ImiNet/ImiFlow szakértői rendszer Infokommunikációs rendszerek és kapcsolódó folyamatok modellezése Dr. Muka László 2007
Az eredmények felhasználása S tratégiai szint T ak tik ai szint Operatív szint Stratégiai tervezés és üzleti tervezés támogatás Rendszertervezés támogatása Üzemeltetés-támogatás 2
A modellekkel elérhető előnyök S tratégiai szint T ak tik ai szint Operatív szint IT stratégia terv trendekre építve Katasztrófa tervek modelljei Beruházás tervezéstámogatás, kockázat csökkentés Rendszer modell (PSZÁF) IT változás menedzsment Erőforrások optimális allokálása Tartalék optimalizálás Költségcsökkentés Optimális konfigurációk beállítása Rendelkezésre állás prognózis Extrém helyzetek kezelése 3
A modellezés technológiája: lépések, outputok Általános modellek Statisztikák Korrekciós tervek Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Speciális modellek Eredményfájlok 4
A modellezés technológiája: lépések, outputok Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Korrekciós-terv Bevezetés Általános modellek Statisztikák Korrekciós tervek Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Speciális modellek Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Eredményfájlok Elemzések Következtetések Javaslatok 5
A modellezés technológiája: lépések, outputok Statisztikák Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Előkészítés Szimuláció Általános modellek Speciális modellek Oktatás Support Implementáció Korrekciós-terv Bevezetés Korrekciós tervek Kiértékelés Eredményfájlok Elemzések Következtetések Javaslatok 6
Szimulációs modellek és jellemzőik A diszkrét, esemény vezérelt számítógépes modellekkel vizsgálhatók az ICT rendszerek gazdasági és műszaki jellemzői. Lehetőség van a hardver, a szoftver és a felhasználók viselkedésének modellezésére, az üzleti folyamatok elemzésére. A modellekben lehetséges, a valós folyamatok visszajátszása és elképzelt folyamatok beillesztése. A modellek a rendszer teljes életciklusa alatt használhatók. Rendszeres alkalmazásuk folyamatosan termel hozzáadott értéket. 7
Szimulációs modellek és jellemzőik Különösen jelentős a what-if szcenáriók lejátszásának lehetősége: amikor még nem létezik a vizsgálandó rendszer amikor a mérés költséges, vagy nem kivitelezhető (pl. extrém helyzetek, katasztrófa szituációk, stb.). A modellek futtatásakor a következő lehetőségeink vannak: programozhatjuk a gyűjtendő jellemzőket, a gyakoriságot, az időtartamot, a helyszínt változtathatjuk a rendszer terhelésének mértékét megváltoztathatjuk a rendszer topológiáját 8
A modellezés technológiája: részletesebben Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Korrekciós-terv Bevezetés Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Elemzések Következtetések Javaslatok 9
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Terv-változatok elemzése Költségek Kritikus terhelések Routing elemzések: becsorgó forgalom Bekapcsolási jelenség: szinkronizáció Rendelkezésre állás Anomáliák 10
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés S tratégiai szint T ak tik ai szint Operatív szint IT stratégia terv trendekre építve Katasztrófa tervek modelljei, BCP Beruházás tervezéstámogatás, kockázat csökkentés IT változás menedzsment Erőforrások optimális allokálása Tartalék optimalizálás Költségcsökkentés Optimális konfigurációk beállítása Rendelkezésre állás prognózis Extrém helyzetek kezelése 11
