Разработка имитационной модели локальной вычислительной сети по гост в 26765.52-87 для исследования алгоритмов повышения ее надежности, безоп

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
имени академика С.П. КОРОЛЕВА 
(Национальный исследовательский университет)»

___________________________________________________________________

Кафедра геоинформатики и  информационной безопасности

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка  к курсовой работе 
на тему

« Разработка имитационной модели локальной вычислительной сети по гост в 26765.52-87 для исследования алгоритмов повышения ее надежности, безопасности  и аварийной защиты»

 

по дисциплине  «Инженерия ПО»

 

 

 

 

 

 

Выполнили:               Горин В. А.

Богомолов Д. В.

Смотров А. С.

Степанов А. Н.

Савичев А. С.

Группы:                       6410, 6411

Проверил:                   Мостовой Я. А.

 

Дата:

 

Оценка:

 

 

 

 

 

Самара 2013

 

Содержание

Техническое задание………………………………………………………………………………….……………………...3

Эскизный проект…………………………………………………………………………………………………….………..7

1. Общие положения…………………………………………………………………………..................................7

2. Основные технические  решения………………………………………………………………………………..7

Реализация…………………………………………………………………………………………………………………......9

1. Генератор сети………………………………………………………………………………………………...9
1. Описание……………………………………………………………………………………………….....9
2. Листинг …………………………………………………………………………………………………..9
2. Анализатор сети ……………………………………………………………………………………….……27
1. Описание………………………………………………………………………………………...……..27
2. Листинг…………………………………………………………………………………………………27
3. Графический визуализатор сети……………………………………………………………………………31
1. Интерфейс программы………………………………………………………………………………....31
2. Инструкция по эксплуатации…………………………………………………………………………31
3. Листинг программы…………………………………………………………………………………….35

Эксперимент………………………………………………………………………………………………………………....41

1. Описание эксперимента……………………………………………………………………………………..41
2. Результаты эксперимента……………………………………………………………………………………42

Приложение…………………………………………………………………………………………………………………..79

Список используемой литературы……………………………………………………………………………………….....81

 

Техническое задание

 

1. Введение

Настоящее техническое задание  распространяется на разработку имитационного  моделирования  алгоритма защиты сети, а так же разработку модели сети. Данный алгоритм должен позволять  обнаруживать и отключать «генератор помехи», а так же проверять работоспособность  сети. Данная модель сети должна позволять  генерировать сообщения от контроллера  на любой заданный абонент, имитировать  отказы и сбои любого из абонентов  и контроллера сети, имитировать, текущее время, отображать процесс  прохождения сообщений к ОУ и  состояния ОУ. Модель и алгоритм обеспечения восстановления работоспособности  сети должны пройти отладку с предоставлением  отчета.

 

2. Основание для  разработки

2.1Программа разработана на основе учебного плана кафедры «Геоинформатики и информационной безопасности».

2.2Наименование работы: « Имитационная модель алгоритма защиты сети по MILSTD 1553B (ГОСТ В 26765.52-87) размещенного вПО контроллера, обеспечивающего автоматическое восстановление работоспособности сети».

3. Исполнители: студенты групп 6410 и 6411.

 

3. Назначение

Программа предназначена  для проверки сети на наличие в  ней ОУ со «сбоями», результатом  работы программы будет воздействие  нанеработающие ОУ в сети или их отключение.

 

4. Требования к  сети

4.1 Общие требования  к алгоритму

1. Алгоритм должен обеспечивать автоматическое восстановление работоспособности сети, при:   
   1.   отсутствии ответного слова от оконечного устройства абонента сети. 
   2. «генерации» помехи,  блокирующей работу сети. 
   3. «занятости» абонента. 
   4. ситуации «сбоя» ОУ или абонента. 
   
2. Алгоритм защиты от генерации должен обнаруживать и отключать «генератор помехи».
3. Алгоритмы повышения надежности и защиты должны работать в автоматическом режиме без участия оператора. Также должен быть составлен алгоритм «Тест МКО»,проверяющий работоспособность сети.

 

4.2 Требования к модели сети и структуре ПО

Для проверки алгоритма защиты сети от отсутствия ответного слова, «генерации» помехи, «занятости»  абонента, ситуации «сбоя» ОУ или абонента должна быть построена имитационная модель сети, на которой будут задаваться вышеперечисленные внештатные ситуации и будет проверяться поведение  сети при их возникновении. Предполагается разработка данной имитационной модели сети  с  ПО следующей структуры:

 

 

 

 

 

 

Все модули должны быть разработаны в рамках курсового проекта.

Интерфейсный  модуль- Модуль визуализации системы. Предоставляет графический интерфейс ко всем возможностям программы, выводит накопленную статистику и справочную информацию.

МодульСоздания Сети- Ядро системы. Представляет из себя модуль прослойку соединяющий разрабатываемую систему с готовым программным продуктом. Данный модуль необходим для передачи управляющих команд между разработанными модулями и графическим интерфейсом ПО.

 
Модуль обнаружения «занятости» абонента– Модуль, который, в ответ на обращение к ОУ в которой в данный момент идёт обработка данных, отправляет данные о том, что абонент к которому в данный момент обратились занят.

Модульобнаружения сбоя ОУ или абонента–Модуль, который отвечает за обнаружение и отключение от системы ОУ,  у которого произошел сбой.

