<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия Петербургского университета путей сообщения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1815-588X</issn>
   <issn publication-format="online">2658-6851</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">92913</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/1815-588X-2024-04-973-980</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Современные технологии - транспорту</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Современные технологии - транспорту</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Program of visualisation of results of evaluation and analysis of IP-network functioning quality under the influence of cyber-attacks</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Программа визуализации результатов оценки и анализа качества функционирования IP-сети в условиях воздействия кибератак</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Привалов</surname>
       <given-names>Андрей Андреевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Privalov</surname>
       <given-names>Andrey A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>aprivalov@inbox.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор военных наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of military sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Титов</surname>
       <given-names>Даниил Дмитриевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Titov</surname>
       <given-names>Daniil Dmitrievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>titovdd178@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Толстихин</surname>
       <given-names>Александр Игоревич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Tolstihin</surname>
       <given-names>Aleksandr Igorevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>al.tolstikhin@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Военная ордена Жукова академия войск национальной гвардии Российской Федерации</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">1Military Order of Zhukov Academy of the National Guard Troops of the Russian Federation</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ОАО «Супертел»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Supertel OJSC</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ОАО «Супертел»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Supertel OJSC</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>21</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>973</fpage>
   <lpage>980</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-12-26T00:00:00+03:00">
     <day>26</day>
     <month>12</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/92913/view">https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/92913/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: разработка программного обеспечения, которое способно визуализировать работу телефонной IP-сети в условиях кибератак, используя предложенную в научной статье математическую модель. Программа должна обеспечивать глубокий анализ воздействия атак на производительность сети, а также предоставлять результаты в удобной для интерпретации графической форме. Методы: для достижения целей использовались методы математического анализа. Основные математические модели включают уравнения для расчета распределения воздействия, времени восстановления и других параметров сети. Программа применяет численное интегрирование и дифференцирование для расчета распределения времени обслуживания. Программа использует гамма-распределение для расчета функции доведения пакетов с данными с заданным качеством. В качестве функций распределения случайных параметров потоков данных использовались распределения Пуассона, Вейбулла и Парето. Результаты: программа позволяет моделировать различные сценарии кибератак и их воздействие на основные показатели сети, анализировать такие характеристики, как время доведения, вероятность потери пакетов и устойчивость сети. Результаты анализа показывают, как различные виды воздействий и параметры восстановления влияют на функционирование сети, что позволяет оператору оценить эффективность различных методов защиты и повреждений. Практическая инновационность: результаты, полученные в ходе технологического моделирования, могут быть использованы для повышения устойчивости и надежности телекоммуникационных систем, особенно тех, которые работают на оборудовании ОАО «Супертел». Программа предоставляет операторам инструмент для анализа состояния сети, разработки превентивных мер и оптимизации стратегий восстановления после удара. Она также может быть интегрирована в систему поддержки принятия решений и использоваться для выявления случаев несанкционированного доступа.