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Fióklista Forrás: *** Fiókok összeköttetései Forrás: *** Elsődleges összeköttetések, tartalék összeköttetések kapacitásokkal Telephelyenkénti hang forgalom Forrás: *** Adott fiókból hány percnyi beszélgetést kezdeményeztek egy konkrét hónapban Hang forgalom típusonkénti megoszlása Forrás: *** Helyi, belföldi, nemzetközi, mobil, stb. Fiók LAN alapstruktúrája Forrás: *** Alapvető eszköztípusok állnak rendelkezésünkre Fiókokban lévő hostok száma Forrás: benchmark Fiókokban lévő hostokon futó alkalmazások hálózati forgalma Forrás: benchmark VoIP-ra áthelyezhető telefonbeszélgetések aránya Forrás: benchmark Nem VoIP adatforgalom az egyes összeköttetéseken Forrás: benchmark Egy tranzakció hossza Forrás: benchmark 3-5 kbyte Igényelt válaszidő Forrás: benchmark 0,1 sec Híváshossz profil Forrás: benchmark Hívásgyakoriság profil Forrás: benchmark Hívásirány profil Forrás: benchmark A hossz, gyakoriság és irány profil leírja a teljes hangforgalmat 12
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Változó Lehetőségek Fióklista Bővítés / Megszűntetés / Költöztetés Fiókok összeköttetései Kapacitás változtatás Telephelyenkénti hang forgalom Alkalmazottak számának változása Hang forgalom típusonkénti megoszlása Hívásprofilok módosítása Fiókokban lévő hostok száma Bővítés / Megszűntetés Fiókokban lévő hostokon futó alkalmazások hálózati forgalma Új alkalmazások felvétele VoIP-ra áthelyezhető telefonbeszélgetések aránya Arányszám módosítása Igényelt válaszidő - módosítható - Híváshossz profil - módosítható - Hívásgyakoriság profil - módosítható - Hívásirány profil - módosítható - 13
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Híváshossz sűrűség Híváshossz eloszlás 35,00% 120,00% 29,50% 30,00% 100,27% 104,28% 112,18% 100,00% 93,79% 25,00% 80,62% 19,64% 20,00% 70,64% 55,47% 15,00% 80,00% 60,00% 15,18% 13,16% 40,00% 9,98% 10,00% 7,91% 6,34% 6,49% 25,97% 20,00% 4,00% 5,00% 6,34% 0,00% 0,00% 00-10 s 10-30 s 30-60 s 60-90 s 90-120 s 120-180 s 180-240 s 240-300 s 300-600 s 14
0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00:00 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Terminálok által foglalt logikai csatornák 700 600 500 400 300 200 100 0 13 14 15 16 17 18 15
31 30 28 27 26 25 23 22 21 20 19 17 16 15 14 13 11 10 09 08 07 05 04 03 02 01 _0 5 _0 0 _1 9 _1 4 _0 9 _0 4 _2 3 _1 8 _1 3 _0 8 _0 3 _2 2 _1 7 _1 2 _0 7 _0 2 _2 1 _1 6 _1 1 _0 6 _0 1 _2 0 _1 5 _1 0 _0 5 _0 0 Átvitt adatmennyiség óránkéti átlaga (byte) Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés BANK Átvitt adatmennyiség 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Nap_Óra 16
Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Hívások januártól decemberig 18 000 000 Új rendszer Régi számok 16 000 000 14 000 000 12 000 000 10 000 000 8 000 000 6 000 000 4 000 000 2 000 000 0 február március április május június július augusztus szeptember október november december 17
A modellezés technológiája: részletesebben Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Korrekciós-terv Bevezetés Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Elemzések Következtetések Javaslatok 18
Szimuláció Modellkészítés, verifikálás, futtatások, what-if, ( as-is ) Top-down módszer Aggregált modellek Részletes modellek Fókuszált vizsgálat Háttérforgalom Bottom-up módszer BP elemzésekből, Business Impact 19
Szimuláció Modellkészítés, verifikálás, futtatások, what-if, ( as-is ) What if szcenáriók Hálózatbővítés VoIP bevezetése Új alkalmazások bevezetése (hálózatmenedzsment eszközök, távfelügyelet, intranet bevezetése) Központ áthelyezés Extrém, katasztrófa helyzetek Tartalékolási kérdések Stb. 20
A modellezés technológiája: részletesebben Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Korrekciós-terv Bevezetés Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Elemzések Következtetések Javaslatok 21
