ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРИЧНОГО ПРОСТОРУ ПОКАЗНИКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ДОСТУПНОСТІ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНОГО ПРОЦЕСУ В БЕЗДРОТОВОМУ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОМУ МЕРЕЖЕВОМУ КЛАСТЕРІ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-160-1-50-64Ключові слова:
централізований мережевий кластер, сеанс інфокомунікаційної взаємодії, математична модель, параметричний простір показників доступності, марковська система масового обслуговуванняАнотація
Аналітично визначена модель параметричного простору показників для оцінювання доступності інфокомунікаційного процесу в бездротовому централізованому мережевому кластері. Досліджений процес описується як марковська система масового обслуговування, контрольованим параметром в якій є сумарний обсяг зайнятих системних ресурсів для всіх активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії. До складу визначеного простору якісних стохастичних характеристик увійшли: середній обсяг зайнятих системних ресурсів та середня кількість активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії в інформаційному середовищі базової станції; імовірність втрати вхідного запиту з причини недостатнього обсягу вільних системних ресурсів або відсутності вільних комунікаційних каналів на стороні базової станції. Також аналітично визначені функціональні залежності значень перелічених якісних характеристик від виду і параметрів функції розподілу обсягу вивільнюваних системних ресурсів базової станції. Як додаткові керовані параметри в створеній моделі враховуються такі характеристики як рівень завантаженості front-end інтерфейсу базової станції і зазначений у вхідному запиті бажаний обсяг системних ресурсів.
З результатів емпіричного дослідження створеного математичного апарату виявилось, що зі зростанням навантаження на front-end інтерфейс досліджуваної системи значення всіх характеристичних параметрів метрики якісних показників зростають. Зазначено, що синхронне зростання значень показника середнього обсягу зайнятих системних ресурсів і показника середньої кількості активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії відбувається майже лінійно, на відміну від поведінки значення показника імовірності втрати вхідного запиту, яке зростає експоненційно. Очевидною причиною зростання показника імовірності втрати вхідного запиту є зростання дисперсії значення такого характеристичного параметра, як бажаний обсяг системних ресурсів у вхідних запитах. Також з’ясувалося, що основана на базі геометричного розподілу схема управління розподілом системних ресурсів, задовольняє вхідні запити з меншим значенням бажаного обсягу системних ресурсів та загалом орієнтована на підтримку вже активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії.
Посилання
M. H. Miraz, M. Ali, P. S. Excell, and R. Picking, “A review on Internet of Things (IoT), Internet of Everything (IoE) and Internet of Nano Things (IoNT),” in Internet Technologies and Applications (ITA), 2015, pp. 219-224. https://doi.org/10.1109/ITechA.2015.7317398 .
K. Kaur, “A Survey on Internet of Things – Architecture, Applications, and Future Trends,” in First International Conference on Secure Cyber Computing and Communication (ICSCCC), 2018, pp. 581-583. https://doi.org/10.1109/ICSCCC.2018.8703341 .
S. S. Sabry, N. A. Qarabash, and H. S. Obaid, “The Road to the Internet of Things: a Survey,” in Annual Information Technology, Electromechanical Engineering and Microelectronics Conference (IEMECON), 2019, pp. 290-296. https://doi.org/10.1109/IEMECONX.2019.8876989.
Y. Chen, and M. Long, “Development of Industrial Chain of Internet of Things Based on 5G Communication Technique,” in International Conference on Machine Learning and Big Data Analytics for IoT Security and Privacy (SPIOT), vol 1283, Springer, Cham., 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62746-1_100 .
K. Tange, M. De Donno, X. Fafoutis, and N. Dragoni, “A Systematic Survey of Industrial Internet of Things Security: Requirements and Fog Computing Opportunities,” in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 22, no. 4, pp. 2489-2520, 2020. https://doi.org/10.1109/COMST.2020.3011208 .
Y. Ren, R. Xie, F. R. Yu, T. Huang, and Y. Liu, “Potential Identity Resolution Systems for the Industrial Internet of Things: A Survey,” in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 23, no. 1, pp. 391-430, Firstquarter 2021. https://doi.org/10.1109/COMST.2020.3045136 .
