Выбор показателей эффективности и целевой функции

Оценка различных вариантов архитектуры КВС производится с системных позиций по следующим критериям: производительность, надежность, расширяемость, масштабируемость, управляемость, защищенность, стоимость.

На стадии системного проектирования и выбора конфигурации КВС выберем следующие критерии достижения целей проектирования:

- Y1 – пропускная способность среды передачи (для главного здания);

- Y2 – пропускная способность каналов связи с удаленными отделами 1-4;

- Y3 – информационная безопасность (уровень защиты от вторжения через Интернет);

- Y4 – уровень затрат на создание КВС (экспертная оценка по 10-балльной шкале).

Выделен отдельный критерий Y2 – пропускная способность каналов связи с удаленными отделами, поскольку неоправданное завышение пропускной способности этих каналов повлечет значительное увеличение затрат. Критерий информационной безопасности Y3 учитывает только уровень защиты от вторжения через Интернет - основную угрозу, защита от которой требует дополнительных затрат. В таблице 3 приведено соответствие критериев Y1, Y2 и Y3 целям проектирования.

Таблица 3 – Соответствие критериев оценки сети целям проектирования

Цель	Критерии
Y1	Y2	Y3
Связь (включая связь с удаленными отделами)	+	+
Совместная обработка информации	+
Совместное использование файлов	+
Использование ресурсов Интернет			+
Централизованное управление компьютерами	+
Контроль за доступом к важным данным (информационная безопасность)			+
Централизованное резервное копирование всех данных			+

На стадии системного проектирования для оценки критериев Y1-Y4 используются экспертные оценки по 10-бальной шкале. Для количественной оценки вариантов проектируемой КВС необходимо построить интегральный критерий. Для этого используется программа PFMEAN1.exe.

Используем подход, при котором строится целевая функция, зависящая от всех частных критериев Y1,…,Y4. Критерий Y4 -- это оценка уровня затрат только на составляющие конфигурации КВС, варьируемые на стадии системного проектирования (т.е. составляющие, оцениваемые критериями Y1, Y2, Y3).

На стадии системного проектирования для оценки критериев Y1-Y4 используются экспертные оценки по 10-бальной шкале. Для количественной оценки вариантов проектируемой КВС необходимо построить интегральный критерий. Для этого используется программа PFMEAN1.exe. Программа выводит общую формулу ЦФ, значения параметров (r, k1, k2, …), а также формулы для нормирования показателей. Программа PFMEAN2 обеспечивает автоматический расчет весовых коэффициентов wi и параметра выпуклости r по специальной методике. Для обеспечения требуемых целевых предельных значений критериальных показателей, направление улучшения которых отличается от направления улучшения ЦФ, вводится смещение. Для количественной оценки вариантов проектируемой КВС используем целевую функцию. В таблице 4 приведены экспертные оценки границ интервалов допустимых значений частных критериев Y1 ,…,Y4, причем Yj.max=Yj.Ц для j=1,…,3 и Y4.min=Y4.Ц.

Таблица 4 – Экспертные оценки границ интервалов допустимых значений частных критериев

Эксперт	Y1	Y2	Y3	Y4
min	max	W1	min	max	W2	min	max	W3	min	max
Среднее	7.33	8.66	7.66	4.33	7.33	1.66	7.66	8.66	1.33		8.33

Кроме этих оценок, в таблице приведены балльные оценки Wi для учета вклада соответствующих составляющих конфигурации КВС в критерий Y4. Для дальнейшего потребуются весовые коэффициенты wi = Wi / (W1+W2+W3) (i=1,2,3), где W1,W2,W3 – средние значения из таблицы 4. В задаче проектирования КВС выделим подмножество частных критериев (Y1,Y2,Y3), характеризующих уровень технического совершенства проекта КВС и построим критерий технического совершенства КВС (формула 4):

, (4)

где Кт=k1+k2+k3.