0 18 :3 0: 00 18 :0 0: 00 17 :3 0: 00 17 :0 0: 00 16 :3 0: 00 16 :0 0: 00 15 :3 0: 00 15 :0 0: 00 14 :3 0: 00 14 :0 0: 00 13 :3 0: 00 13 :0 0: 00 12 :3 0: 00 12 :0 0:00 11 :3 0: 00 11 :0 0:00 10 :3 0: 00 10 :0 0:00 9:30:00 9:00:00 8:30:00 8:00:00 7:30:00 7:00:00 Kiértékelés Elemzések, következtetések, javaslatok Budapest.Server Out 90 0 00 Bit Thru put max Server Ou t 80 0 00 70 0 00 60 0 00 50 0 00 40 0 00 30 0 00 20 0 00 10 0 00 22
1: 0 1: 0:0 3 0 2: 0:0 0 0 2: 0:0 3 0 3: 0:0 0 0 3: 0:0 3 0 4: 0:0 0 0 4: 0:0 3 0 5: 0:0 0 0 5: 0:0 3 0 6: 0:0 0 0 6: 0:0 3 0 7: 0:0 0 0 7: 0:0 3 0 8: 0:0 0 0 8: 0:0 3 0 9: 0:0 0 0 9: 0:0 0 10 30: : 00 10 00: : 00 11 30: : 00 11 00: : 00 12 30: : 00 12 00: : 00 13 30: : 00 13 00: : 00 14 30: : 00 14 00: : 00 15 30: : 00 15 00: : 00 16 30: : 00 16 00: : 00 17 30: : 00 17 00: : 00 18 30: : 00 18 00: : 00 19 30: : 00 19 00: : 00 20 30: : 00 20 00: : 00 21 30: : 00 21 00: : 00 22 30: : 00 22 00: :3 00 0: 00 Kiértékelés Elemzések, következtetések, javaslatok Bekescsaba_669_cmax 8 Num Conn max 129[0]->128000->669[0] 7 129[3]->128000->669[1] 660[6]->64000->669[2] 6 5 4 3 2 1 0 23
A modellezés technológiája: részletesebben Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Korrekciós-terv Bevezetés Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Elemzések Következtetések Javaslatok 24
Implementáció A korrekciós tervezés és a bevezetés támogatása modellezéssel Korrekciós terv-változatok készítése Eszközök kiválasztása A bevezetés tervezése funkcionális szempontok költség szempontok 25
31 30 28 27 26 25 23 22 21 20 19 17 16 15 14 13 11 10 09 08 07 05 04 03 02 01 _0 5 _0 0 _1 9 _1 4 _0 9 _0 4 _2 3 _1 8 _1 3 _0 8 _0 3 _2 2 _1 7 _1 2 _0 7 _0 2 _2 1 _1 6 _1 1 _0 6 _0 1 _2 0 _1 5 _1 0 _0 5 _0 0 Átvitt adatmennyiség óránkéti átlaga (byte) Átkapcsolási vizsgálatok BANK Átvitt adatmennyiség 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Nap_Óra 26
ImiNet/ImiFlow szakértői rendszer Felépítés, komponensek, működési alapelvek
Fejlesztési technológia Objektum-orientált technológia Rendszertervezés Unified Modelling Language Microsoft Visio Rendszerfejlesztés Borland C++ Builder 6 (Professional Edition) Adatbázisok MSSQL, Microsoft Access (lecserélhető, rugalmas ODBC-n keresztül megvalósított) Együttműködés, interfészek NetViz Microsoft Visio Microsoft Excel Hozzáférési jogosultságok kezelése HASP kulcsos védelem Login Password védelem 28
Rendszer komponensek BIZTONSÁGI MODUL RIPORT MODUL TERHELÉS MODELLEK GAZDASÁGI MODUL SZIMULÁCIÓS MOTOR ADATBÁZIS TRANSZPORTER HÁLÓZAT MODELLEK RENDSZER SZEKENNELÉS 29
Topológia Legfelső hierarchia szint 30
Topológia Alsóbb hierarchia szintek 31
Topológia Alsóbb hierarchia szintek 32
Topológia Alsóbb hierarchia szintek 33
Modell-elemek Felhasználható elemek A felhasználható elemek listája: Applikáció, Telefon MCU Call Switch (Call Manager) Router Firewall (Router) Gateway (Router) Switch Host Összetett modul Telephely (Összetett modul) LAN (Összetett modul) Link 34
Modell-elemek tulajdonságai Router - Routing 35
Modell-elemek Statisztikai paraméterek bevitele 36
Modell-elemek Statisztikai paraméterek bevitele Egyszerű profilok Normál Konstans Exponenciális Csonkolt normál Egyenletes Egész értékű egyenletes Poisson Összetett profilok Az összetett profilok segítségével tetszőleges pontossággal leírhatók az egyes valószínűségi jellemzők 37