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: the purpose of this paper is to develop software that is able to visualise the operation of an IP telephone network under cyberattacks using the mathematical model proposed in the research paper. The software should provide an in-depth analysis of the impact of attacks on network performance, as well as provide results in an easy to interpret graphical form. Methods: mathematical analysis and counting analysis methods were used to achieve the objectives. The basic mathematical models include equations to calculate impact distribution, restoration time and other network parameters. The programme applies numerical integration and differentiation to calculate the service time distribution. The distribution models include exponential, impulse and gamma distributions. Poisson, Weibull and Pareto distributions were used as distribution functions for random data flow parameters. Results: the software is able to simulate different cyberattack scenarios and their impact on key network metrics, analysing characteristics such as delivery time, packet loss probability and network resilience. The results of the analysis show how different types of impacts and recovery parameters affect network performance, allowing the operator to evaluate the effectiveness of different protection and damage techniques. Practical innovativeness: the results obtained in the course of technological modelling can be used to improve the stability and reliability of telecommunication systems, especially those operating on Supertel equipment. The software provides operators with a tool to analyse network conditions, develop preventive measures and optimise post-impact recovery strategies. It can also be integrated into a decision support system and used to identify cases of unauthorised access.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>кибератака</kwd>
    <kwd>IP-сеть</kwd>
    <kwd>математическое моделирование</kwd>
    <kwd>функции распределения</kwd>
    <kwd>счетное интегрирование устойчивости сети</kwd>
    <kwd>оборудование ОАО «Супертел»</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>cyberattack</kwd>
    <kwd>IP-network</kwd>
    <kwd>mathematical modelling</kwd>
    <kwd>distribution functions</kwd>
    <kwd>counting integration of network resilience</kwd>
    <kwd>Supertel equipment</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шелухин О. И. Причины самоподобия телетрафика и методы оценки показателя Херста // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2007. Т. 3. № 1. С. 5–14.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sheluhin O. I. Prichiny samopodobiya teletrafika i metody ocenki pokazatelya Hersta // Elektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. 2007. T. 3. № 1. S. 5–14.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Математическая GERT-модель технологии передачи метаданных в облачные антивирусные системы / В. В. Босько [и др.] // Системи обробки інформації: збірник наукових праць. Харьков: ХУПС, 2014. Вып. 1(117). С. 137–141.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Matematicheskaya GERT-model' tehnologii peredachi metadannyh v oblachnye antivirusnye sistemy / V. V. Bos'ko [i dr.] // Sistemi obrobki іnformacії: zbіrnik naukovih prac'. Har'kov: HUPS, 2014. Vyp. 1(117). S. 137–141.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А. Метод топологического преобразования стохастических сетей и его использование для анализа систем связи ВМФ. СПб.: ВМА, 2000. 166 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A. Metod topologicheskogo preobrazovaniya stohasticheskih setey i ego ispol'zovanie dlya analiza sistem svyazi VMF. SPb.: VMA, 2000. 166 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Куделя В. Н. Методы математического моделирования систем и процессов связи. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 368 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Kudelya V. N. Metody matematicheskogo modelirovaniya sistem i processov svyazi. SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta, 2009. 368 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Назаров А. Н., Сычев К. И. Модели и методы расчета показателей качества функционирования узлового оборудования и структурно-сетевых параметров сетей связи следующего поколения. 2-е изд., доп. и перераб. Красноярск: Поликом, 2011. 491 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nazarov A. N., Sychev K. I. Modeli i metody rascheta pokazateley kachestva funkcionirovaniya uzlovogo oborudovaniya i strukturno-setevyh parametrov setey svyazi sleduyuschego pokoleniya. 2-e izd., dop. i pererab. Krasnoyarsk: Polikom, 2011. 491 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кучерявый А. Е., Цуприков А. Л. Сети связи следующего поколения. М.: ФГУП ЦНИИС, 2006. 278 с</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kucheryavyy A. E., Cuprikov A. L. Seti svyazi sleduyuschego pokoleniya. M.: FGUP CNIIS, 2006. 278 s</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Назаров А. Н., Сычев К. И. Модели и методы исследования процессов функционирования узлов коммутации сетей связи следующего поколения при произвольных распределениях поступления и обслуживания заявок различных классов качества // Телекоммуникации и транспорт. 2012. № 7. С. 135–140.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nazarov A. N., Sychev K. I. Modeli i metody issledovaniya processov funkcionirovaniya uzlov kommutacii setey svyazi sleduyuschego pokoleniya pri proizvol'nyh raspredeleniyah postupleniya i obsluzhivaniya zayavok razlichnyh klassov kachestva // Telekommunikacii i transport. 2012. № 7. S. 135–140.