Применение инструментария динамических экспертных систем к управлению сетями

В последние годы в области информационных технологий все четче просматриваются две глобальные тенденции: переход к сетецентрической модели вычислений, т. е. распределение вычислений по нескольким компьютерам, связанным в сеть, и объединение отдельных сегментов существующих локальных сетей в глобальные сети. Эти тенденции приводят к экспоненциальному увеличению сложности задач управления сетями как за счет чисто количественного увеличения информации для обработки, так и за счет появления качественно новых задач, связанных с согласованием работы и услугами, предоставляемыми независимыми до этого фрагментами сети. Кроме того, на новом уровне приходится решать задачи моделирования поведения сети для планирования ее развития и т. п.              

Основную долю рынка интегрированных систем сетевого управления сегодня занимают следующие продукты: NetView корпорации IBM (9% от общего числа инсталляций в мире), OpenView компании Hewlett-Packard (35%), SunNet Manager фирмы Sun (33%) и Spectrum фирмы Cabletron Systems (13%) (по данным Dataquest, 1996 г.). Так как публикаций, посвященных названным продуктам, в компьютерной прессе предостаточно, то еще раз описывать их возможности мы не будем. Остановимся лишь на некоторых фактах.

Во-первых, по набору возможностей все перечисленные системы примерно равнозначны.

Во-вторых, все эти системы развивались вместе с ростом управляемых ими сетей и поэтому в них отчетливо просматривается подход к глобальной сети как просто к очень большой локальной, без учета качественных отличий.

В-третьих, каждая система позиционирует себя в гетерогенном окружении как главная, а не в качестве “одной из”, что в значительной степени затрудняет их совместное использование.

В-четвертых, все эти системы представляют собой готовые, весьма жестко определенные решения, поэтому их подгонка под конкретные условия данной корпоративной сети требует достаточных усилий и способностей к программированию: либо на Си, либо на нестандартных сценарных языках, предлагаемых фирмой-разработчиком системы.

В-пятых, для преодоления очевидных недостатков и получения преимуществ перед конкурентами все фирмы-производители таких систем пытаются привнести в свои продукты элементы экспертных систем, которые очень удобны для интеллектуального анализа огромных потоков данных, поступающих из сети. Однако стоит заметить, что в настоящий момент эти элементы слабы и поставленные задачи высокоуровневого анализа, моделирования и планирования развития сетей полностью не решают.

Попытка разработать интеллектуальный компонент для своего продукта на принципах “натурального хозяйства” представляется сегодня таким же анахронизмом, как и разработка собственной реляционной СУБД вместо использования Oracle или Informix. Разумный и естественный выход из этой ситуации  -  использование вместе с существующими системами продуктов на основе экспертных систем, и прежде всего экспертных систем реального времени, хорошо зарекомендовавших себя в области интеллектуальных систем управления производством (системы Advanced Control), в которых реализовано множество средств и методов работы с данными и знаниями. Рассмотрим, как обстоят сейчас дела на рынке экспертных систем.

Сравнение оболочек экспертных систем реального времени

Инструментальное средство (ИС) для создания экспертной системы реального времени (ЭС РВ) впервые выпустила в 1985 г. фирма Lisp Machine. Это ИС называлось Picon, и оно исполнялось на символьных ЭВМ Symbolics. Его успех на рынке привел к тому, что группа ведущих разработчиков Picon образовала в 1986 г. частную фирму Gensym, которая, значительно развив идеи, заложенные в Picon, выпустила в 1988 г. ИС под названием G2 версии 1.0. Ныне функционирует версия 4.1 и готовятся к выпуску 5.0 и 6.0.

Ряд других фирм с отставанием от Gensym на 2 - 3 года начали создавать (или пытаться создавать) свои ИС для экспертных систем реального времени.

В табл. 1 приведен достаточно полный перечень всех фирм и объявленных ими продуктов. Следует отметить, что, несмотря на значительное количество объявленных ИС, в этом списке много либо незавершенных ИС, либо таких, которые только с большой натяжкой могут быть отнесены к ИС для создания ЭС РВ.

