Модель физического, канального и сетевого уровней ИКТ- инфраструктуры локального поставщика сетевых услуг. Ч.2

Модель структуры сетевого уровня. Введем множество N идентификаторов всех подсетей в Сети. Для каждой подсети с идентификатором n G N определено множество возможных идентификаторов ее хостов - Hn. С целью передачи данных на сетевом уровне ОС каждого устройства d G D создает сетевой интерфейс (S, n, h), где S с Id, n G N, h G Hn.

Множество всех сетевых интерфейсов обозначим I3. Определим между сетевыми 3 • 3 интерфейсами и устройствами бинарное отношение ассоциации A так, что (ni, d) G A тогда
3 • *2
и только тогда, когда ni = (S, n, h) G I , d G D и для всех li G S выполняется (li, d) G A . Множество всех сетевых интерфейсов, ассоциированных с некоторым устройством d, будем обозначать I3d.

Два устройства могут взаимодействовать на сетевом уровне посредством сетевых интерфейсов, находящихся в одном широковещательном домене и имеющих одинаковый идентификатор подсети. Определим на множестве I3 бинарное симметричное отношение 3 3связи на сетевом уровне L так, что два сетевых интерфейса ni1 = (S1, n1, h1) G I d1, ni2 = 3 3 (S2, n2, h2) G I d2 находятся в отношении L , если d1 Ф d2, n1 = n2 и существуют dom G BD, li1 G S1, li2 G S2 такие, что li1, li2 G dom.

В каждой подсети могут присутствовать устройства (маршрутизаторы), способные осуществлять пересылку транзитных дейтаграмм между подключенными подсетями. Определим на множестве I3 бинарное отношение F3 так, что если конфигурация устройства d G D предусматривает возможность пересылки между двумя своими сетевыми 3 3 интерфейсами ni1, ni2 G I d, ni1 Ф ni2, то (ni1, ni2) G F .

Структура сетевого уровня Сети может быть описана неориентированным графом G3 = (V3, E3), множество вершин которого содержит устройства и сетевые интерфейсы 3 3 (V3 = D U I3), а множество рёбер - связи ассоциации, связи маршрутизации и связи между
1 3 3 3
сетевыми интерфейсами на канальном уровне (E = A U L U F ).
Таким образом, общую структуру Сети на трёх уровнях можно описать с помощью 3неориентированного графа G = (V, E), где множество вершин V = VU VU V = D U I U I2 U I3, а множество рёбер E = E1 U E2 U E3 = A1 U L1 U A2 U F2 U L2 U A3 U F3 U L3.

Заключение. В статье представлена обобщённая графовая модель структуры физического, канального и сетевого уровней Сети, которая может быть использована для формализации алгоритмов автоматизированного построения графа структуры Сети и единообразного анализа различных источников данных между элементами Сети. В будущем планируется отразить в модели беспроводные локальные сети и персональные виртуальные сети (VPN).

Список литературы
1. Андреев А. А., Богоявленский Ю. А., Колосов А. С. Автоматизация построения графа канального уровня ИКТ-инфраструктуры локального поставщика услуг Интернета // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Сер. "Естественные и технические науки". 2015. №2(147) — С. 97-102.
2. Breitbart Y. J., Gobjuka H. Ethernet Topology Discovery for Networks With Incomplete Information / H. Gobjuka, Y. J. Breitbart// IEEE/ACM Transactions on Networking. — 2010. — Vol. 18, No. 4.
3. Li Zichao, Hu Ziwei, Zhang Geng, Ma Yan. Ethernet topology discovery for virtual local area networks with incomplete information // IEEE. – Proceedings of IC-NIDC2014. – 2014.

Аннотация. Представлена модель ИКТ-инфраструктуры (Сети) лПСУ, учитывающая способы группировки элементов Сети (IP-подсети, виртуальные локальные сети). Модель предназначена для формализации алгоритмов автоматизированного построения графа структуры Сети.
Ключевые слова: ИКТ-инфраструктура, сеть, сетевое управление, модель, граф, физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень.

Богоявленский Ю. А. Прототип экспериментальной платформы Nest для исследования моделей и методов управления ИКТ-инфраструктурами локальных поставщиков услуг Интернет // Программная инженерия. — 2013. — № 2. — С. 11-20.

А. А. Андреев