Общий критерий, который можно назвать технико-экономическим критерием имеет вид:

, (5)

РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ КВС

Выбор оптимального варианта конфигурации

На данном этапе проектирования сети требуется выбрать наилучший вариант ее конфигурации. На основе таблицы вариантов конфигурации сети, предложенной в описании курсового проекта, будут рассмотрены только три составляющих сети: сегментация (СЕГ), связь с удаленными отделами (СУО), информационная безопасность (ИБ). Для них строится таблица экспертных оценок (таблица 5).

Сегментация сети в главном здании (повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы) - это С1 (отсутствует), С2 (на основе маршрутизаторов), С3 (на основе коммутаторов).

Связь с удаленными отделами – это СБ1 (выделенная линия), СБ2 (радиоканал).

Защита от вторжения через Интернет – ИБ1 (межсетевой экран на основе пакетной фильтрации), ИБ2 (межсетевой экран в виде сервера-посредника).

Таблица 5 – Экспертные оценки вариантов конфигурации сети

Компонент	Вариант	Оценка Yi	Оценка Ci
Эксперт	Среднее	Эксперт	Среднее
СЕГ (i=1)	СЕГ1				3.66667				4.66667
СЕГ2				5.66667				5.33333
СЕГ3				8.66667				7.00000
СУО (i=2)	СУО1				7.33333				6.33333
СУО2				7.66667				7.66667
ИБ (i=3)	ИБ1				8.33333				7.66667
ИБ2				4.33333				3.33333

При разработке возможных вариантов конфигурации сети, следует помнить, что они должны быть составлены на основе требований, сформулированных для выполнения функций информационной системы в заданной предметной области, и должны удовлетворять условию совместимости аппаратных и программных средств.

В таблице 6 приведены результаты расчетов нормированных показателей, целевой функции и критерия технического совершенства.

Таблица 6 – Результаты расчетов нормированных показателей, целевой функции и критерия технического совершенства.

Вариант	Нормированный показатель	Значение целевой функции F	Fт
у1	у2	у3	у4
СЕГ1*СУО1*ИБ1	0,59		0,964	1,139	0,662	0.646
СЕГ1*СУО1*ИБ2	0,59		0,528	1,184	0,581	0.567
СЕГ1*СУО2*ИБ1	0,59	1,012	0,964	1,122	0,662	0.646
СЕГ1*СУО2*ИБ2	0,59	1,012	0,528	1,167	0,581	0.567
СЕГ2*СУО1*ИБ1	0,754		0,964	1,099	0,840	0.821
СЕГ2*СУО1*ИБ2	0,754		0,528	1,144	0,592	0.577
СЕГ2*СУО2*ИБ1	0,754	1,012	0,964	1,083	0,840	0.821
СЕГ2*СУО2*ИБ2	0,754	1,012	0,528	1,127	0,592	0.577
СЕГ3*СУО1*ИБ1	0,973		0,964	1,002	0,983	0.977
СЕГ3*СУО1*ИБ2	0,973		0,528	0,046	0,593	0.578
СЕГ3*СУО2*ИБ1	0,973	1,012	0,964	0,985	0,982	0.980
СЕГ3*СУО2*ИБ2	0,973	1,012	0,528	1,028	0,592	0.578

Оптимальной конфигурацией по данным таблицы является следующая конфигурация: СЕГ3 (Сегментация на основе коммутаторов), СУО1 (Связь с удаленными отделами: выделенная линия) и ИБ 1 (Интернет – безопасность: межсетевой экран на основе пакетной фильтрации),значение целевой функции ,которой равно 0,983.

На последующих этапах проектирования необходимо для выбранного варианта конфигурации КВС разработать архитектуру КВС; разработать структурную схему КВС, выбрать типы компонент КВС; рассчитать количество компонент КВС и составить спецификацию КВС. При этом должны учитываться правила соединения компонентов КВС, основанные на стандартизации сетей и их ограничения, специфицированные изготовителями компонент КВС.