Пока наиболее продвинутым ИС, безусловно, остается G2 (Gensym, США), за ним со значительным отставанием (реализовано менее 50% возможностей G2) следуют RT Works фирмы Talarian (США), COMDALE/C (Comdale, Канада), COGSYS (SC, США), ILOG Rules (ILOG, Франция). В табл. 2 G2 сравнивается со следующими группами ИС для создания ЭС РВ:

- группа A  -  статические оболочки ЭС;

- группа B  -  супервизорные системы управления;

- группа C  -  оболочки ЭС реального времени, перечисленные в табл. 1, исключая G2.

При сравнении учитывалось наличие или отсутствие в указанных группах ИС ключевых функциональных возможностей, необходимых для разработки ЭС РВ.

Общий итог по результатам сравнения 16 позиций:

- группа A  -  реализовано 3 свойства из 16 (18% от функциональных возможностей G2);

- группа B  -  реализовано 5 свойств из 16 (31% от функциональных возможностей G2);

- группа C  -  реализовано 3 свойства из 16 (18% от функциональных возможностей G2).

Рассмотрим более подробно три наиболее типичные системы этого класса:

- G2 фирмы Gensym (США);

- RTworks фирмы Talarian (США);

- TDC Expert фирмы Honeywell (США).

Представление знаний

Базу знаний (БЗ) во всех трех системах можно условно разделить на структуры данных, с которыми работает система, и выполнимые утверждения, которые обеспечивают манипулирование данными.

Структуры данных

Все три системы в части структурирования данных применяют объектно-ориентированный подход, однако каждая из них вносит свою специфику в объектно-ориентированную методологию представления данных.

Понятие класса является в G2 основой представления знаний. Все, что хранится в БЗ и чем оперирует система,  -  это экземпляр того или иного класса. Более того, все синтаксические конструкции G2 тоже являются классами. Классы и ничего кроме классов и их экземпляров! Описание класса (тоже экземпляр специального класса) включает ссылку на суперкласс (иерархия “is-a”) и перечень атрибутов, специфичных для класса (иерархия “part-of”). До последнего времени системе G2 были присущи только два недостатка: отсутствие множественного наследования (разрешена лишь древовидная схема наследования свойств) и невозможность написания присоединенных процедур-методов для класса. В последней, четвертой версии системы, эти недостатки устранены.

В системе RTworks множественное наследование для классов разрешено, однако, в отличие от G2, каждый конкретный экземпляр может быть представителем только одного класса. То есть экземпляр производного класса не может рассматриваться как экземпляр класса-родителя, что не позволяет записывать обобщенные утверждения, оперирующие сразу с множеством классов. Кроме того, в отличие от G2, атрибутом класса не может быть экземпляр другого класса. Это значит, что тривиальная в G2 задача описания составных объектов (например, автомобиль с четырьмя колесами), становится практически неразрешимой в RTworks.

Хотя в TDC Expert пользователь тоже оперирует понятиями “класс” и “экземпляр класса”, тем не менее в этой системе отсутствует реализация основной концепции объектно-ориентированного подхода  -  наследование свойств и иерархии классов. Класс в смысле TDC Expert  -  это просто описание набора атрибутов, присутствующих в экземпляре данного класса. Можно сказать, что TDC Expert оперирует скорее с записями, чем с объектами.

Выполняемые конструкции

Самый богатый спектр выполняемых конструкций для представления знаний предлагается в системе G2. Разработчик может использовать как продукционные правила, так и процедуры и командный язык.

