Разработка моделей и алгоритмов размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях

Разработка моделей и алгоритмов размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях

Автор: Митрошин, Александр Александрович

Шифр специальности: 05.13.13

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2002

Место защиты: Рязань

Количество страниц: 193 с. ил

Артикул: 2299637

Автор: Митрошин, Александр Александрович

Стоимость: 250 руб.

Разработка моделей и алгоритмов размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях  Разработка моделей и алгоритмов размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях 

Введение.
Глава 1. Обзор способов описаний топологий вычислительных сетей и распределения информационных ресурсов.
1.1 Модели и основные топологические характеристики сетей связи
1.2 Существующие топологии сетей.
1.3 Методы построения топологий
1.4 Методы распределения информационных ресурсов
1.5 Выводы
Глава 2. Оптимальное размещение информационных ресурсов в сети
2.1 Выбор критерия оптимизации.
2.2 Оптимальное размещение информационного ресурса в сети.
2.3 Оптимальное размещение множества
информационных ресурсов в сети.
2.4 Оптимальное размещение информационных ресурсов
с копированием.
2.5 Обобщение задачи о назначениях
2.6 Минимизация суммарного потока на заданном подмножестве ребер сети за счет распределения информационных ресурсов
2.7 Определение пропускных способностей каналов связи сбалансированных сетей.
2.8 Выводы
Глава 3. Оптимизация топологии вычислительных сетей.
3.1 Влияние среднего расстояния на параметры сети
3.2 Анализ сетей с диаметром
3.3 Синтез сетей с диаметром Т2.
3.4 Анализ сетей с диаметром Э3
3.5 Оценка количества добавляемых ребер для достижения требуемого среднего расстояния.
3.6 Среднее расстояние объединенных сетей.
3.7 Анализ топологий многопроцессорных систем с точки зрения среднего расстояния
3.7 Выводы
Глава 4. Экспериментальная проверка результатов.
4.1 Проведение эксперимента на физической модели
4.2 Выбор модели и среды моделирования.
4.3 Описание вычислительного эксперимента
Заключение
Библиографический список
Приложения
Приложение 1. Листинг моделирования вычислительной сети при оптимальном размещении информационного
ресурса.
Приложение 2. Листинг моделирования вычислительной сети при наихудшем размещении информационного
рссуреа.
Приложение 3. Копии актов о внедрении.
Общая характеристика работы
А кт уальность темы. Широкое распространение информационновычислительных предприятий сетей привело к появлению и решению огромного количества прикладных задач тесно связанных е их использованием. Сегодня функционирование крупного и даже среднего предприятия невозможно представить без эффективно действующей информационной системы. Региональные сети связывают сети предприятий, что приводит к образованию единого регионального информационного пространства. Глобальные сети делают доступной информацию из любой точки земного шара.
Сфера применения корпоративных сетей постоянно растет и, судя по всему, предсказать весь спектр задач, которые могут решаться с помощью сетевых технологий не представляется возможным. Однако, существующие на сегодняшний день области применения, такие как автоматизация документооборота, образование, банковское дело, связь, учетная деятельность и др. уже привели к тому, что количество информации, передаваемой через корпоративные сети, существенно возросло. Причем массовое использование средств цифровой телефонии и передача видео в реальном времени приведет к значительно большему росту количества передаваемой информации. Ситуация в области использования корпоративных сетей выглядит сегодня следующим образом чем более производительными становятся средства передачи данных, тем большее количество задач на них возлагается, что приводит к существенному увеличению нагрузок и, как следствие, ухудшению их характеристик с точки зрения конечного пользователя. Судя по всему, такая тенденция будет прослеживаться и в дальнейшем.
i сказанное позволяет сделать вывод о необходимости использования таких методов построения корпоративных спей, которые позволяют сократить нагрузку на них и, следовательно, повысить эксплуатационные
характеристики без использования дорогостоящей модернизации линий связи и сетевого оборудования. В качестве одного из таких методов предлагается снижение суммарной нагрузки на линии связи сети за счет оптимизации размещения информационных ресурсов в ней. Поэтому тема диссертационной работы является актуальной.
Цель работы. В процессе анализа темы диссертационной работы была выявлена тесная связь между решением задачи размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях и топологическими характеристиками сетей, в частности средним расстоянием. Поэтому целями диссертационной работы являются
