Потокова модель маршрутизації з балансуванням навантаження на принципах Traffic Engineering з врахуванням ризиків інформаційної безпеки

Анотація

Ефективним підходом до балансування навантаження в телекомунікаційній мережі (ТКМ) є реалізація принципів технології Traffic Engineering (TE) з метою зниження завантаженості каналів зв’язку та покращення рівня QoS. Для адаптації ТЕ-рішень до вимог мережної безпеки у даній роботі запропоновану математичну модель безпечної маршрутизації, яка відноситься до класу потокових оптимізаційних рішень. Модель базується на умовах реалізації багатошляхової маршрутизації, збереження потоку та запобігання перевантаженню каналів зв’язку ТКМ. Завдяки цьому задача безпечної маршрутизації сформульована в оптимізаційній формі. Новизною моделі є модифіковані умови балансування навантаження в ТКМ, в межах яких поруч з показниками пропускної здатності каналів за допомогою вагових коефіцієнтів враховуються також і показники мережної безпеки (Network Security, NS) елементів ТКМ. До складу врахованих у процесі моделювання ТКМ показників мережної безпеки варто віднести ризики інформаційної безпеки маршрутизаторів і каналів зв’язку, збитки від порушення конфіденційності та цілісності інформації, ймовірності використання наявних вразливостей тощо. Проведене дослідження підтвердило ефективність запропонованого рішення. На тестовій топології ТКМ продемонстровано, що використання моделі безпечної маршрутизації дозволяє розрахувати маршрути та забезпечити такий порядок балансування навантаження, який є компромісом у виконанні вимог як щодо QoS, так і NS. У процесі маршрутизації зменшення ризику інформаційної безпеки при передачі пакетів приблизно на 11,3% супроводжувалось підвищенням (у середньому на 26%) верхнього порогу завантаженості каналів зв’язку.