Modell-elemek Összekötési szabályok Tetszőleges számú router összekapcsolható egymással. Routerrel - routeren, firewall-on, és gateway-en kívül - csak switch elem köthető össze. Egy switch csak egy router (illetve firewall, vagy gateway) elemhez kapcsolható Egy switchhez tetszőleges számú host elem kapcsolódhat, de egy host elem csak egy switchhez kapcsolódhat. Egy host elemre egyetlen applikáció csoport elem és/vagy telefoncsoport elem kapcsolható. Kapcsolható a hostra még MCU elem és Call Manager elem is. Az összetett modell-elemek szerepe csak a struktúra kialakításában van, szeparálásra szolgálnak, erre a célra szabadon használhatóak, viszont hozzájuk kötni semmit nem lehet. 38
Modell-elemek Összekötési szabályok 39
Hangforgalom vizsgálata 40
Telefonkészülék csoport paraméterei 41
Adatforgalom vizsgálata 42
Applikáció csoport paraméterei 43
Költségparaméterek bevitele Telephelyenkénti havi költségek: összeköttetések berendezések routerek, PBX-ek LAN (switch, host, software) szolgáltatások migráció előtt / után Az ügyfelek felsorolása és a percdíjak betöltése fájlból történik 44
Riport Általános 45
Riport Hívás számok, hosszak 46
Riport Hívás számok, hosszak 47
Riport Hívás költségek 48
Riport Forgalom után fizetendő költségek migráció előtt és után 49
Riport Routerek terheltsége tulajdonos / finanszírozó szerinti bontásban 50
Riport Havi fix költségek alakulása migráció előtt / után 51
Riport Fix költségek különbözete 52
Vektoros outputok Összeköttetések VoIP terheltsége 53
Vektoros outputok Sikeres hívások száma a nap folyamán irányonként 54
Táblázatos állomány Telefoncsoportból kiinduló és beérkező hívások, sikertelen híváskísérletek 55
Táblázatos állomány Csomagok száma, késleltetése, jitter 56
Táblázatos állomány Routerek terheltsége (QoS, VoIP bontásban) 57
Folyamat modellezés 1. 2. 3. 4. Folyamatstruktúra feltérképezése UML jelölésrendszerrel processz diagramm készítése Statisztikus jellemzők gyűjtése Modellelemek felparaméterezése Előző lépések során létrejön az as is modell Modell verifikáció Modell finomítás Dokumentatív jelleg what if scenario-k készítése Optimalizálás 58
Az ImiFlow felülete 59
A szimulációs szoftver modell elemei Generator: a szimuláció mozgatórugója, az entitás bölcsője Result: az entitás temetője Process: a folyamat lelke Junction: döntési pont Fork Join: többszálú folyamatszakasz Splitter: folyamat hasítása Transform: az entitás átalakító műhely Compound process: a hierarchikus folyamatábra kulcseleme 60
A GUI vizuális lehetőségei On-line grafikon, mellyel nyomon követhető a kiválasztott jellemzők változása a szimuláció során Grafikon kimenthető kép ill. Excel formátumban Folyamat kinyomtatása Animált szimuláció 61
Gyűjtött adatok Entity: Költségek (activity,resource(wt),role(wt),generation összege) Bejárt útvonal Sorbanállási idő Feldolgozási idő Resource: Foglaltság az idő függvényében Result: Beérkezett entitások száma Átfutási idejük statisztikus jellemzői (avg, min, max) Process: Beérkező, kimenő entitások száma Feldolgozási / kiszolgálási idők statisztikája Felhasznált erőforrások költsége 62
Referenciák Lencse, G., Muka, L. 2006. Convergence of the Key Algorithm of Traffic-Flow Analysis Journal of Computing and Information Technology Vol 14, No. 2, pp.133-139 Lencse, G., Muka, L. 2006. Developing a Meta-methodology Supporting the Application of Parallel Simulation The 2006 European Simulation and Modelling Conference, (ESM 2006), October 23-25, 2006 Toulouse, France Lencse, G., Muka, L. 2006. Expanded Scope of Traffic Flow Analysis: Entity Flow-Phase Analysis for Rapid Performance Evaluation of Enterprise Process Systems The 2006 European Simulation and Modelling Conference, (ESM 2006), October 23-25, 2006 Toulouse, France http://www.elassys.hu 63