1. разработка алгоритмов, позволяющих уменьшить суммарный поток на всех линиях связи сети или некотором подмножестве линий за счет оптимального распределения информационных ресурсов в узлах
2. анализ топологий сетей и проектирование топологий по заданному среднему расстоянию.
Основные задачи. В работе поставлены и решены следующие основные задачи
исследование существующих способов описания и построения топологий информационновычислительных сетей и многопроцессорных систем, способов размещения па них информационных ресурсов
обоснование использование суммарного потока как критерия при оптимизации размещения информационных ресурсов
размещение одного и множества информационных ресурсов в сети но критерию минимума суммарного потока без ограничений и при существовании количественных и структурных ограничений
размещение информационных ресурсов при возможности их копирования
размещение информационных ресурсов, минимизирующее суммарный поток на заданном подмножестве линий связи
исследование влияния топологических характеристик сети, в частности среднего расстояния, на функционирование сети
анализ сетей с малыми диаметрами и построение сетей с диаметром 2 по заданному среднему расстоянию
определение точек соединения сетей подразделений для получения объединенной корпоративной сети с минимальным средним расстоянием.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использован аппарат теории графов, теории вычислительных систем, теории дискретной оптимизации и математического программирования, комбинаторной теории неотрицательных матриц.
Научная новизна. В диссертационной работе предлагается решение поставленных задач. Научная новизна состоит в следующем
предложены алгоритмы размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях но критерию минимума суммарного потока в линиях связи
предложены алгоритмы размещения информационных ресурсов в корпоративных сетях по критерию минимума суммарного потока на произвольном подмножестве линий связи
сформулирована и решена обобщенная задача о назначениях разработан алгоритм растущей функции для решения задачи минимизации линейной формы на бинарных матрицах, имеющих ограничения на структуру
доказан ряд утверждений, позволяющих определить возможность построения сетей с диаметром 2 как в общем случае, так и в случае принадлежности топологии сетей к классам дувалентных, двудольных и у ни валентных сетей
предложен алгоритм синтеза сетей с диаметром 2 по заданному среднему расстоянию
доказан ряд утверждений, позволяющих определить значимость выбора точек соединения при объединении сетей и определять точки
соединения для достижения минимального среднего расстояния объединенной сети.
Достоверность. Достоверность основных положений и полученных результатов диссертационной работы подтверждается математическими обоснованиями и доказательствами, корректным использованием математического аппарата теории графов, теории вычислительных систем, теории дискретной оптимизации и математического программирования, комбинаторной теории неотрицательных матриц, результатами имитационного моделирования.
Практическая ценность работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены и использованы при размещении информационных ресурсов в сети Рязанской государственной радиотехнической академии, в ФГУП ОКБ Спектр г. Рязань при разработке корпоративной сети УВД Рязанской области, используются в учебном процессе РГРТА. Полученные результаты использованы при проведении следующих научноисследовательских работ Разработка
проекта программы развития единой образовательной среды Рязанской области в рамках программы Государственная поддержка региональной научнотехнической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала Разработка программы развития единой информационной среды сферы образования Рязанской области на гг. Разработка методологии личностноориентированных моделей знаний для создания тестовых интернетсистем в образовании .
Апробация результатов диссертации. Результаты, полученные при работе над диссертацией, докладывались на научнотехнической конференции РГРТА, Рязань, февраля г. й Международной научнотехнической конференции Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций, Рязань, ноября г. Четвертой Всероссийской научной конференции с международным участием молодых ученых и аспирантов, Таганрог, ноябрь г. Четвертой
Всероссийской научнотехнической конференции Информационные технологии в науке, проектировании и производстве, Нижний Новгород, январь г. научно технической конференции РГРТА, Рязань, января 2 февраля г. Третьей выставкеярмарке Современная образовательная среда, Москва, ВВЦ, ноября г., павильон .
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, библиографического списка источник, изложенных на 4 страницах и содержит 3 таблицы, рисунков, общий объем диссертации 3 страницы.
Введение


