Применение математических моделей для расчета нагрузок на элементы инфраструктуры

Синдяшкин Алексей Николаевич,

соискатель Московского инженерно-физического института,

начальник отдела АКБ «СОЮЗ».

В статье рассматриваются проблемы и пути решения расчета нагрузок на элементы инфраструктуры.

Основные понятия:

- Инфраструктура – комплекс аппаратного и программного обеспечения.

- ИТ подразделение – структурная часть организации, обеспечивающая поддержку и развитие инфраструктуры.

- ИТ услуга – совокупность элементов инфраструктуры, используемых для обеспечения деятельности организации.

Тенденция развития информационных технологий (далее ИТ) такова, что зависимость организации от ИТ, а, следовательно, и вклад ИТ в производственные процессы, будет только усиливаться. Таким образом, ИТ из вспомогательного производства, отвечавшего в первую очередь за информационную поддержку бизнес-процессов предприятия, переходит в разряд основного производства, т.е. участвует в цепочке формирования прибавочной стоимости продукции совместно с основными производственными подразделениями. В результате меняются и требования к учету затрат на ИТ.

Для любого менеджера, возглавляющего ИТ подразделение, составление бюджета является сложной задачей. Если капитальные расходы (затраты на приобретение оборудования и ПО) еще можно запланировать, то как учет изменения операционных расходов, связанных с увеличением числа пользователей, внедрением новых и расширением уже существующих сервисов требует применения специализированных методов, таких как «соотнесение затрат на ИТ услуги».

Самая распространенная и унифицированная схема соотнесения затрат подразумевает деление затрат на соотнесенные и не соотнесенные. Не соотнесенные затраты распределяются между ИТ услугами поровну.

Задача оптимизации распределения затрат состоит в минимизации количества не отнесенных затрат, что достигается путем внедрения моделей сбора и обработки данных, критичных для определенной услуги. К примеру, если ИТ поддерживает услугу «электронная почта», то для измерения необходимо знать:

- количество и конфигурации серверов;

- статистику загруженности каждого сервера.

Целесообразно найти унифицированную модель для измерения. Количество изначальных данных может быть различно и не постоянно. Можно строить каждый раз новую модель для измерений или применить «динамическую модель», которая позволяет определить динамику процесса (услуги), переходные характеристики процесса без его нарушения. И задача сводится к оценке «выходных параметров динамической модели» при изменении воздействия на нее (например, в задаче прогноза – увеличение количества пользователей сервера).

С учетом специфики поставленной задачи математическую модель можно представить в виде системы нелинейных уравнений:

,

где  - нагрузка i-м пользователем j-го элемента инфраструктуры IT,  - интенсивность использования i-м пользователем l –ой IT услуги,  - показатель использования l-ой IT услугой j-го элемента IT инфраструктуры.

С использованием программ съема характеристик нагрузки на элементы инфраструктуры достаточно точно можно определить параметр , а параметры  и вычислить любым численным методом. Например – методом Ньютона. Причем, при изменении параметров модели во времени (увеличении числа пользователей, числа элементов инфраструктуры или при изменении связей L, I, J), параметры модели будут корректироваться и, сохраняя историю изменения параметров, можно производить дополнительные аналитические расчеты.

Для того, чтобы система была решаема, необходимо соблюдать условие:

, где n – количество пользователей, m – количество IT услуг, k – количество элементов инфраструктуры

В реальности . Следовательно, справедливо выражение:

Поскольку , то ,

следовательно , что означает: количество IT услуг должно быть меньше количества элементов инфраструктуры.

Для вычисления стоимости IT услуги необходимо просуммировать затраты на поддержание элементов инфраструктуры, соотнесенных с IT услугой:

,

где - затраты на поддержание i-го элемента инфраструктуры.

Для вычисления себестоимости IT услуги существует два решения:

1.                  Вычисление среднего значения для пользователей, соотнесенных с данной услугой:

, где t- количество пользователей, использующих l-ую IT услугу.

2.                  Вычисление значений для каждого пользователя, исходя из интенсивности использования IT услуги:

.

Результаты вычислений позволяют обнаружить пользователей, которые теоретически не эффективно работают. Или вычислить самые затратные IT-услуги, или составить прогноз расходов на поддержание IT услуги на основе методов обработки статистических данных – например модель Арима.

Литература.

1. George Spafford. Затраты ИТ, полезность и роль ITIL // ITSM Portal,  21 ноября 2006 г.

2. Исполнительный подкомитет по международным публикациям ITSMF International , изд. Van Haren Publishing,. 2005 г.

Поступила в редакцию 25.07.2007 г.