Построение распределенных сетевых структур и анализ показателей их надежности

• Автор: Аль-Хадша Фарес Али Хуссейн
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ И АНАЛИЗА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИХ НАДЕЖНОСТИ
1.1 Общее описание процесса построения топологии сетей
1.2 Метод Прима
1.3 Метод Прима с ограничениями
1.4 Метод Ежи-Вильямса
1.5 Использование пассивных и активных концентраторов
1.5.1 Метод иерархий
1.5.2 Метод концентраторов
1.6 Постановка задачи оценки параметров надежности связи между источником и приемником
1.7 Проблема резервирования иерархических сетей
1.8 Постановка задач диссертации
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ТОПОЛОГИИ СЕТИ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЕЕ НАДЕЖНОСТИ
2.1 Систематизация методов построения сетей и особенности реализации алгоритма Ежи-Вильямса
2.2 Расчет показателей надежности связи между источником и приемником в динамическом и стационарном режимах
2.2.1 Расчет аналитическим способом
2.2.2 Расчет способом дискретно-событийного имитационного моделирования
2.3 Аналитические выражения для коэффициента готовности при резервировании
2.4 Введение резервных элементов в иерархические сети
2.5 Введение резервных линий связи между элементами
2.6 Определение показателей надежности области покрытия сетей путем
дискретно-событийного имитационного моделирования
2.7 Обработка статистических данных, полученных в результате дискретно-событийного имитационного моделирования
2.8 Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЕТЕЙ
3.1 Описание программы Ц^Бйп
3.1.1 Общие требования к системе
3.1.2 Выбор средства реализации
3.1.3 Архитектура системы
3.1.4 Функционал инструментария
3.1.4.1 Задание набора абонентов
3.1.4.2 Построение топологии
3.1.4.3 Анализ построенных топологий
3.2 Описание программы ЦщЗуь
3.2.1 Общие требования к системе
3.2.2 Выбор средства реализации
3.2.3 Архитектура системы
3.2.4 Функционал инструментария
3.3 Взаимодействие 1Че1Бш1 и ЦщБуз
3.4 Программные утилиты
3.5 Используемые технологии высокороизводительных вычислений
3.6 Архитектура программного комплекса и его функциональная структура
3.7 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОПОЛОГИИ СЕТИ И ЕЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
4.1 Сравнение методов Прима и Ежи-Вильямса

4.2 Вариации метода иерархий
4.3 Вариации метода концентраторов
4.4 Моделирование с целью получения показателей надежности связи между приемником и источником
4.4.1 Пример расчета динамического режима путем дискретнособытийного имитационного моделирования
4.4.2 Пример расчета стационарного режима путем дискретнособытийного имитационного моделирования
4.4.3 Аналитический расчет динамического и стационарного режимов.
4.5 Анализ показателей надежности участков сети
4.6 Примеры вычисления коэффициента готовности в общем случае
4.7 Расчет области покрытия и мест для установки резервных элементов для иерархической сети аналитическим методом
4.8 Расчет области покрытия и введение резервных линий для произвольной сети методом Монте-Карло
4.9 Расчет области покрытия и мест для установки резервных элементов для произвольной сети методом дискретного имитационного моделирования
4.10 Использование обобщенного критерия введения резерва
4.11 Методики построения сетей, анализа и улучшения их показателей надежности
4.11.1 Построение иерархической сети
4.11.2 Построение сети с активными концентраторами
4.11.3 Анализ показателей надежности связи между источником и приемником
4.11.4 Анализ показателей надежности покрытия сети
4.11.5 Введение резервных элементов в иерархическую сеть
4.12 Выводы по главе
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ

являются отказы и восстановления элементов [61, 62]. При этом состояние элемента изменяется на противоположное.
Обозначим как get_time_for_work(i) процедуру получения случайного времени безотказной работы ' -го экземпляра, а за get_tinle for break(i) — случайного времени пребывания его в состоянии отказа, т — число элементов системы, п — суммарное число экземпляров.
Введем матрицу состояния системы в начальный момент времени:
1 get_time_for_work(l)
А = 1 §е1_Цте_1ог_уогк(2)
1 §е1_йте_1ог_уогк(п)
Особые моменты будут происходить В моменты времени .
Единица в первом столбце будет означать исправность экземпляра, а 0 — пребывание в состоянии отказа. Для ускорения расчета времена событий можно хранить в бинарной куче [1, 71, 72].
Теперь необходимо по исправным экземплярам определить исправные элементы. Сопоставим каждому элементу счетчик, равный числу его исправных экземпляров, и будем обновлять его при каждом изменении флага экземпляра А[1][ 1]. Признаком исправности будет положительное значение счетчика, а признаками отказа/восстановления, соответственно, — переходы счетчика в нуль/из нуля.
Необходимо найти способ определить наличие связи между приемником и источником. На основе анализа [60] было предложено использовать рекурсивную процедуру поиска в глубину.
У всякого элемента сети может быть три состояния:
1) отказал,
2) исправен и доступен,
3) исправен, но доступность неизвестна.