M. Serro, S. Hack, M. Henze, M. Schuba, and K. Wehrle, “Challenges and Opportunities in Securing the Industrial Internet of Things,” IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 17, no. 5, pp. 2985-2996, May, 2021. https://doi.org/10.1109/TII.2020.3023507 .
H. Xu, W. Yu, D. Griffith, and N. Golmie, “A Survey on Industrial Internet of Things: A Cyber-Physical Systems Perspective,” IEEE Access, vol. 6, pp. 78238-78259, 2018. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2884906 .
P. Radanliev, D. De Roure, S. Cannady, R. M. Montalv, R. Nicolescu, and M. Huth, “Economic impact of IoT cyber risk – Analysing past and present to predict the future developments in IoT risk analysis and IoT cyber insurance,” in Living in the Internet of Things: Cybersecurity of the IoT, 2018, pp. 1-9. https://doi.org/10.1049/cp.2018.0003 .
A. Hidayati, M. Reza, N. M. Adriansyah, and M. I. Nashiruddin, “Techno-Economic Analysis of Narrowband IoT (NB-IoT) Deployment for Smart Metering,” in Asia Pacific Conference on Research in Industrial and Systems Engineering (APCoRISE), 2019, pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/APCoRISE46197.2019.9318920 .
G. Bedi, G. K. Venayagamoorthy, R. Singh, R. R. Brooks, and K. Wang, “Review of Internet of Things (IoT) in Electric Power and Energy Systems,” Internet of Things Journal, vol. 5, no. 2, pp. 847-870, April, 2018. https://doi.org/10.1109/JIOT.2018.2802704 .
T. Heinis, J. Hilario, and M. Meboldt, “Empirical study on innovation motivators and inhibitors of Internet of Things applications for industrial manufacturing enterprises,” J. Innov. Entrep. vol. 7, 10, 2018. https://doi.org/10.1186/s13731-018-0090-7.
M. Gundall et al. “5G as Enabler for Industrie 4.0 Use Cases: Challenges and Concepts,” in 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2018, pp. 1401-1408. https://doi.org/10.1109/ETFA.2018.8502649.
C. Binder, D. Draxler, C. Neureiter, and G. Lastro, “Using a model-based engineering approach for developing Industrial Internet of Things applications,” in Conference on Industrial Cyberphysical Systems (ICPS), 2020. pp. 35-40. https://doi.org/10.1109/ICPS48405.2020.9274701 .
A. Giehl, and S. Plaga, “Implementing a performant security control for Industrial Ethernet,” in 2018 International Conference on Signal Processing and Information Security (ICSPIS), 2018, pp. 1-4. https://doi.org/10.1109/CSPIS.2018.8642758 .
S. Wijethilaka, and M. Liyanage, “Realizing Internet of Things with Network Slicing: Opportunities and Challenges,” in 18th Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC), 2021, pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/CCNC49032.2021.9369637 .
S. M. A. Oteafy, and H. S. Hassanein, “Leveraging Tactile Internet Cognizance and Operation via IoT and Edge Technologies,” Proceedings of the IEEE, vol. 107, no. 2, pp. 364-375, Feb. 2019. https://doi.org/10.1109/JPROC.2018.2873577 .
O. V. Bisikalo, V. V. Kovtun, and V. V. Sholota, “The information system for Critical Use Access Process Dependability Modeling,” in 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ceske Budejovice, Czech Republic, 2019, pp. 5-8. https://doi.org/10.1109/ACITT.2019.8780013 .
O. V. Bisikalo, V. V. Kovtun, O. V. Kovtun, and O. M. Danylchuk, “Mathematical modeling of the availability of the information system for critical use to optimize control of its communication capabilities,” International Journal of Sensors, Wireless Communications and Control, vol. 10, Oct. 2020. https://doi.org/10.2174/2210327910999201009163958 .
O. V. Bisikalo, V. V. Kovtun, and O. V. Kovtun, “Modeling of the Estimation of the Time to Failure of the information system for Critical Use,” in 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Deggendorf, Germany, 2020; pp. 140-143. https://doi.org/10.1109/ACIT49673.2020.9208883 .
O. V. Bisikalo, D. S. Chernenko, O. M. Danylchuk, V. V. Kovtun, and V. B Romanenko. “Information technology for TTF optimization of an information system for critical use that operates in aggressive cyber-physical space,” in International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), Kharkiv, Ukraine, 2020; pp. 323-329. https://doi.org/10.1109/PICST51311.2020.9467997 .
