На правах рекламы:
ISSN 0236-235X (P)
ISSN 2311-2735 (E)

Авторитетность издания

ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ

Добавить в закладки

Следующий номер на сайте

2
Ожидается:
16 Июня 2024

Статьи из выпуска № 4 за 2022 год.

Упорядочить результаты по:
Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

1. Защита от DDoS-атак своими руками: оперативные разработка и внедрение сервиса в Национальной исследовательской компьютерной сети России [№4 за 2022 год]
Автор: Абрамов А.Г.
Просмотров: 2368
Вопросам защиты цифровых инфраструктур организаций и устройств конечных пользователей от постоянно растущих по численности и становящихся все более изощренными киберугроз уделяется сегодня повышенное внимание на самых разных уровнях. Крайне важная задача – обеспечение надежной и эффективной защиты критических инфраструктур крупных операторов связи. Одним из распространенных типов киберугроз являются распределенные сетевые атаки, направленные на отказ в обслуживании (Distributed Denial of Service, DDoS), которые совершаются на разных уровнях сетевого взаимодействия (от инфраструктуры до приложений) и нацелены на различные ресурсы и сервисы. В настоящей работе проведен обзор современных методов и технологий борьбы с DDoS-атаками с акцентом на защиту сетей операторов связи и их пользователей. Обсуждаются использующие механизмы и протоколы динамической маршрутизации методы BGP Blackhole и BGP FlowSpec, а также методы, основанные на интеллектуальном анализе и фильтрации сетевого трафика специализированными системами очистки. Обозначены основные технические требования, критерии качества и некоторые количественные характеристики решений защиты от DDoS-атак, приведены примеры коммерческих и свободно распространяемых систем. Детально описан разработанный и внедренный в эксплуатацию относительно простой сервис за-щиты от DDoS-атак. Сервис базируется на оперативной обработке и анализе в режиме реального времени собираемых с граничных маршрутизаторов данных о сетевых потоках NetFlow и использовании протокола BGP FlowSpec. Приведены общие сведения об аппаратно-программном комплексе, архитектуре и основных компонентах сервиса, задействованных программных пакетах и технологиях, некоторые статистические данные по результатам детектирования DDoS-атак в сетевой инфраструктуре НИКС.

2. Системное программное обеспечение управления избыточностью комплексов бортового оборудования авиационной техники [№4 за 2022 год]
Авторы: Агеев А.М., Новицкий Л.В., Цветков Е.С., Шурман В.А.
Просмотров: 1012
В статье приводятся основные результаты по обоснованию функций, алгоритмов, программной структуры и особенностей практической реализации системного ПО управления избыточностью, предназначенного для реализации в перспективных комплексах бортового оборудования авиационной техники. Используется метод управления разнородными избыточными ресурсами бортового оборудования, основанный на супервизорах конфигураций – специальных программных объектах, каждый из которых соотнесен с определенной конфигурацией оборудования и выполняет все процедуры подготовки и реализации данной конфигурации. Изложены основные положения развиваемого подхода на основе супервизоров конфигураций. Представлена информационная структура супервизоров, включающая буфер готовности, таблицы конфигураций и показателей функциональной эффективности, модули мониторинга, арбитража конфигураций, формирования режимов управления, а также вспомогательных и буферных файлов. Представлена процедура арбитража супервизоров, включающая этапы межвычислительного и межсупервизорного арбитражей. Определены задачи и функции системного ПО управления избыточностью, состоящие в мониторинге состояния, формировании индексов готовности и показателей функциональной эффективности конфигураций, адаптации к режимам работы комплекса, выбора и реализации конфигураций. Предложена структура системного ПО управления избыточностью, включающая глобальный, внешний и внутренний уровни, реализуемые посредством конфигурационных таблиц, исполнительных процедур и буферных вспомогательных файлов. Сформулированы основные особенности практической реализации системного ПО управления избыточностью в бортовой вычисли-тельной среде интегрированной авионики с операционной системой реального времени. Предложенные решения и алгоритмы могут быть использованы при формировании требований и проектировании перспективных отказоустойчивых бортовых комплексов с избыточным числом разнородных ресурсов, разработке соответствующего бортового ПО.

