Ель Хаж Слейман Батул Гаді. Оптимізаційні моделі відмовостійкої та безпечної маршрутизації в телекомунікаційній мережі шляхами, що не перетинаються. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 172 – Телекомунікації та радіотехніка. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2023.
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-практичну задачу, яка полягає в оптимізації процесів відмовостійкої та безпечної маршрутизації за шляхами, що не перетинаються, в телекомунікаційних мережах (ТКМ) шляхом розробки, вдосконалення та дослідження відповідних математичних моделей.
Результати проведеного у роботі аналізу підвередили важливість та пріоритетність забезпечення якості обслуговування (QoS), відмовостійкості та мережної безпеки у сучасних і перспективних телекомунікаційних мережах. При цьому акцентовано увагу на тому, що для досягнення цієї мети має бути максимально використано функціонал передових технологій управління трафіком і, особливо, протоколів маршрутизації. Новітні протоколи маршрутизації повинні підтримувати багатошляхові рішення, розраховувати шляхи, які забезпечують високі показники якості обслуговування та мережної безпеки, а також результативно реалізують схеми локального, сегментного та глобального захисту (резервування) пропускної здатності та елементів мережі в умовах їх одиничних і множинних відмов.
Встановлено, що на перший план виходять задачі щодо вдосконалення математичних моделей, методів і протоколів маршрутизації в ТКМ з їхньою адаптацією під сучасні вимоги. Ефективним напрямком удосконалення моделей і методів маршрутизації є використання шляхів, які не перетинаються, що дозволяє ввести, а в подальшому ефективно та оптимально використати надлишковість мережного ресурсу для системного підвищення рівня QoS, відмовостійкості та мережної безпеки.
У дисертаційній роботі вдосконалено математичні моделі QoS-маршрутизації в телекомунікаційній мережі шляхами, що не перетинаються. Наукова новизна першої математичної моделі полягає у введенні нових умов балансування пропускної здатності маршрутів і використанні оновленого критерія оптимальності маршрутних рішень, що дозволило забезпечити у процесі маршрутизації максимізацію як кількості, так і сумарної пропускної здатності розрахованих шляхів. Аналіз результатів дослідження показав, що використання запропонованої моделі дає змогу забезпечити максимально можливу пропускну здатність маршрутного рішення, поданого множиною шляхів, що не перетинаються, у випадках високої неоднорідності мережі, тобто коли пропускні здатності каналів зв’язку ТКМ значно відрізняються.
Наукова новизна другої математичної моделі полягає у введенні нових білінійних умов забезпечення гарантованої сумарної пропускної здатності маршрутів, що дало змогу розрахувати шляхи, які мають пропускну здатність, не нижчу за встановлений поріг (вимоги). Виконання цих умови залежно від форми обраного критерію оптимальності може досягатись або на підставі збільшення кількості задіяних маршрутів, що не перетинаються, або шляхом підвищення порогового значення щодо їхньої мінімальної пропускної здатності. Використання вдосконалених моделей дозволило підвищити сумарну пропускну здатність розрахованих шляхів, що не перетинались в ТКМ, від 1,5-10% до 18,6-42%.
У роботі отримали подальший розвиток математичні моделі безпечної QoS-маршрутизації за шляхами, що не перетинаються. Новизна запропонованих моделей полягає у використанні комплексного критерію оптимальності маршрутних рішень, який поруч з показниками пропускної здатності враховує параметри мережної безпеки каналів зв’язку – імовірності їхньої компрометації. Це дозволило забезпечити розрахунок такої множини шляхів у ТКМ, які, по-перше, не перетинались; по-друге, їхня кількість була максимально можливою; по-третє, їхня сумарна пропускна здатність була або максимально можливою, або не нижче заданої; по-четверте, ймовірність компрометації цих шляхів була мінімальною. На розрахункових прикладах продемонстрована функціональність запропонованих математичних моделей, їхня працездатність та адекватність, а також ефективність з погляду реалізації безпечної маршрутизації в ТКМ. Встановлено, що забезпечення гарантій щодо пропускної здатності мультишляху відбувається, як правило, із певним, а іноді і значним запасом, так як лінійні умови забезпечення гарантованої QoS сформульовані для найгіршого випадку, коли всі розраховані та включені у оптимальний мультишлях маршрути, мають приблизно однакому пропускну здатність.