O. V. Bisikalo, V. V. Kovtun, O. V. Kovtun, V. B. Romanenko, “Research of safety and survivability models of the information system for critical use,” in 11th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 7-12. https://doi.org/10.1109/DESSERT50317.2020.9125061 .
O. Bisikalo, O. Kovtun, V. Kovtun, and V. Vysotska, “Research of pareto-optimal schemes of control of availability of the information system for critical use,” CEUR Workshop Proceedings, CEUR-WS, vol. 2623, pp. 174-193, 2020.
A. A. Patil, and V. S. Badgujar, “A Comprehensive Survey on Theoretic Perspective Providing Future Directions on IoT,” in International Conference on Smart City and Emerging Technology (ICSCET), 2018, pp. 1-7. https://doi.org/10.1109/ICSCET.2018.8537285 .
M. Al-Ma’aitah, A. Saad, and A. Alwadain, “Modeling of the Schemes for Organizing a Session of Person-System Interactions in the Information System for Critical Use Which Operates in a Wireless Communication Environment,” in Symmetry, 13, 2021, 391. https://doi.org/10.3390/sym13030391 .
J. K. Jain, and D. Chauhan, “Analytical study on Mobile Ad hoc Networks for IPV6,” in 4th International Conference on Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2019, pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/IoT-SIU.2019.8777486 .
S. Savazzi et al. “A cloud-IoT model for reconfigurable radio sensing: The Radio. Sense platform,” in 4th World Forum on Internet of Things (WF-IoT), 2018, pp. 179-185. https://doi.org/10.1109/WF-IoT.2018.8355098 .
N. Ferry, and P. H. Nguyen, “Towards Model-Based Continuous Deployment of Secure IoT Systems,” in 22nd International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems Companion (MODELS-C), 2019, pp. 613-618. https://doi.org/10.1109/MODELS-C.2019.00093 .
M. T. Rossi, M. De Sanctis, L. Iovino, and A. Rutle, “A Multilevel Modelling Approach for Tourism Flows Detection,” in 22nd International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems Companion (MODELS-C), 2019, pp. 103-112. https://doi.org/10.1109/MODELS-C.2019.00020 .
M. Aazam, and K. A. Harras, “Mapping QoE with Resource Estimation in IoT,” in 5th World Forum on Internet of Things (WF-IoT), 2019, pp. 464-467. https://doi.org/10.1109/WF-IoT.2019.8767254 .
A. Moawad, T. Hartmann, F. Fouquet, G. Nain, J. Klein, and Y. Le Traon, “Beyond discrete modeling: A continuous and efficient model for IoT,” in 18th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (MODELS), 2015, pp. 90-99. https://doi.org/10.1109/MODELS.2015.7338239 .
X. Chen, S. Sarkar, and M. H. Lotfi, “The Interplay of Competition and Cooperation Among Service Providers, part I,” IEEE Transactions on Network Science and Engineering, vol. 7, no. 4, pp. 2799-2814, Oct.-Dec. 2020. https://doi.org/10.1109/TNSE.2020.2995579 .
X. Chen, S. Sarkar, and M. H. Lotfi, “The Interplay of Competition and Cooperation Among Service Providers (Part II),” IEEE Transactions on Network Science and Engineering, vol. 7, no. 4, pp. 2815-2829, Oct.-Dec. 2020. https://doi.org/10.1109/TNSE.2020.3001946 .
A. K. Singh, and P. Kumar, “Advancement in Quality of Services in Wireless Sensor Networks,” in 3rd International Conference On Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2018, pp. 1-5. https://doi.org/10.1109/IoT-SIU.2018.8519842 .
Z. Zhang, “A Bayesian Network Incremental Algorithm for Public Safety Data Analysis,” in 5th International Conference on Mechanical, Control and Computer Engineering (ICMCCE), 2020, pp. 1870-1873. https://doi.org/10.1109/ICMCCE51767.2020.00410
A. Bushnag, “Investigating the Use of Pipelined LU Decomposition to Solve Systems of Linear Equations,” in International Conference on Computing and Information Technology (ICCIT-1441), 2020, pp. 1-5. https://doi.org/10.1109/ICCIT-144147971.2020.9213785 .
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 95
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