3. Разработка программных моделей доверенного универсального микропроцессора и микропроцессорной системы на его основе [№4 за 2022 год]
Авторы: Аряшев С.И., Гревцев Н.А., Зубковский П.С., Чибисов П.А., Кулешов А.С., Петров К.А.
Просмотров: 1846
При разработке доверенного микропроцессора для цифровых систем управления (систем с критической миссией) требуется разработать программную модель (эмулятор) доверенного микропроцессора и эмулятор системы на его основе для утверждения архитектурной модели и изучения возможностей парирования угроз. Покомандный и поведенческий эмуляторы микропроцессора являются инструментами моделирования микропроцессорной архитектуры и системы в целом и играют фундаментальную роль в различных областях микроархитектурного проектирования. В работе приведены критерии, необходимые для создания доверенных систем, разработаны по-командный эмулятор микроархитектуры доверенного микропроцессора (VMIPS), а также поведенческий эмулятор архитектуры микропроцессорной системы (QEMU) на основе доверенного микропроцессора для утверждения архитектурной модели и изучения возможностей парирования угроз. Поскольку по отдельности эмуляторы QEMU и VMIPS в целом не являются доверенными системами из-за того, что в эмуляторе QEMU отсутствует поддержка виртуализации, а в эмуляторе VMIPS поддержка IOMMU, в работе предложено использовать связки обоих эмуляторов: эмулятор QEMU запускает эмулятор VMIPS для эмуляции процессорных ядер. Для создания полноценной доверенной среды эмулятор VMIPS был представлен в виде библиотеки с API по эмуляции процессорных ядер, которая динамически подгружается эмулятором QEMU. На основе анализа трасс подтверждаются те или иные ситуации угроз и их парирование. Для апробации использовано ПО, проверяющее функции эмулятора по обеспечению выполнения критериев доверенности системы путем парирования угроз из банка данных угроз безопасности информации ФСТЭК, а также произведен запуск демонстрационной задачи в виртуальной среде на виртуальном программируемом логическом контроллере с доверенным микропроцессором с применением SCADA для мониторинга и контроля. Использование виртуального ПЛК с виртуальной средой позволяет проводить тестирование и от-ладку, исследования безопасности, строить модели существующих и будущих узлов, отрабатывать различные сценарии, получать полную информацию о ходе работы. Предварительное тестирование в виртуальной среде также позволяет снизить риски ввода в эксплуатацию и отработать различные модели угроз и их парирования до разработки микропроцессора. На основе результатов выполнен-ной работы будет произведена разработка MIPS-подобного доверенного микропроцессора для цифровых систем управления СКМ.

4. Программно-вычислительный комплекс моделирования эффектов от коронирования проводов воздушных линий переменного тока [№4 за 2022 год]
Авторы: Баламетов А.Б., Халилов Э.Д., Исаева Т.М.
Просмотров: 1458
С развитием электрических сетей высоких и сверхвысоких напряжений и ультравысокого напряжения вопросы экологического влияния высоковольтных линий электропередачи приобретают актуальность. Возникла острая необходимость в разработке программного обеспечения для оценки (мониторинга) электромагнитной совместимости воздушных линий. Оно позволит оценить воздействие линий электропередачи переменного тока высокого напряжения на окружающую среду. В статье рассмотрено математическое моделирование влияния проводов воздушной линии, электромагнитных помех, коронного разряда, радиопомех в проводах. Разработана программа расчета потерь мощности и энергии на корону в воздушных линиях сверхвысоких напряжений переменного тока. Для вычисления емкости фаз воздушных линий реализована методика определения рабочей ем-кости проводов при горизонтальном расположении проводов и двух заземленных тросах. Разработано программное обеспечение электромагнитной совместимости, которое может быть использовано для принятия мероприятий, направленных на снижение электрического поля воздушных линий сверхвысокого напряжения. На примере воздушных линий с напряжением 500 кВ представлены результаты комплексной системы моделирования потерь короны, напряжения электрического поля и потерь активной энергии из-за радиопомех.

