0748-orgreview (Методы исследования и разработки сетевых контроллеров канального уровня для высокоскоростных бортовых вычислительных сетей космических аппаратов)

"Утверждаю" 1'енеральный директор ОАО «ЯИ1О «Ленинец>~:~=,' у 25 апреля 2019;:.г.~., ''-';;:",„, '=:::;:::-' д ОТЗЫВ ведущей организации — Открытого акционерного общества «Центральное научно- производственное объединение «Ленинец» на диссертацию Яблокова Евгения Николаевича «Методы исследования и разработки сетевых контроллеров канального уровня для высокоскоростных бортовых вычислительных сетей космических аппаратов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления» 1. Общие положения Диссертационная работа Яблокова Евгения Николаевича «Методы исследования и разработки сетевых контроллеров канального уровня для высокоскоростных бортовых вычислительных сетей КА», представлена в виде специально подготовленной рукописи. Диссертационная работа состоит из введения„ четырех разделов, заключения, списка ли~ературы н приложений. Работа содержит 137 страниц машинописного текста, 7б рисунков.

Перечень литературных источников содержит 110 наименований. 2. Актуальность темы диссертации Высокоскоростные бортовые вычислительиыс ссги являются неотьемлемой частью бортового радиоэлектронного оборудования (И"ЭО) современных космических аппаратов (КА) в связи с чем особую актуальность приобретают исследования пропускной способности вычислительных сетей данного класса с учетом особенностей функционирования различных сетевых устройств, например, контроллеров канального уровня.

Поскольку представленная диссертационная работа посвящена исследованию именно этих вопросов, актуальность ее темы не вызывает сомнения. 3. Новизна исследования и полученных рсзультатон Научная новизна, практическая ценность предспик кашой работы сжкги гся к следующйчу. 1. Предложена математическая модель канала сетевого контроллера канального уровня с приближенными к аппаратным задержкам, характеристиками на основе анализа управления потоком канального уровня. 2. Предложен ~~бор показателей задержки передаваемых данных, и базирующаяся на нем методика оценки возможности создаваемого канала точка-точка сетевого контроллера канального уровня. 3.

Поставлена проблема и разработана методика опенки характеристик капала точка-точка на основе управления потоком сетевого контроллера канального уровня. 4. Публикации по теме диссертации По материалам диссертационной работы было оиубликоваио 20 научных работ. в том числе 14 статей и докладов„7 из которых в периодических научных изггаииях. входящих в перечень ВАК, 1 в издании, индексируемых ЯСОИЗБ, получено 3 патента РФ иа полезную модель и 3 патента на изобретения. 5.

Апробация результатов работы Основные положения диссертационной работы докладывались на меягдунаролных конференциях Ярасе%1ге (2014) и ЕМЗСТ (15 и 1б конференция русско-финского сотрудничества университетов), на международной научно-технической конференции "Измерение, контроль, информатизация" в Барнауле (2010), иа 1Х Всероссийской иаучиопракгической конференции «Актуальные проблемы ма1иииостросиияя в Самаре (2017), иа научных сессиях ГУАП в Государственном университете Лзрокосмичсского приборостроения. Личный вклад соискателя состоит в непосредственном участии во всех этапах диссертационного исследования.

в планировании научной работы, сборе материала, углубленном анализе отечественной и зарубежной научной литературы, анализе и интерпретации лабораторных и инструментальных данных„их систематизации, статистической обработке с описанием полученных результатов, написании и оформлении рукописи диссертации, основных публикаций по выполненной работе. Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются корректным применением комплекса современных теоретических методов, таких как теория массового обслуживания, теория вероятностей и других, адекватных природе изучаемой области, репрезептативностью базы исследования, а также успешным внедрением результатов в серийное производство.

6. Значимость результатов работы для науки и практики Научная значимость результатов диссертационной работы Яблокова Евгения Николаевича «Методы исследования и разработки сетевых контроллеров канального уровня для высокоскоростных бортовых вычислительных сетей космических аппаратовл заключается в рассмотрении тенденций развития существующих стандартов. в том числе предназначенные и для бортового применения. Автором работы определены тенденции развития современных сетевых контроллеров с помощью исследования характеристик канального уровня стандартов.