Правила в системе G2 могут быть обобщенными, касающимися целого класса объектов, и специфическими, относящимися к конкретным экземплярам. Консеквент правила может содержать условные выражения и директивы, указывающие порядок исполнения утверждений консеквента  -  последовательный или параллельный. Особенностью машины вывода G2 является и богатый набор способов активизации правил. Правило в G2 может активизироваться в одном из 9 случаев:

- данные, входящие в антецедент правила, изменились (прямой вывод  -  forward chaining);

- правило определяет значение переменной, которое требуется другому правилу или процедуре (обратный вывод  -  backward chaining);

- каждые n секунд, где n  -  число, определенное для данного правила (scan);

- явная или неявная активизация другим правилом  -  путем применения операций фокусирования  -  focus или invoke;

- переменной, входящей в антецедент, присвоено значение независимо от того, изменилось оно или нет;

- каждый раз при запуске приложения;

- определенный объект на экране перемещен пользователем или другим правилом;

- определенное отношение между объектами установлено или уничтожено;

- переменная не получила значения в результате обращения к своему источнику данных.

Если первые два способа достаточно распространены и в статических экспертных системах, а третий хорошо известен как механизм запуска процедур-демонов, то остальные  -  уникальная особенность самой системы G2. Методы с 5-го по 9-й являются основой для обработки данных на базе управления событиями. Особый интерес представляют операции фокусировки или концентрации внимания. Операция focus позволяет в определенный момент работы приложения сконцентрироваться только на тех правилах, которые касаются определенного объекта, а операция invoke  -  на правилах определенной, заранее введенной пользователем категории, что резко повышает эффективность прикладной системы.         

Несмотря на то что продукционные правила обеспечивают достаточную гибкость для описания реакций системы на изменения окружающего мира, в некоторых случаях, когда нам необходимо выполнить жесткую последовательность действий, например запуск или остановку комплекса оборудования, более предпочтительным является процедурный подход. Язык программирования, используемый в G2 для представления процедурных знаний,  -  достаточно близкий родственник Паскаля. Кроме стандартных управляющих конструкций этот язык расширен элементами, учитывающими работу процедуры в реальном времени: ожидание наступления событий, разрешение другим задачам прерывать выполнение данной процедуры, директивы, задающие последовательное или параллельное выполнение операторов. Еще одна интересная особенность языка  -  итераторы, позволяющие организовать цикл над множеством экземпляров класса. Перечисленные свойства языка позволяют системе одновременно выполнять множество различных процедур или нескольких копий одной и той же процедуры для различных объектов.

Система RTworks вообще не обладает возможностью описывать процедурные знания; для написания процедур пользователю предлагается разрабатывать их на языке Си и подключать в качестве внешних программных модулей (в системе G2 такая возможность тоже предусмотрена).

Мощность языковых конструкций для представления продукционных правил и число способов их возбуждения в RTworks также гораздо слабее, чем в G2. В RTworks используются только механизмы построения прямой и обратной цепочек рассуждения и сканирования правил.

Работа TDC Expert основана не на системе продукций, а на дереве решений. Поэтому разрабатываемые приложения покрывают гораздо более узкий круг задач, чем в G2 или RTworks. Правил в привычном смысле в TDC Expert не существует. Пользователь описывает конкретные ситуации (узлы дерева решений) и рекомендации оператору для них.

Среда разработки

Развитая система встроенных текстовых и графических редакторов системы G2 и средств визуализации знаний приближает ее по возможностям к современным CASE-средствам. Упрощение взаимодействия разработчика с системой достигается за счет оригинального подхода, реализованного в текстовом редакторе. Процесс редактирования все время направляется процедурой грамматического разбора, что гарантирует введение только синтаксически правильных конструкций языка. В окне редактирования появляется динамически изменяемая подсказка, указывающая, какие языковые конструкции пользователь может вводить, начиная с текущей позиции курсора. Разработчик может набирать вводимый текст на клавиатуре или выбирать подходящие шаблоны из подсказки. При редактировании доступны клавиатурные команды и контекстно-зависимое меню операций редактирования.

