Разработка программного инструментария управления маршрутизацией информационных потоков в корпоративных вычислительных сетях

• Автор: Лашт, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
1.1 Основные концепции сетевых взаимодействий
1.2 Использование технологии маршрутизации для построения
КРУПНОМАСШТАБНЫХ ВЫЧИС.ШТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
1.3 Использование технологии коммутации для построения
КРУПНОМАСШТАБНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
1.4 Использование технологии комму тации 1Р-пакетов на канальном уровне
для построения крупномасштабных вычислительных сетей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАРШРУТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
2.1 Основные концепции маршрутной политики
2.2 Организация процесса обмена маршрутной информацией между' автономными системами на базе внешнего протокола маршрутизации BGP
2.3 Организация процесса локальной маршрутизации на базе протокола RIP
2.4 Организация процесса локальной маршрутизации на базе протокола IGRP
2.5 Организация процесса локальной маршрутизации на базе протокола QSPF
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ГРАФОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
3.1 Построение структурной схемы корпоративной вычислительной сети
3.2 Построение топологической базы данных корпоративной вычислительной сети
Оглавление

3.3 Исследование связей элементов вычислительных сетей на базе связности
КОМПОНЕНТОВ ГРАФА СОСТОЯНИЯ
3.4 Исследования возможных методов представления результатов построения эффективных маршрутов в ПАМЯТИ ЭВМ
3.5 Анализ алгоритмов поиска маршрутов на графах
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
4.1 Создание эффективного подхода и методики динамической маршрутизации информационных потоков в корпоративных вычислительных СЕТЯХ
4.2 разработка алгоритма поиска на графе состояния вычислительной сети всех нетривиальных маршрутов представляющих собой ориентированные ПРОСТЫЕ ЦЕПИ
4.3 АНАЛИЗ ПОТРЕБНОСТЕЙ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА К РЕСУРСАМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
4.4 Пример функционирований разработанного алгоритма
4.5 АНАЛИЗ ПРЕИМУЩЕСТВ ПРЕДЛОЖЕННОГ О ПОДХОДА К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ МАРШРУТИЗАЦИИ
4.6 ПРОГРАММНЫЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПОС ТРОЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ МАРШРУТОВ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДУЛЯ РАСЧЁТА МАРШРУТОВ.

Введение.
Актуальность работы.
В настоящее время во всём мире вычислительные сети (Ьпегий / 1ШгапеЦ становятся неотъемлемой частью существования общества. Получают широкое распространение прикладные средства, использующие вычислительные сети в качестве транспортной среды для передачи огромных объёмов информации и требующие при этом гарантированного времени доставки (аудио / видео конференции, “аудио / видео по требованию”, компьютерная телефония, ...).
Удовлетворение постоянно растущих потребностей прикладных средств в качестве обслуживания, предоставляемого вычислительными сетями, обеспечивается за счёт развития двух основных направлений в сетевых технологиях.
Первое направление, это увеличение пропускной способности каналов связи. Результатами его развития является внедрение всё более высокоскоростных стандартов передачи данных и ежегодное увеличение количества и пропускной способности каналов связи, объединяющих рабочие места, корпорации, города, страны и континенты.
Вторым направлением является развитее алгоритмического и программного обеспечения, реализующего механизм доставки информационных пакетов. Базовой частью данного обеспечения является модуль маршрутизации, осуществляющий поиск оптимального пути между источником информационных пакетов и их получателями. Улучшить качество маршрутизации в локальных сетях можно за счёт совершенствования принципов нахождения оптимальных маршрутов, учитывающих функциональные потребности современных инструментальных средств. Таким образом, разработка программного инструментария управления маршрутизацией информационных потоков в вычислительных сетях является актуальной научной задачей и соответствует современным тенденциям развития телекоммуникационных технологий.
Цель исследований.
Цель исследований настоящей работы заключается в разработке математического, алгоритмического и программного обеспечения оптимального управления процессом
Глава

полезно, так как позволяет выявить случаи, когда применение конкретной модели комм5пгатора для конкретной сети заведомо неприемлемо.
Так как интенсивности потоков кадров между узлами сети оценить удается далеко не всегда, то приведем соотношение, которое позволяет говорить о том, что коммутатор обладает достаточной внутренней производительностью для поддержки потоков кадров в том случае, если они проходят через все его порты с максимальной интенсивностью. Другими словами, получим условие того, что при данном наборе портов коммутатор является неблокирующим.
Проведённый анализ показывает, что коммутатор будет неблокирующим, если общая внутренняя производительность коммутатора В равна сумме максимальных пропускных способностей протоколов всех его портов Сь
( 1.4 ) В = Ек Ск
То есть, если у коммутатора имеется, например, 12 портов Ethernet и 2 порта Fast Ethernet, то внутренней производительности в 320 Мб/с будет достаточно для обработки любого распределения трафика, попавшего в коммутатор через его порты. Однако, такая внутренняя производительность является избыточной, так как коммутатор предназначен не только для приема кадров, но и для их передачи на порт назначения. Поэтому все порты коммутатора не могут постоянно с максимальной скоростью только принимать информацию извне - средняя интенсивность уходящей через все порты коммутатора информации должна быть равна средней интенсивности принимаемой информации. Следовательно, максимальная скорость передаваемой через коммутатор информации в стабильном режиме равна половине суммарной пропускной способности всех портов -каждый входной кадр является для какого-лнбо порта выходным кадром. В соответствии с этим утверждением для нормальной работы коммутатора достаточно, чтобы его внутренняя общая производительность была равна половине суммы максимальных пропускных способностей протоколов всех его портов:
( 1.5 ) В = (£к Ск)/2
Поэтому, для коммутатора с 12 портами Ethernet и 2. портами Fast Ethernet вполне достаточно иметь среднюю общую производительность в 160 Мб/с, для нормальной