Им рассмотрены характеристики современных контроллеров канального уровня, определены основные параметры для анализа, обоснован выбор критериев для сетевого контроллера канального уровня, определены основные зависимости, выведено, что невозможно одновременное улучшение всех характеристик сетевого контроллера канального уровня, однако возможна максимизация некоторых из нужных характеристик.

за счет снижения других. Также в работе определено, что в соответствии с тенденциями развития технологий и в соответствии с техническим заданием некоторые технические характеристики могут оьп ь необязательными для максимизации. В работе проанализированы известные методы оценки характерно тики сетевых контроллеров канального уровня. Предложен набор характеристик для сетевого контроллера, существенных для моделирования, объединяющий протоколы канального уровня, передаваемые символы канального уровня и показатели на уровне структурной схемы контроллера. В соответствии с этим разработана методика, позволяющая построить модель сетевого контроллера.

Сформулирована проблема построения модели канального уровня. Предложены критерии оценки характеристик контроллера с помощью построенной модели. Разработан метод разбиения проектируемого контролера на группы для оценки задержек, пропускной способности и размера буфера. Описаны критерии системы управления потоком. Определено влияние различных схем управления потоком на исследуемые характеристики. Исследованы существующие системы управления потокам, предложены варианты их моделирования и анализа, Обосновано их влияние на исследуемые характеристики сетсвога контроллера каиалыюга уровня.

Определены критерии, илия!ащие на отдельные характеристики ко!проллера канального уровня. Выведены методы, учитывающие осиавиыс способы управления потокам, налага!ащие ограничение иа модель каи'!'Роллера. Исследованы требования, предъявляемые к контроллеру каиальии.о урания модели 031. Рассмотрены существующие стандарты и изменения в иих иа канальном уровне, Определено, что изменения в существующих стандартах передачи данных, в том числе— для бортовых сетей„часта затрагивают канальный уровень, В связи с этим выработана методика оценки характеристик контроллеров канального уровня.

Выведены основные формулы для расчета характеристик различных частей модели, арганизава!шай па принципу конвейерной обработки. Определен способ разбиения контроллера канального уровня на части на основании получения модели канала точка-тачка. В работе исследована возможность применения теории массового обслуживания для настроения моделей сетевых котроллеров канальна! а урания. Бы!!и сфорыу !ираваиь! основные принципы построения модели сетевого контроллера каиальиога уровня.

Результаты исследования были проверены ири анализе малслсй с использованием существующих стандартов бортовых вычислительных систем. Бьши исследованы контроллеры с различными системами управления потокам для бортового применения. Были определены основные характеристики для исследования каждого из разрабатываемых контроллеров канального уровня для бортовых вычислительных систем.

Для каждого контроллера были сформированы модели, описанные в главе 2. В результате анализа построенных моделей для рассматриваемых сетевых контроллеров были определены значения для исследуемых характеристик контроллеров для их последующего анализа. Было проведено численное исследование полученных характеристик. На данных моделях была проверена методика построения модели для системы кредитования данных стандартов. На базе проведенного исследования была даказгии неэффективность системы управления потоком первой версии. и была сазлюи новая система управления потоком для контроллера 61яа Брасс Мгс исрвай версии. В результате выполнения исследования был предложен улучшенный метод системы управления потоком для сетевого контроллера второго поколения О!йа Брасе %!ге.

В результате проделанной работы разработаны методики ~ц!я анализа сетевого контроллера канального уровня, позволяющие осуществить теоретический анализ контроллера канального уровня с учетом особенности управления потоком, используемые в соответствии со стандартам разрабатываемого сетевага контроллера канального уровня. Все задачи, поставленные в данной диссертации, были выполнены полностыа.

По результатам выполнения всех задач можно сказать, что все положения, вьшесеннь»е на защиту, были доказаны. Достоверность научных результатов была подтверждена в результате экспериментальных исследований функционирования существующих сетевых контроллеров с помощью описания данных контроллеров на языке УНОБ для проектирования СБИС. Дополнительно для подтверждения речу:»ь»ат<»в моделирования было проведено осциллографическое исследование с применением цифровых осциллографов.