Система RTworks не обладает встроенными средствами редактирования базы знаний. Приложение должно быть сначала записано в виде ASCII-файла и затем подвергнуто грамматическому разбору средствами RTworks. Фирма Talarian представляет такой подход как возможность пользоваться “вашим любимым текстовым редактором”. Очевидно, что отсутствие интерактивных средств разработки увеличивает стоимость и продолжительность этапа создания приложения.

Создание приложения в TDC Expert заключается в заполнении таблиц, представляющих перечень атрибутов используемых объектов, описывающих анализируемые “ситуации” и выражения, которые должны вычисляться в процессе функционирования приложения.

Интерфейс с конечным пользователем

RTworks не обладает собственными средствами для отображения текущего состояния управляемого процесса. Разработчик приложения вынужден использовать систему Dataview фирмы VI Corporation, что в значительной степени ограничивает его возможности.

Интерфейс с пользователем TDC Expert ограничен возможностями системы TDC 3000. То есть взаимодействие с конечным пользователем не выходит за рамки текстового режима работы.         

Система G2 предоставляет разработчику богатый выбор способов формирования простого, ясного и выразительного графического интерфейса пользователя с элементами анимации. Предлагаемый инструментарий позволяет наглядно отображать технологические процессы практически неограниченной сложности на разных уровнях абстракции и детализации. Кроме того, графическое отображение взаимосвязей между объектами приложения может напрямую использоваться в декларативных конструкциях языка описания знаний.

Архитектура приложения

Система RTworks базируется на возможностях операционной системы Unix для организации распределенной обработки. Приложения на базе RTworks имеют модульную структуру, которая включает в себя следующие процессы:

- коммуникационный сервер (RTserver);

- подсистему получения данных (RTdaq);

- подсистему логического вывода (RTie);

- человеко-машинный интерфейс (RThci).

Наличие интерфейса с внешними процедурами, написанными на Си, и использование среды Unix для поддержки распределенной обработки обеспечивает открытость системы RTworks.

К сожалению, распределенная архитектура RTworks дорого обходится разработчику. Во-первых, если заключение машины вывода отображается процессом RThci, это должно быть специфицировано специальной командой машины вывода. Недостаточно просто изменить значение в базе знаний, разработчик обязан еще указать имя переменной в RThci и послать измененное значение коммуникационному серверу, который передаст его процессу RThci. Во-вторых, разработка интерфейса RThci, базы разделяемых данных и базы знаний, отличающихся друг от друга, требует от разработчика знания трех различных программных интерфейсов. В-третьих, эти различные среды разработки часто требуют избыточных описаний. Например, каждая переменная RThci должна быть описана как в среде разработки RThci, так и в спецификации базы разделяемых данных. На разработчика возлагается ответственность за то, чтобы оба описания были идентичны и при внесении изменений перекомпиляции были подвергнуты оба модуля. Чтобы задача стала еще более трудной, перечень описаний в базе разделяемых данных хранится в алфавитном порядке, а в RThci  -  в порядке ввода. Недостатком RTworks является и односторонняя передача данных через процесс RTdaq. Невозможность послать через RTdaq запрос на получение данных делает задачу верификации показаний и диагностики неисправности датчиков практически неразрешимой.

G2 предоставляет разработчику гораздо более гибкие и мощные средства для формирования распределенных приложений на базе архитектуры клиент-сервер. В зависимости от требований конкретной задачи вы можете построить систему как содружество автономных интеллектуальных агентов на базе интерфейса G2  -  G2. При этом обмен данными осуществляется на уровне переменных через протокол ICP (Intelligent Communication Protocol). Для организации обмена вам необходимо в описании переменной, получающей значения от другого G2-процесса, просто указать номер сетевого порта источника. Кроме того, вы можете разрабатывать приложение как иерархическую систему. Для этого фирмой Gensym разработана клиентская система Telewindows, обеспечивающая множественный доступ к централизованной базе знаний и групповую работу с приложением.

