ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ОЗНАК ФРАКТАЛЬ-НОГО ТРАФІКУ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.67.20279Ключові слова:
мережа критичної інфраструктури, моделі управління, фрактальний трафік, , інформаційна цінність, приховані періодичності, метод R/S аналізуАнотація
Проблема підвищення стабільності систем критичної інформаційної інфраструктури за умов динамічної еволюції факторів ризику (як правило, зі статистичною невизначеністю) базується на підґрунті політик та моделей управління. Управління стабільністю критично важливої мережної інфраструктури неможливе без вибору та обґрунтування кількісних інформаційних характеристик сигнального трафіку. Задача стає не тривіальною для різнорідного сигнального трафіку, який набуває самоподібних (фрактальних) властивостей. У статті розглянуто інформаційні потоки сигнального трафіку, що циркулює у безпроводових мережах Triple Play та Quadruple Play критичного застосування. Проведено експериментальні дослідження достатнього обсягу, за результатами яких вибрано та обґрунтовано найбільш цінні інформаційні ознаки фрактального трафіку. Показниками інформаційної цінності є періодичні та квазіперіодичні сплески інтенсивності, притаманні фрактальному трафіку з параметрами Херста, які змінюються у певному діапазоні значень. Показано, що квазіперіодичні сплески інтенсивності є джерелами прихованих періодичностей, проведено порівняльний аналіз методів виявлення прихованих періодичностей, надано статистичні характеристики методу нормованого розмаху (методу R/S аналізу) як одного з ефективних практичних методів.
Посилання
Пономаренко О. В., Мошенський А. О., Савченко А. С., Швець І. П. Інформаційна цінність сигнального трафіку безпроводових мереж критичного застосування. Наукоємні технології. 2021. № 3(51). С. 210 – 221. https://doi.org/10.18372/2310-5461.51.15688
OECD, Good Governance for Critical Infrastructure Resilience, OECD Reviews of Risk Management Policies, OECD Publishing, Paris. 2019. 118 p. https://doi.org/10.1787/02f0e5a0-en
Савченко А.С. Методи розподіленого управління корпоративними комп’ютерними мережами. [Текст]. дис... докт. техн. наук: 05.13.06 – Інформаційні технології / Савченко Аліна Станіславівна; Національний авіаційний ун-т. К., 2021. 298 с.
Савченко А.С Вибір параметрів комутаційного обладнання на підставі аналізу трафіку обчислювальних мереж [Текст]: дис... канд. техн. наук: 05.13.13 - Обчислювальні машини, системи та мережі / Савченко Аліна Станіславівна; Національний авіаційний ун-т. К., 2007. 110 с.
De Groot M. Optimal Statistical Decisions. McGraw Hill, 2004. 512 pp.
Ложковський А.Г., Вербанов О.В. Підвищення точності розрахунку характеристик якості обслуговування за самоподібного трафіку мережі. Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2015, № 1. С. 36 - 41.
Hurst H.E. Long-term storage capacity of reservoirs. Transactions of American Society of Civil Engineers. 1951. Т. 116. С. 770 - 808.
Hurst H.E. The Nile: A General Account of the River and the Utilization of Its Waters. Constable, 1957. 311 p.
Mandelbrot B.B. The Fractal Geometry of Nature, Times Books, 1982. 468 p.
Mandelbrot B., Hudson R.L. The Misbehavior of Markets: A Fractal View of Financial Turbulence. Basic Books, 2006. 368 p.
Tanenbaum A., Feamster N., Wetherall D. Computer Networks, Global Edition Pearson, 6th Edition, 2021. 944 p.
Stallings W. Computer Organization and Architecture, 10th Ed. / Pearson Education, Inc., Hoboken, NJ, 2016. 864 pp.
Beran J. Statistics for Long-Memory Processes / New York: Chapman and Hall, 1994. 328 p.
Stallings W. High-Speed Networks and Internets: Performance and Quality of Service / 2nd Ed. Pearson Education, 2002. 744 pp.
Pipiras V., Taqqu M.S. Long-Range Dependence and Self-Similarity, Cambridge University Press, 2017. 688 p.
Erramilli A. Experimental Queuing Analysis with Long-Range Dependent Packet Traffic / A. Erramilli, O. Narayan, W. Willinger // IEEE/ACM Transactions on Networking. April 1996.
Erramilli A. Applications of Fractals in Engineering for Realistic Traffic Processes / A. Erramilli, J. Gordon, W. Willinger. Teletraffic Science and Engineering, Vol. 1, 1994, pp. 35-44. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-82031-0.50012-3
Leland W.E., Taqqu M.S., Willinger W., Wilson D.V. On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic. ACM SIGCOMM, Computer Communication Review. 2004. Vol. 23, Issue 4. p. 183 – 193.
Perlingeiro F.R., Ling L.L. Uma Nova Abordagem para Estimação da Banda Efetiva em Processos Fractais. IEEE Latin America Trans., Vol. 3, No. 5, 2005. pp. 436 - 446.
Khan I., Li V.O.K. Traffic control in ATM networks. Computer Networks and ISDN Systems, Vol 27, Issue 1, 1994. pp. 85 - 100. https://doi.org/10.1016/S0169-7552(09)80007-X
Marie R.R., Blackledge J., Bez H. On the fractal characteristics of Internet network traffic and its utilization in covert communications. IEEE Xplore, 2009 International Conference for Internet Technology and Secured Transactions, (ICITST), 29 Jan. 2010. https://doi:10.1109/ICITST.2009.5402542
Crovella M. E., Bestavros A., Self-similarity in World Wide Web traffic: evidence and possible causes, IEEE/ACM Transactions on networking, 5(6), 1997, p. 835-846. https://doi.org:10.1109/90.650143
Kratz M.F., Resnik S.I. The Q-Q estimator and heavy tails. Stochastic Models, 1996, 12 (4), pp. 699-724. https://doi.org/10.1080/15326349608807407
Foss S., Korshunov D., Zachary S. An Introduction to Heavy-Tailed and Subexponential Distributions, 2nd ed. 2013 Edition, Springer Science+Business Media, New York, 2015. 168 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7101-1
Forbes C. Statistical Distributions: 4-th Ed.: / Catherine Forbes, Merran Evans, Nicholas Hastings, Brian Peacock: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2011. 212 pp.
Garrett M. Analysis, Modeling, and Generation of Self-Similar VBR Video Traffic / M. Garrett, W. Willinger. Proceedings, SIGCOMM`94. August 1994. pp. 269 – 280. https://doi.org/10.1145/190314.190339
Popescu A. Traffic Self-Similarity. Blekinge Institute of Technology, Department of Telecommunications and Signal Processing, Swedish: Blekinge, Telecom City, 2001. 31 pp. DiVA, id: diva2:837607
Max J. Methodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques, Tome 1 Principes Generaux et Methodes Classicues. MASSON, Paris New York Barcelone Milan Mexico Rio de Janeiro, 1977. 379 p.
a. The advanced theory of statistics, Vol. 3, 4th Edition, Kendall, M., Stuart, A., Ord, J. K., High Wycombe: Charles Griffin, 1983. - 780 p. https://doi.org/10.1002/for.3980040310.
