Современные сети связи являются яркими примерами сложных стохастических систем. Такие системы, как телефонная сеть и Интернет, не уступают ни по размерам, ни по сложности. Кроме того, сети связи должны обеспечивать передачу трафика, который поступает в непредсказуемое время и является переменным по своему содержанию. Этими сетями необходимо управлять, чтобы обеспечить эффективное и надежное обслуживание пользователей в условиях, в частности, различной нагрузки на трафик, сбоев в системе и изменений в ее конфигурации, например, добавления новых узлов.
Общие и систематические подходы к управлению сетями уже были приняты (Brusil and Stokesbury, 1989), не в последнюю очередь в рамках открытых системных соединений (Open Systems Interconnections, O.S.I.) (Caruso, \990). Цель данной статьи - описать новый подход к управлению развивающимися сетями, такими как Интернет, и наглядно продемонстрировать, как они могут функционировать. Эти идеи вполне могут быть актуальны для информационной супермагистрали (Reinhardt, 1994), а сам подход должен быть применим к автоматическому управлению системами, отличными от коммуникационных сетей.
УПРАВЛЕНИЕ СЕТЬЮ
Сеть можно рассматривать как совокупность ресурсов, связанных между собой каналами связи. Для того чтобы эти ресурсы были постоянно и надежно доступны пользователям сети, необходимо управлять сетью. Кроме того, управление выгодно оператору сети, так как обеспечивает дополнительный элемент, который не только обеспечивает эффективную работу сети и гарантированное качество обслуживания, но и позволяет отличить одну сеть от другой.
Управление сетью обычно разделяется на несколько аспектов, каждый из которых имеет свою ответственность. Эти аспекты обычно определяются как управление производительностью, управление неисправностями, управление изменениями, управление безопасностью и управление учетом. Разумеется, они взаимозависимы. Управление изменениями обычно понимается как управление физическими изменениями в сети, однако проблемы возникают и при расширении возможностей сети за счет предоставления дополнительных услуг. Новая услуга может вступить в конфликт с существующими услугами, что приводит к возникновению так называемой "проблемы взаимодействия функций" (Griffeth and Lin, 1993). Классический пример - добавление возможности отображения номера входящего вызова в систему, в которой абоненты могут не сообщать свои номера. Такая проблема, в общем, может быть решена различными способами, и даже возможно договориться о соответствующем решении в момент ее возникновения. Тем не менее, необходимо как признать наличие конфликта, так и предусмотреть способы его разрешения. Описанные здесь методы должны решать проблему взаимодействия характеристик так же, как и управление изменениями в целом.
НОВЫЙ ПОДХОД
Здесь мы рассматриваем проблему поддержания требуемого уровня производительности сети в условиях изменений. Сюда относятся изменения конфигурации сети, как преднамеренные, например, при добавлении или удалении новых узлов, так и случайные, например, при возникновении аварий. Сюда же относятся изменения, вызванные добавлением новых сервисов. Эта проблема актуальна для быстро развивающихся сетей, таких как Интернет, и будет актуальна для информационной супермагистрали. Задачу адаптации к изменениям можно представить как задачу перепроектирования, в том смысле, что одним из способов поддержания требуемого уровня производительности сети в условиях изменений является ее полное перепроектирование с целью включения изменений наиболее подходящим образом. В этом случае программное обеспечение для управления сетью можно рассматривать как программное обеспечение для проектирования. Преимущество такого подхода заключается в том, что в менее развитой области управления сетями можно использовать уже имеющиеся знания о проектировании. Стоит отметить, что если управляемая сеть изначально была спроектирована с умыслом, то некоторые программы для проектирования будут доступны.
Возникает вопрос о том, какой подход к проектированию должен быть заложен в программное обеспечение. Одним из способов разграничения возможных подходов является их классификация на монотонные и немонотонные. Монотонный подход приводит к инкрементальной разработке, при которой каждое изменение должно рассматриваться в контексте текущей сети. В общем случае это приводит к принятию специальных решений: сеть вынуждена нести свою историю вместе с ней. Немонотонный подход предполагает каждый раз перепроектирование с нуля. Любое предыдущее решение конкретной задачи может быть отменено и заменено на то, которое подходит в контексте общей спецификации сети. Необходимость сохранения "мягкости" управляемых элементов становится очевидной. В оставшейся части статьи описывается и иллюстрируется немонотонный подход к управлению развивающимися сетями.