters
CN117591850B (en) Data processing method, device, electronic device and medium based on expansion dock
US12373701B2 (en) Method and apparatus for detecting and explaining anomalies
CN101741641A (en) Link-Based Communication Network Service Reliability Test Method
US20240338270A1 (en) Method and apparatus for reliability evaluation based on multiple performance degradation, and device
CN104581749A (en) Method and device for predicting traffic volume of mobile network data services
CN109905268A (en) The method and device of network O&M
CN113946986A (en) Method and device for evaluating the mean time to failure of products based on accelerated degradation test
CN116011889A (en) A multi-satellite measurement and control plan performance evaluation method, system and device
CN115599621A (en) Micro-service abnormity diagnosis method, device, equipment and storage medium
CN117560294A (en) Log information driven neighborhood network fault prediction method
US20250216846A1 (en) Method and Apparatus for Calculating Remaining Useful Life of Electronic System
CN106952077A (en) The generation method and device of a kind of worksheet strategy
CN119784235A (en) A comprehensive evaluation method for equipment support effectiveness and related device
CN114021302B (en) Transmission line life assessment method, device, system and storage medium
JP2009118274A (en) Communication band calculation apparatus, method, and program
WO2020076184A1 (en) Method for assessing the time remaining until the parameters of a technical system exceed the thresholds for warning and fault signalling
CN118972389B (en) Server load detection and flow distribution system
Ben Hmida et al. Performance evaluation of multiagent systems: communication criterion
RU2698416C1 (en) Method of monitoring and forecasting the state of individual aggregates and complex process complexes using semantic-oriented artificial intelligence
RU2622858C1 (en) Evaluation method of information on the system functioning effectiveness and device on its basis for control tasks solving, monitoring and diagnostics
CN120029925B (en) A Cloud-Based Large-Scale Parallel Software Testing Method
CN120263702B (en) Network traffic anomaly monitoring method and system combined with scene perception

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120512