 

 

4.3 Топология модели сети

Сеть курсового проекта  имеет топологию типа шина. Сеть рассматривается как две независимых  шины – шина А и шина В. Доступ абонентов на ЛПИ– последовательный централизованный. Рассматриваемая  локальная сеть, состоящая из N  приборов, оснащенных встроенными компьютерами, имеющих оконечные устройства (ОУ), связанные с контроллером (К) линией передачи информации (ЛПИ). Эти устройства объединены в мультиплексный канал обмена (МКО).

 

4.4 Требования к порядку проведения эксперимента

Сформированная, в рамках курсовой работы модель, должна позволять  провести тестирование сети по следующему алгоритму:

1. построение сети;

2. установка  неисправностей в ОУ; После построения сети, происходит установка необходимых состояний  в ОУ.

3. проведение теста работоспособности с выводом подробного лога;

4. изучение сгенерированного лога и анализ действий, произведенных в соотвествии с определенным методом  устранения неполадок;

5. возвращение к пункту №1 для повторного проведения эксперимента.

 

4.5 Требования к интерфейсу ПО сети

Готовый программный продукт должен обладать следующими возможностями:

• интерфейс проектирования сети
• интерфейс для задания неисправных узлов сети

• включение и выключение произвольного узла

• возможность выбора состояния сбой и состояния генерация для произвольного узла

• модуль сбора и отображения статистики, отображающий:

Рекомендуется выводить статистику в виде графиков зависимости параметров от размера анализируемой сети.

 

 

5. План выполнения работ

1. Анализ предметной области.  Определение структурных единиц  разрабатываемого ПО.

Срок  4неделя

2. Установление взаимодействия  и увязки между членами бригады  межмодульных связей.

Срок  5 неделя

3. Проведение проектирования  интерфейса с пользователем, согласование  с преподавателем.

Срок  5 неделя

4.Проведение разработки  ПО управления сетью в нештатных  ситуациях, среды моделирования  (ОУ с заданными состояниями), интерфейса с пользователями  и  автономная отладка.

Срок  7 неделя

5. Проведение комплексной  отладки разработанного ПО.

Срок  8 неделя

6. Написание отчета об  отладке и инструкции пользователю: «Руководства по использованию».

Срок   9 неделя

7.Написание отчета о  работе и защита результатов.

Срок   11 неделя

 

6. Порядок контроля и приёмки

Приёмка осуществляется преподавателем при полном выполнении поставленных задач. Если в программном продукте присутствуют ошибки, то они должны быть исправлены разработчиком.

Эскизный проект

1. Общие положения

Данный документ является эскизным проектом на создание имитационной модели для исследования защищенности ЛВС по стандарту ГОСТ В 26765.52-87.

Перечень студентов, участвующих в разработке проекта, сроки и стадии разработки, а также её цели и назначение указаны в техническом задании.

 

2. Основные технические  решения

Решения по структуре  имитационной модели

Имитационная модель стоит  из:

1. Генератор сети – генерирует сеть в соответствии с заданными параметрами
2. Анализатор сети – анализирует неисправность сети в целом и отдельных ОУ в частности. Предупреждает о наличии нерабочих узлов и генерации в сети.
3. Модуль статистики – генерирует лог программы и выводит его пользователю на анализ
4. Интерфейс пользователя – служит для взаимодействия с пользователем и визуализации сети
5. Контроллер – служит для координации и взаимодействия компонентов сети.

 

 

Распределение ответственности

ФИО	Сфера ответственности
Горин В. А.	Генератор сети
Степанов А. А.	Анализатор сети
Богомолов Д. С.	Модуль статистики, Интерфейс пользователя (графический визуализатор сети)
Савичев А. С.	Проведение эксперимента, комплексная оталадка.
Смотров А. А.	Написание документации, инструкций по эксплуатации. Обработка экспериментальных данных.

 

 

 

Выбор языка программирования

В качестве языка программирования был выбран JavaScript. JavaScript — прототипно-ориентированный сценарный язык программирования. JavaScript является объектно-ориентированным языком, но используемое в языке прототипирование обуславливает отличия в работе с объектами по сравнению с традиционными класс-ориентированными языками. Кроме того, JavaScript имеет ряд свойств, присущих функциональным языкам — функции как объекты первого класса, объекты как списки, карринг, анонимные функции, замыкания — что придаёт языку дополнительную гибкость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реализация

 

1. Генератор сети

1.1. Описание

Генератор сети

Генератор сети предназначен для генерации сети. Случайные сети создаются в заданном диапазоне количества ОУ и случайного задания им неисправностей.

Параметрами генератора являются общее количество ОУ, количество неисправных ОУ, типы неисправностей.

 

1.2. Листинг

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Курсовая</title>

<link rel="stylesheet" type="text/css" href="style.css"/>

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">

<script type="text/javascript" src="jQuery.js"></script>

<script language="JavaScript" type="text/javascript">

function Node(number, line) { //Заводим класс ОУ

this.name = "ОУ_" + number + "_" + line;

this.sost = 0; // 0:рабочий;  -1:выключен; 2:генерация; 3:сбой; 4:занят;

this.number = number;

this.dsost = 0; // 0:рабочий; 1:генерация;

this.line = line;

this.changeSost = function ChangeSost(sost) {

                          this.sost = sost;

                      };