5. Программное средство GraphHunter поиска отображения параллельной программы на структуру суперкомпьютерной системы [№4 за 2022 год]
Авторы: Баранов А.В., Киселёв Е.А., Телегин П.Н., Сорокин А.А.
Просмотров: 1862
Одной из известных задач в области высокопроизводительных вычислений является поиск оптимального отображения процессов параллельной программы на узлы суперкомпьютерной системы. Решение такой задачи позволяет минимизировать накладные расходы на информационные обмены между выполняющимися процессами и, как следствие, повысить производительность вычислений. При поиске отображения суперкомпьютерная система и параллельная программа представляются в виде графов. В настоящей статье задача отображения решается применительно к системе коллективного пользования суперкомпьютером, которая ведет очередь параллельных программ. После прохождения очереди параллельной программе выделяется новое, заранее неизвестное подмножество узлов суперкомпьютера. В этих условиях необходимо за приемлемое время построить граф выделенного подмножества узлов и найти подходящее отображение параллельной программы на этот граф. При поиске отображения предлагается задействовать параллельные алгоритмы, для выполнения которых использовать выделенные узлы суперкомпьютера. Для исследования свойств алгоритмов отображения было разработано программное средство GraphHunter, позволившее провести эксперименты с тремя параллельными алгоритмами: имитации отжига, генетическим алгоритмом и их комбинацией. В настоящей статье рассмотрена структура разработанного программного средства GraphHunter, приведены результаты экспериментов с запусками GraphHunter на суперкомпьютере МВС-10П ОП.

6. Имитационная модель системы пакетирования суперкомпьютерных заданий на базе симулятора Alea [№4 за 2022 год]
Авторы: Баранов А.В., Ляховец Д.С.
Просмотров: 2507
Современные системы управления заданиями суперкомпьютера представляют собой сложные программные комплексы с множеством различных алгоритмов планирования и их параметров, влияние которых на показатели эффективности системы невозможно точно предсказать или рассчитать. По этой причине для определения оптимальных параметров системы управления заданиями применяют имитационное моделирование. Настоящая статья посвящена задаче построения имитационной модели системы управления суперкомпьютерными заданиями на базе известного симулятора Alea. В качестве объекта исследования выступил разработанный алгоритм планирования, на основе которого построена программная система пакетирования суперкомпьютерных заданий. Суть алгоритма состоит в объединении заданий с длительным временем инициализации в пакеты по типам заданий. Для каждого пакета инициализация производится однократно, после чего одно за другим выполняются задания пакета. За счет применения системы пакетирования удается сократить долю накладных расходов на инициализацию и повысить эффективность планирования заданий. Алгоритм пакетирования реализован в составе симулятора Alea, исследование характеристик этого алгоритма для различных входных потоков заданий произведено путем сравнительного имитационного моделирования. В сравнении участвовали встроенные в Alea алгоритмы планирования FCFS и Backfill. Для моделирования сгенерировано несколько входных потоков заданий с различной интенсивностью. По результатам моделирования для этих потоков удалось определить минимальные пороги доли инициализации задания, начиная с которых система пакетирования заметным образом улучшает показатели эффективности планирования по сравнению с алгоритмами FCFS и Backfill. Результаты исследования показали, что построенная имитационная модель может быть применена в качестве инструментального программного средства для сравнительного анализа различных алгоритмов планирования суперкомпьютерных заданий.