Связь с внешними источниками данных строится на основе библиотеки стандартных интерфейсов и сервера GSI (G2 Standard Interface). Подсистема GSI работает параллельно с прикладной системой как независимый обработчик событий и обеспечивает ее двустороннее (в отличие от RTworks) взаимодействие с широким спектром программируемых контроллеров ведущих фирм (Allen Bradley, GE-Fanuc, AEG Modicon), систем сбора данных (ABB, Fisher, Siemens, Yokogawa, Foxboro, ORSI), концентраторов данных (DEC BASEstar, Allen Bradley Pyramid Integrator, SETPOINT SETCIM) и развитых СУБД (Oracle, Sybase, DEC Rdb). Библиотека GSI и так называемые G2 Bridge products позволяют легко интегрировать G2-приложение в существующие системы управления.

В системе TDC Expert специальных средств для распределенной обработки не предусмотрено. Средства связи с управляемым процессом обеспечиваются комплексом TDC 3000.

Переносимость прикладных систем

Больной вопрос для всех профессиональных программистов  -  переносимость разрабатываемых приложений  -  в рамках G2 решается элементарно просто. База знаний сохраняется в обычном ASCII-файле, который однозначно интерпретируется на любой из поддерживаемых платформ (табл. 3). Перенос приложения не требует его перекомпиляции и заключается в простом переписывании файлов БЗ. Функциональные возможности и внешний вид приложения не претерпевают при этом никаких изменений.

Система RTworks также доступна на широком спектре Unix-платформ. Однако отсутствие поддержки Open VMS для рабочих станций фирмы DEC и Windows NT для систем на базе процессоров DEC Alpha и Intel ограничивает возможность переносимости RTworks-приложений по сравнению с G2-приложениями.

TDC Expert работает только на мини-ЭВМ семейства VAX под управлением операционной системы VMS. Мало того, интерфейс с устройствами сбора данных предусмотрен только для серии TDC 3000. Эти жесткие ограничения заставили фирму Honeywell использовать в своих разработках для систем управления (в том числе и на базе TDC 3000) оболочку экспертных систем реального времени G2 фирмы Gensym вместо собственной системы TDC Expert.

Из приведенного сравнения видно, что именно G2 целесообразно брать за основу построения интеллектуальной надстройки к существующим системам сетевого управления, таким, как HP OpenView или SunNet Manager. В свете изложенного далее речь будет идти преимущественно о G2 и продуктах ее семейства.

Продукты фирмы Gensym для сетевого управления  -  это не системы управления сетями в привычном понимании, поэтому с традиционными средствами они не конкурируют. Они представляют собой скорее надстройки для повышения эффективности сетевого управления. Инструментальные средства фирмы Gensym широко используются ведущими фирмами, разработчиками прикладных систем управления телекоммуникационными сетями, такими, как Stanford Telecom, AT&T, Intelsat.         

Еще раз кратко подчеркнем достоинства продуктов Gensym в данной предметной области:

- единый интуитивно понятный пользовательский интерфейс для всех продуктов, позволяющий значительно сократить затраты на обучение операторов;

- использование парадигмы объектно-ориентированного программирования;

- полная открытость, расширяемость и настраиваемость, облегчающая модификацию программного обеспечения и подгонку системы под конкретные условия организации;

- возможность выступать в роли клиента, сервера или интеллектуального агента по отношению к любой из традиционных систем в зависимости от архитектуры приложения;

- полная поддержка средств работы в реальном времени;

- визуальное программирование, повышающее удобство работы с системой;

- встроенные средства аутентификации и разграничения прав пользователей как при входе в систему через клиентское приложение Telewindows, так и при работе с ней;

- наличие средств доступа к G2-приложениям из WWW через WebLink  -  специальный продукт Gensym для работы с Internet, что снижает требования к аппаратному обеспечению клиентского места и в то же время упрощает работу с системой;

- инкрементная компиляция, позволяющая модифицировать код даже в процессе выполнения приложения.