Рг Наибольший интерес в качестве моделей сетей связи представляют графы, орграфы и взвешенные графы 5,6,7. Из определения следует представление графа в виде матрицы инцидентности Л7 и,. Граф С можно однозначно задать его матрицей смежности Л7 ,,, а именно пи д п 0 лу, то есть элемент П . Для ренения задач, связанных с проектированием сетей с заданным средним расстоянием и распределением информационных ресурсов на сети наибольший интерес представляют взвешенные неориентированные графы. Граф называется взвешенным, если его ребрам поставлены в соответствие некоторые числовые значения веса. В качестве весов удобно использовать расстояния между вершинами графа, то есть количество ребер, которые необходимо пройти для достижения одной вершины из другой. В дальнейшем в качестве модели топологии сети будет использоваться полный взвешенный неориентированный граф с весами, определяющими расстояния между вершинами. Этот граф будет описываться с помощью матрицы смежности. Получаемая таким образом мат рица называется матрицей расстояний. Рассмотрим основные топологические характеристики сетей 4,5,1. Целесообразность определения таких характеристик состоит в том, что уже на ранней стадии проектирования появляется необходимость оценивать качество системы и ес элементов с позиций общего системного подхода. Болес того, в зависимости от конкретной системы одинаковые топологические характеристики могут получать различную физическую интерпретацию. Сложность определяется как число элементов и связей, составляющих топологию. Связность способность противостоять разбиению, разделению топологии на составные части. Данная количественная характеристика позволяет выявлят ь узкие места в топологии. Иерархичность проявляется в структуре связи между элементами. Характеристика позволяет разделить элементы топологии в порядке их значимости и дает возможность провести классификацию топологий. Переменность топологии возможность изменения топологии связей между элементами с целью достижения наибольшей адекватности между системой и выполняемыми сю функциями. Переменность топологии является сложной характеристикой, включающей в зависимости от анализируемого объекта такие параметры как доступность и блокируемое. Диаметр соответствует метрической характеристике, введенной на графе для определения кратчайшего пути между наиболее удален ы м и вершинам и. Среднее расстояние определяется как среднее расстояние между вершинами сети. Надежность способность топологии обеспечить функционирование системы в течение заданного промежутка времени. Живучесть оценивает сохранение частей топологии, обеспечивающих выполнение поставленной задачи. Живучесть имеет тесную функциональную связь с показателями надежности топологии. Наращиваемость способность топологии к развитию, достигаемая изменением числа вершин и ребер. Ю.Стоимость характеристика, оценивающая стоимость реализации. Условное быстродействие характеризует время решения следующей задачи выполнить обмен элементарными сообщениями между всеми парами процессоров компьютеров. С , Т условное быстродействие, к число связей. Однородность. Однородной по узлам ребрам называется сеть, все узлы ребра которой принадлежат одной группе автоморфизмов. Однородная по узлам и ребрам сеть является абсолютно однородной. История проектирования сетей уже достаточно богата. Проектирование многопроцессорных систем, систем распределенной обработки, локальных и глобальных вычислительных сетей, сетей электрической связи породило большой набор топологий. Выбор той или другой из них основывается на анализе комбинаторногрупповых свойств , среднего числа активных процессоров , пропускной способности , времени передачи сообщения от одного процессора к другим , коэффициента загрузки оборудования , доли полезного времени работы процессоров , с учетом универсальных классических критериев. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся виды топологий. Одномерная линейная топология. Используется для решения специфических задач и характеризуется наименьшим числом внутренних связей.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.371, запросов: 244