7. Развитие системы «Экспертиза» как инструмента для формирования энциклопедий и наполнения Единого цифрового пространства научных знаний [№4 за 2022 год]
Авторы: Власова С.А., Калёнов Н.Е., Сотников А.Н.
Просмотров: 1827
В статье отражены результаты работ по развитию универсальной настраиваемой web-ориентированной системы экспертизы, предназначенной для выделения из множества объектов тех, которые в максимальной степени отвечают заданным критериям. Оценку каждого объекта осуществляют авторизованные эксперты, которые подбираются на основе характеризующих их структурированных данных, введенных в систему при регистрации эксперта. Система может быть использована для экспертного отбора любых объектов, свойства которых представлены в цифровой форме, а сформулированные критерии оценки определяются этими свойствами. Задача экспертного отбора объектов различного рода является одной из важнейших при формировании контента Единого цифрового пространства научных знаний (ЕЦПНЗ). В основе концепции включения печатных материалов в ЕЦПНЗ лежит принцип точечного отражения (но с глубокой смысловой разметкой текста) наиболее важных фундаментальных изданий в каждой научной области. Отбор таких изданий должен базироваться на экспертном мнении ведущих специалистов в данной области знаний. Принцип экспертного отбора необходимо использовать и при решении вопроса о создании 3D-моделей музейных объектов, а также отражении в ЕЦПНЗ кино-, фото- и аудиоматериалов. Система «Экспертиза» может быть использована для отбора изданий, подлежащих включению в Национальную электронную библиотеку, для отбора авторов статей для Большой российской энциклопедии, для рецензирования статей, поступающих в редакции научных журналов, для проведения конкурсов научных работ, фотографий, видеоматериалов и других объектов, оцениваемые свойства которых могут быть представлены в Интернет. Новая версия системы, представленная в данной статье, по сравнению с предыдущей (2020 г.) обладает более гибким инструментарием настройки – она может быть настроена на экспертизу раз-личных групп (совокупностей) объектов. Объекты каждой совокупности оцениваются по своим критериям своей системой оценок. Под совокупностью можно понимать опубликованные в разные годы фундаментальные монографии, относящиеся к одному научному направлению; статьи, предлагаемые для публикации в определенном журнале; группу специалистов, выразивших желание выступить в качестве авторов заказных научных статей; БД, отражающие объекты одного вида, и т.п. Для каждой совокупности настраивается своя система оценок объектов и существует свой круг экспертов. Результатом работы системы являются различные рейтинговые списки объектов, построенные на основе обработки экспертных оценок. В систему также встроен специальный аппарат, позволяющий пользователю со статусом «администратор» анализировать рейтинговые списки и активность экспертов. В статье дано подробное описание структуры системы, ее функциональности, приводятся примеры использования.

8. Моделирование деформации эластичных объектов с использованием функций возмущения [№4 за 2022 год]
Авторы: Вяткин С.И., Долговесов Б.С.
Просмотров: 1248
В статье представлен метод моделирования деформации эластичных объектов с использованием функций возмущения. Описываются деформации упругих материалов, способных растягиваться таким образом, чтобы вернуться к первоначальной форме и размеру при высвобождении силы. В методе применяются дифференциальные уравнения второго порядка и операторные функции в экспоненциальной интеграции. В результате уменьшается время вычислений и повышается общая точность. Метод легко распараллеливается и позволяет визуализировать сложные реалистичные модели. За счет параллельной обработки и отсутствия необходимости пересылки большого количества данных из общей памяти в память графического процессора увеличивается скорость визуализации по сравнению с вариантом, использующим только центральный процессор. Рассматривается способ задания объектов, отличный от полигонального описания. Для задания объекта используются базовая форма и набор возмущений. Такой подход позволяет уменьшить рас-ходы на память и повысить качество изображения. Перечисляются задачи, решаемые при моделировании анимации и деформации тел с применением уравнений эластодинамики. Описывается адаптация уравнений эластодинамики для экспоненциального интегрирования. Экспоненциальные методы хорошо подходят для жестких систем при решении сложных задач. Для жесткой системы применяется интегратор времени в масштабе общего движения объекта с достаточной точностью. Рассматривается экспоненциальная обработка при дискретизации временной переменной на не-котором интервале. Экспоненциальное интегрирование строится с помощью квадратуры для нелинейного интеграла, что приводит к жестко точному методу, необходимому для экономии вычисли-тельных ресурсов по сравнению с классическими методами. Предлагается жестко точный метод с использованием адаптированной схемы с постоянным временным шагом. Во избежание явного предварительного вычисления квадратного корня для больших систем используется итерация квадратного корня Ньютона. Представлены результаты тестирования метода и сравнения с классическим и современными подходами для жестких систем. Для определения точности задания функционально заданных объектов вычисляется буфер глубины моделей (функциональной и полигональной) и сравниваются точки для оценки средней разницы в глубине. Таким образом, оценивается среднее отклонение относительно всей модели