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Структура транспортной сети связи ОАО «РЖД» и возникновение фазового перехода / А. О. Кравцов [и др.] // ELTRANS 10.0 (Элтранс-2019): материалы Х Международного симпозиума «Элтранс-2019» (Eltrans-2019), посвященного 210-летию со дня основания первого транспортного вуза России — Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I (Санкт-Петербург, 9–11 октября 2019 года). СПб.: ИПК «НП-Принт», 2023. С. 190–196. EDN VYEFGL</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Struktura transportnoy seti svyazi OAO «RZhD» i vozniknovenie fazovogo perehoda / A. O. Kravcov [i dr.] // ELTRANS 10.0 (Eltrans-2019): materialy H Mezhdunarodnogo simpoziuma «Eltrans-2019» (Eltrans-2019), posvyaschennogo 210-letiyu so dnya osnovaniya pervogo transportnogo vuza Rossii — Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I (Sankt-Peterburg, 9–11 oktyabrya 2019 goda). SPb.: IPK «NP-Print», 2023. S. 190–196. EDN VYEFGL</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Титов Д. Д. Метод оценки качества функционирования IP-сетей при передачи приоритетного многопродуктового потока данных в условиях кибератак // Материалы межвузовской научно-практической конференции «Современное состояние безопасности на транспорте и перспективы ее совершенствования» (Санкт-Петербург, Петергоф  20 апреля 2022 года). СПб.: Военный институт (инженерно-технический), 2022. С. 72–86. EDN GNPBCV</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Titov D. D. Metod ocenki kachestva funkcionirovaniya IP-setey pri peredachi prioritetnogo mnogoproduktovogo potoka dannyh v usloviyah kiberatak // Materialy mezhvuzovskoy nauchno-prakticheskoy konferencii «Sovremennoe sostoyanie bezopasnosti na transporte i perspektivy ee sovershenstvovaniya» (Sankt-Peterburg, Petergof  20 aprelya 2022 goda). SPb.: Voennyy institut (inzhenerno-tehnicheskiy), 2022. S. 72–86. EDN GNPBCV</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Титов Д. Д. Модель процесса работы узла коммутации технологической IP-сети при обслуживании приоритетного многопродуктового потока в условиях DDOS-атак нарушителя // Фундаментальные и прикладные научные исследования: сборник трудов по материалам X Международного конкурса научно-исследовательских работ (Уфа, 5 декабря 2022 года). Уфа: Вестник науки, 2022. С. 92–104. EDN JUCSGZ</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Titov D. D. Model' processa raboty uzla kommutacii tehnologicheskoy IP-seti pri obsluzhivanii prioritetnogo mnogoproduktovogo potoka v usloviyah DDOS-atak narushitelya // Fundamental'nye i prikladnye nauchnye issledovaniya: sbornik trudov po materialam X Mezhdunarodnogo konkursa nauchno-issledovatel'skih rabot (Ufa, 5 dekabrya 2022 goda). Ufa: Vestnik nauki, 2022. S. 92–104. EDN JUCSGZ</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Титов Д. Д. Модель процесса  передачи приоритетного многопродуктового потока по каналу телефонной IP-сети в условиях компьютерных атак нарушителя // Инновационные научные  исследования в современном мире: сборник трудов по материалам X Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ (Уфа, 28 ноября 2022  года). Ч. 1. Уфа: Вестник науки, 2022. С. 63–73. EDN DYCEIY</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Titov D. D. Model' processa  peredachi prioritetnogo mnogoproduktovogo potoka po kanalu telefonnoy IP-seti v usloviyah komp'yuternyh atak narushitelya // Innovacionnye nauchnye  issledovaniya v sovremennom mire: sbornik trudov po materialam X Vserossiyskogo konkursa nauchno-issledovatel'skih rabot (Ufa, 28 noyabrya 2022  goda). Ch. 1. Ufa: Vestnik nauki, 2022. S. 63–73. EDN DYCEIY</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Лукичева В. Л., Титов Д. Д.  Модель процесса функционирования узла коммутации технологической сети передачи данных в условиях DDOS атак нарушителя // Информация и космос. 2021. № 2. С. 66–75. EDN FQPOKK</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Lukicheva V. L., Titov D. D.  Model' processa funkcionirovaniya uzla kommutacii tehnologicheskoy seti peredachi dannyh v usloviyah DDOS atak narushitelya // Informaciya i kosmos. 2021. № 2. S. 66–75. EDN FQPOKK</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Привалов А. А., Лукичева В. Л., Титов Д. Д. Модель процесса доставки пакетов по каналу передачи данных в условиях компьютерных атак нарушителя // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2021. Т. 18, № 2. С. 229–241. DOI 10.20295/1815-588X-2021-2-229-241. EDN UAZOYV</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Privalov A. A., Lukicheva V. L., Titov D. D. Model' processa dostavki paketov po kanalu peredachi dannyh v usloviyah komp'yuternyh atak narushitelya // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. 2021. T. 18, № 2. S. 229–241. DOI 10.20295/1815-588X-2021-2-229-241. EDN UAZOYV</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Evaluating the functioning quality of data transmission networks in the context of cyberattacks / A. Privalov [et al.] // Energies. 2021. Vol. 14. No. 16. DOI 10.3390/en14164755. EDN FKDDCC</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evaluating the functioning quality of data transmission networks in the context of cyberattacks / A. Privalov [et al.] // Energies. 2021. Vol. 14. No. 16. DOI 10.3390/en14164755. EDN FKDDCC</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