Fault Expert

Для облегчения разработки собственных интеллектуальных систем сетевого управления или надстроек над уже существующими фирма Gensym создала Fault Expert  -  специализированную инструментальную среду для работы с сетями. Внедрение Fault Expert совместно с G2 обеспечивает более высокую скорость реагирования на возникающие проблемы и более высокую надежность системы. Fault Expert имеет возможность обнаруживать, обобщать и ранжировать по приоритетам неполадки в работе сети, что приводит в конечном счете к повышению производительности работы оператора. Так как G2 и Fault Expert просты в обращении, требования, предъявляемые к квалификации оператора, снижаются.

Fault Expert позволяет эффективно реагировать на сигналы о сбоях, поступающие от того или иного сетевого оборудования, уменьшая таким образом время простоя сети и повышая качество обслуживания клиентов. Средства управления сообщениями и сигналами тревоги включают в себя:

- установление взаимосвязей между сообщениями, фильтрацию сообщений и индикацию наиболее важных из них;

- моделирование причин неисправностей для разделения исходных и косвенных сигналов тревоги;

- архивирование потока сигналов и сообщений для анализа и предсказания возможных неисправностей.

Графический язык для описания процедур тестирования и сетевых протоколов прикладного уровня позволяет изображать в виде блок-схемы последовательность шагов, графически показывающих процесс выполнения сетевых процедур. Даже пользователи, не имеющие технических навыков, способны выполнять тесты устройств и устранять проблемы.

Перечисленные возможности  -  это только базовые функции, встроенные в Fault Expert. Кроме них разработчику приложений полностью доступны все средства и механизмы, имеющиеся в G2 и позволяющие добавлять в приложение любую требуемую функциональность, например планирование развития существующих корпоративных сетей с учетом научно-технического прогресса, моделирование сетей на предмет выявления потенциально узких мест в их работе и т. п.

Fault Expert унаследовал преимущества всех существующих мостов между G2 и внешними программами. Разработчику доступны готовые высокопроизводительные интерфейсы с такими базами данных, как Oracle, Sybase и Informix. Есть интерфейсы для распространенных сетевых менеджеров. Эти интерфейсы поддерживают SNMP-протокол и службы управления событиями. Кроме того, имеются средства сопряжения для множества других систем. Данные возможности позволяют легко интегрировать решения на базе G2/Fault Expert с уже существующими на предприятии платформами сетевого управления, добавляя к ним дополнительные функции.

Применение технологий экспертных систем к различным задачам сетевого управления

Рассмотрим теперь несколько примеров применения технологии экспертных систем реального времени к рассматриваемой предметной области  -  сетевому управлению и различным его аспектам.

Интеллектуальное  управление сбоями  с  использованием высокоуровневых  методов  анализа,  фильтрации и  коррелирования  сообщений

Обработка потока сообщений о неисправностях и отказах включает идентификацию, диагностику и коррекцию неполадок, связанных с сетевыми устройствами или приложениями. Экспертные системы помогают уменьшать затраты на управление сетью за счет фильтрации потока сообщений и обнаружения причинно-следственных связей между ними, тем самым сводя к минимуму участие оператора при обработке несущественных сообщений. Кроме того, они могут предсказывать потерю связей между устройствами, распознавая типичные признаки отказов.

Преимущества экспертных систем при решении задач диагностики, в том числе на основе неполной и неточной информации, очевидны. Механизмы прямого вывода соответствуют задачам выработки адекватной реакции на сложившуюся ситуацию, а обратный вывод служит для подтверждения или опровержения выдвинутых и поиска новых гипотез о текущем состоянии сети. Выработка плана корректирующих действий также относится к разряду широко распространенных областей применения ЭС.

Примером использования ЭС для обработки потока сообщений о неисправностях и реакции на них является система управления сетью EasyLink (разработка AT&T). Сеть EasyLink охватывает 40 000 сетевых устройств, составляющих три разнородные территориально распределенные сети передачи данных, абоненты которых расположены в 30 различных странах мира. По оценкам специалистов AT&T, внедрение интеллектуальной системы управления сетью EasyLink позволило:

- на 80 % сократить поток сообщений, поступающих к оператору и требующих его вмешательства. В результате каждый оператор может обслуживать больший по размерам участок сети;

- обнаруживать и устранять отказы и неполадки в сети до того, как они будут замечены конечными пользователями;

- сократить время на обучение операторов.

