Аналіз моделей розрахунку характеристик комп’ютерних мереж у задачах управління їх структурою протягом життєвого циклу

Анотація

У статті розглянуто проблему вибору моделей розрахунку характеристик комп’ютерних мереж у задачах управління їх структурою протягом життєвого циклу. Запропоновано розмежовувати стадію життєвого циклу системи та її структурно-конфігураційний стан, що дає змогу окремо описувати контекст розвитку мережі та конкретні структурні зміни. Дослідження має оглядово-методологічний характер; літературну базу сформовано на основі структурованого тематичного пошуку та аналізу фундаментальних і сучасних праць з моделювання характеристик мереж, аналітичних, нейромережевих, графових і генеративних підходів. Вибір моделі запропоновано здійснювати з урахуванням характеру структурно-конфігураційної зміни, доступності та структури даних, необхідного типу оцінки або гарантії та допустимого обчислювального бюджету. Проаналізовано можливості моделей теорії масового обслуговування, мережевого числення (Network Calculus), класичних нейромережевих, графових нейромережевих і дифузійних моделей. Запропоновано їх функціональний поділ на ролі генератора, оцінювача, верифікатора та оптимізатора, а також операційну процедуру переходу від параметрів задачі до вибору відповідної ролі та класу моделі. Показано, що придатність моделі до перевірки встановлених цільових показників рівня обслуговування (Service Level Objectives, SLO) визначається не лише точністю прогнозування, а й відповідністю типу її вихідного результату формі вимоги, що перевіряється. На ілюстративному прикладі модернізації перевантаженого каналу продемонстровано послідовність оцінювання кандидатних конфігурацій, перевірки SLO та вибору допустимого структурного рішення. Додатково проведено обмежену ретроспективну перевірку запропонованої процедури на опублікованих сценаріях застосування GNN, мережевого числення та дифузійних моделей; у розглянутих випадках визначені процедурою функціональні ролі узгоджувалися з фактичним способом використання моделей у відповідних дослідженнях. Обґрунтовано доцільність комбінування аналітичних і моделей на основі даних (data-driven models) у межах єдиного процесу підтримки структурних рішень. Запропонований підхід може використовуватися для вибору та поєднання моделей під час оцінювання альтернативних станів комп’ютерної мережі протягом її життєвого циклу.