9. Алгоритмы генерации обучающих множеств в системе с прецедентным выводом на основе ситуаций-примеров [№4 за 2022 год]
Авторы: Глухих И.Н., Глухих Д.И.
Просмотров: 1151
В статье рассматривается проблема создания обучающих множеств и их масштабирования в за-дачах машинного обучения. Предметом исследования является процесс генерации обучающих множеств на основе примеров в целях их аугментации. Для реализации идеи расширения предлагается использовать преобразование имеющихся приме-ров ситуаций. Преобразование примеров осуществляется на основе известного метода оптимизации – метода покоординатного спуска. Описывается постановка задачи преобразований ситуаций-примеров в терминах введенной моде-ли представлений. Предлагаются алгоритмы, позволяющие из исходного множества ситуаций-примеров, заданных с помощью формальных представлений, получать расширенное множество, которое будет включать в себя ситуации, отвечающие критериям сходства с данными примерами. В статье представлена апробация предложенных алгоритмов при исследовании нейросетей для отбора ситуаций в системах вывода по прецедентам. Полученные результаты имеют практическую значимость для обучения искусственных нейросетей, используемых в интеллектуальных системах поддержки принятия решений. Предложенные алгоритмы позволяют автоматизировать формирование наборов данных дата-сетов, используя имеющиеся подготовленные и одобренные примеры характерных ситуаций и решая задачу преобразований как задачу поиска оптимума целевой функции схожести.

10. Извлечение терминов из текстов научных статей [№4 за 2022 год]
Авторы: Дементьева Я.Ю., Бручес Е.П., Батура Т.В.
Просмотров: 1674
Актуальность задачи извлечения терминов из текстов научных статей обусловлена необходимостью автоматического аннотирования и выделения ключевых слов в постоянно увеличивающемся потоке научно-технических документов. В данной статье исследуется влияние различных языковых моделей на качество извлечения научных терминов из текстов на русском языке. Для сравнения были взяты две модели: mBERT, предварительно обученная на текстах разных языков, и ruBERT, предобученная только на русскоязычных данных. В ходе работы были подготовлены два обучающих множества – размеченное вручную и размеченное автоматически. С применением этих обучающих множеств были проведены дообучение и дальнейшее сравнение показателей работы двух моделей. Изучено влияние выбора языковой модели на численные показатели качества извлечения терминологии, содержащейся в текстах научных статей. На основе полученных результатов был модернизирован алгоритм извлечения терминологии из текстов инструментом Terminator. В рамках задачи извлечения терминологии из текстов научных статей на русском языке наиболее применимой можно считать модель ruBERT, давшую лучшие показатели в ансамбле со словарем и эвристиками. Кроме того, можно констатировать разницу результатов моделей на полном и на частичном совпадении, обусловленную описанной в статье проблемой определения границ терминов в текстах. Проведенное исследование позволило также сделать вывод о влиянии качества разметки обучающего набора на качество извлечения терминологии.

| 1 | 2 | 3 | Следующая →