Система управления сетью EasyLink была разработана за восемь календарных месяцев на основе G2 и Fault Expert.

Имитационное моделирование и анализ существующих и проектируемых сетей для принятия стратегических решений по развитию сети

Как показывает практика, сбора статистики о функционировании сети и последующего анализа полученных данных далеко не достаточно для принятия стратегических решений по развитию и расширению служб сети. С другой стороны, аналитических методов оценки производительности для сетевых архитектур произвольной топологии на сегодняшний день не существует, так как точное решение уравнений, описывающих производительность любой сколь-нибудь сложной сети, пока еще не представляется возможным. Единственно приемлемое решение в данной ситуации  -  использование имитационных моделей, для формирования которых в оболочках экспертных систем существует богатый набор инструментальных средств.

Контроль и ведение счетов

Учет и контроль оформления счетов за пользование сетевыми службами является одной из самых консервативных областей в управлении сетями и чаще всего осуществляется на основе использования традиционных систем и ручного анализа, когда решения принимаются в соответствии с текущей политикой поставщика услуг. Однако, как и в случае с обработкой потока аварийных сообщений, увеличение размерности сетей и количества предоставляемых клиенту услуг (частично собственных, частично арендуемых) требует качественно новых подходов из-за экспоненциального роста сложности задач учета.

Пример удачного использования ЭС в этой области  -  DirectV, продукт, выпущенный подразделением Hughes Electronics, одного из крупнейших провайдеров услуг спутникового телевидения в США. DirectV обеспечивает трансляцию более чем 150 программ на континентальную часть США. Подписка на услуги DirectV осуществляется на контрактной основе, стоимость месячной абонентской платы по каждому контракту определяется экспертной системой, разработанной на базе G2.

Плата, индивидуально определяемая для каждого подписчика услуг, зависит от множества факторов, задающих логику расчета контрактных платежей. В DirectV для представления этой логики была создана библиотека графических элементов; связывая их, оператор получает логическую диаграмму платежей для конкретного абонента, которую можно легко видоизменять и использовать повторно. Полученная диаграмма показывает, когда платить, что и как должен платить тот или иной клиент.

Управление производительностью

Основные функции, обеспечиваемые при решении задач управления производительностью сети, включают в себя:

- сбор данных и статистики производительности;

- анализ собранной информации.

На основе результатов анализа для разрешения идентифицированных проблем может потребоваться привлечение обработки сообщений и планирование конфигурации отдельных сетевых устройств.

В то время как сбор данных  -  строго детерминированная задача, хорошо описываемая традиционными средствами обработки, для задач анализа наиболее приемлема методология искусственного интеллекта. На основе привлечения характерной для ЭС парадигмы обработки под управлением потока данных и концентрации внимания на изменениях в системе, свидетельствующих о деградации функций, аналитический аспект управления производительностью может быть существенно усилен.

Идентификация указанных изменений в сети требует от системы управления поддержки функций для описания “нормальных” условий, так чтобы аномальное поведение могло быть распознано. Также необходимо иметь возможность описания неприемлемых вариаций. Представление знаний и рассуждения на основе правил в ЭС обеспечивают адекватную поддержку этих операций.

Система ANMA, разработанная компанией Stanford Telecom на базе G2, успешно справляется с задачами управления производительностью в одной из крупнейших в мире сетей, работающих по протоколу ATM. ANMA обеспечивает администратору сети возможность распределения функций управления ATM, восстановления после сбоев и ведения таблиц отказов, виртуальных сетей и маршрутизации.

Конфигурирование сети

Для решения задач конфигурации необходимо обрабатывать знания о наличии, состоянии и расположении различных элементов, составляющих сеть. Необходимо также учитывать информацию о текущем использовании и перспективах развития сетевых услуг.

