МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ С ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫМ ШЛЮЗОМ В СРЕДЕ OMNET++

Предмет исследования. Обеспечение отказоустойчивости шлюзов в компьютерных сетях с использованием семейства протоколов FHRP. Дано описание протоколов FHRP и среды моделирования компьютерных сетей OMNeT++. Показан процесс создания имитационной модели в среде OMNeT++ с использованием библиотеки ANSA-INET. Приведено детальное описание алгоритма работы протокола HSRP и описание возможностей его исследования и изучения путем моделирования в среде OMNeT++. Цель работы. Исследование процесса построения моделей компьютерных сетей с отказоустойчивым шлюзом в среде OMNeT++ на примере протокола HSRP. Метод. Предлагаемый подход к изучению протоколов обеспечения отказоустойчивости шлюза в компьютерных сетях основан на проведении имитационных экспериментов в среде моделирования. Показаны возможности в разработке компьютерных сетей, работающих на базе протоколов семейства FHRP, в среде OMNeT++ при использовании фреймворка ANSA-INET, содержащим большую библиотеку готовых сетевых моделей, компонентов и реализаций протоколов. Дано краткое описание процесса создания модели и основных возможностей фреймворка ANSA-INET в части моделирования протоколов обеспечения отказоустойчивости шлюзов. Основные результаты. Разработана модель компьютерной сети с кластером маршрутизаторов, на каждом из которых запущен протокол HSRP, который позволяет выполнять резервирование маршрутизатора, являющегося шлюзом в сети. Разработана модель компьютерной сети с отказоустойчивым шлюзом. Представлена методика разработки моделей компьютерных сетей, использующих протоколы семейства FHRP для реализации механизма отказоустойчивого шлюза. Описаны основные этапы разработки модели и ее исполнения. Практическая значимость. Представленные в данной работе результаты могут быть использованы при построении надежных компьютерных сетей, обеспечивающих бесперебойную работу при отказе сетевого шлюза. Описанные в данной работе инструментарий и алгоритм создания моделей позволяют проводить исследования отказоустойчивости шлюзов компьютерных сетей, а также строить системы автоматизированного проектирования надежных компьютерных сетей.

1. Gunnar A.,Johansson M. Robust load balancing under traffic uncertainty – tractable models and efficient algorithms // Telecommunication Systems. 2011.V. 48.N 1-2.P. 93–107.doi:10.1007/s11235-010-9336-9
2. Aysan H. Fault-Tolerance Strategies and Probabilistic Guarantees for Real-Time Systems. Vasteras, Sweden, Malardalen University, 2012. 190 p.
3. Koren I., KrishnaC.M. Fault Tolerant Systems. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 2009. 378 p.
4. Merindo l P., Pansiot J., Cateloin S. Improving load balancing with multipath routing // Proc. 17^thInt.Conf.on Computer Communications and Networks. St. Thomas, USA,2008. P. 54–61.doi: 10.1109/icccn.2008.ecp.30
5. Rajeev V., Muthukrishnan C.R. Reliable backup routing in fault tolerant real-time networks//Proc. 9^th Int. Conf. on Networks.Bangkok, Thailand,2001.doi: 10.1109/icon.2001.962338
6. Sorin D.J.Fault Tolerant Computer Architecture. Morgan & Claypool, 2009. 103 p.
7. Vesely V., Rek V., Rysavy O. Enhanced interior gateway routing protocol with IPv4 and IPv6 support for OMNeT++ /In: Simulation and Modeling Methodologies, Technologies and Applications. Springer, 2015.P. 65–82.doi: 10.1007/978-3-319-26470-7_4
8. Vesely V., Rysavy O., Sveda M.Protocol independent multicast in OMNeT++ // Proc. 10^th Int. Conf. on Networking and Services. Chamonix, France, 2014. P. 132–137.
9. Vesely V., Sveda M. L2 protocols in OMNeT++ / In:IP Networking 1 - Theory and Practice. Zilina: Zilina University Publ.,2012.P. 37–40.
10. Zhang Y.,Fang Z., Xu Z.Anoptimal design of multi-protocol labels witching networks achieving reliability requirements // Reliability Engineering & System Safety. 2019. V. 182. P. 133–141. doi: 10.1016/j.ress.2018.10.015
11. Богатырев В.А., Богатырев А.В.Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 5. С. 348–355.
12. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Голубев И.Ю., Богатырев С.В. Оптимизация распределения запросов между кластерами отказоустойчивой вычислительной системы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3(85). С. 77–82.
13. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Надежность мультикластерных систем с перераспределением потоков запросов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 171–177. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-2-171-177
14. Богатырев С.В., Богатырев В.А. Объединение резервированных серверов в кластеры высоконадежной компьютерной системы // Информационные технологии. 2009. № 6. С. 41–47.
15. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Резервированное обслуживание в кластерах с уничтожением неактуальных запросов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 1(151). С. 21–28. doi: 10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
16. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. 3-еизд. СПб.: BHV,2004. 847 с.
17. Носков И.И. Разработка моделей протоколов семейства FHRP в среде OMNeT++ // Региональная информатика и информационная безопасность.2018. № 5. С. 238–241.
18. Носков И.И., Богатырев В.А., Сластихин И.А. Имитационная модель локальной компьютерной сети с агрегированием каналов и случайным методом доступа при резервировании передач // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 1047–1053. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1047-1053.
19. Шувалов В.П., Егунов М.М., Минина Е.А. Обеспечение показателей надежности телекоммуникационных систем и сетей. М.: Горячая линия - Телеком, 2015. 168 с.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License