Оптимальное размещение ресурсов  -  исключительно сложная проблема. Даже при наличии развитых средств планирования для статических сетей требуются значительные временные и финансовые затраты для решения таких вопросов, как расположение и мощность коммутирующих устройств, расположение и пропускная способность магистралей, наряду с оперативными вопросами, относящимися к разрешению доступа к сети и размещению ресурсов для поддержки различных категорий пользователей. Средства проектирования на основе ЭС могут быть применены в этой области достаточно успешно, что подтверждается рядом примеров их использования в больших и сложных коммерческих сетях.

В динамических сетях, функционирующих в реальном времени, детерминированные алгоритмы обычно демонстрируют полную непригодность при попытке определить приемлемую переконфигурацию сети в условиях заданных временных ограничений. ЭС, на основе эвристик планирования, размещения и применения различных предварительно сформированных стратегий, зачастую обеспечивают достаточно хорошее (если не лучшее) решение задач конфигурации с учетом временных ограничений.

Управление распределенными приложениями

Задачи управления распределенными приложениями подразумевают увеличение доступной приложениям доли времени работы процессора на основе мониторинга, локализации неисправностей и координации приложений конечного пользователя, что, в свою очередь, позволяет снижать оперативные затраты.

Когда определена главная причина проблемы, нет нужды в задействовании всех служб поддержки. Кроме того, экспертная система как интеллектуальный агент может обеспечивать доступ к приложениям, распределенным между операторами и конечными пользователями, что также увеличивает качество предоставляемых сетевых услуг.

Примером применения технологии ЭС к данному типу задач может служить уже упоминавшаяся система EasyLink, разработанная фирмой AT&T, которая в числе прочего осуществляет мониторинг и управление распределенными сетевыми приложениями.

Управление безопасностью

Хотя повышение уровня обеспечения безопасности сетевых взаимодействий может быть достигнуто и на основе традиционных средств (более строгий контроль доступа, криптозащита и т. п.), экспертные системы позволяют получить принципиально новые возможности на основе мониторинга повседневной активности пользователей и формирования типичных схем проведения сеансов сетевого взаимодействия.

Для решения этой задачи можно использовать принципы нейронных сетей, реализованные в некоторых ЭС реального времени, обучив их предварительно на основе нормальных моделей поведения типичного пользователя. В таком случае при отклонении поведения пользователя от его обычной схемы ЭС может инициировать усиление контроля за правомерностью его действий.

Управление транзакциями в глобальных банковских сетях

Примером подобных систем может служить SWIFT Secret, разработанная в Бельгии на базе ИС фирмы Gensym. Система предназначена для мониторинга и диагностики банковской сети SWIFT, анализа возникающих проблем и их устранения. Детали реализации и принципы функционирования этой системы SWIFT не разглашает, однако известно, что разработана она на G2. Система функционирует уже более двух лет и признана успешной.

И наконец, самым впечатляющим фактом может служить то, что в качестве ядра для системы управления в самом крупном софтверном проекте века  -  Iridium  -  корпорация Motorola выбрала именно G2 и Fault Expert.

Подводя итог, следует сделать вывод, что при создании единой интегрированной системы управления крупной гетерогенной распределенной корпоративной сетью без применения технологий экспертных систем обойтись нельзя, так как только такой подход позволяет создать по-настоящему масштабируемую, распределенную, дружественную и полнофункциональную платформу сетевого управления.

Для создания подобной системы наиболее перспективна интеграция одной из наиболее известных систем сетевого управления среднего уровня с продуктами фирмы Gensym (G2 и Fault Expert).

Михаил Федотов, Константин Шелястин

Михаил Федотов, Константин Шелястин  -  специалисты АО “Аргуссофт Компани”. Им можно позвонить по телефону: (095) 284-8229 или обратиться по адресу: g2group@arguss.msk.su.