Динамическая модель обработки и перколяции стохастических данных в сетях с упорядоченной и случайной структурой

• Автор: Алёшкин, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Классификация информационновычислительных сетей и методов управления обменом.

1.1. Классификация информационновычислительных сетей

1.2. Топология информационновычислительных сетей

1.3. Обмен данными в информационновычислительных сетях

1.4. Маршрутизация данных в информационновычислительных сетях

1.4.1. Классификация алгоритмов маршрутизации

1.4.2. Протоколы маршрутизации в информационновычислительных сетях.

1.5. Моделирование работы информационновычислительных сетей.

1.5.1. Обзор основных методов аналитического моделирования работы ИВС.

1.5.2. Имитационное моделирование вычислительных сетей.
1.5.3. Моделирование алгоритмов обслуживания.
1.5.4. Моделирование сетей с учетом их структурной топологии.
1.6. Методы теории перколяции в описании информационновычислительных сетей.
1.7. Выводы
Глава 2. Динамическая модель обработки стохастических данных.
2.1. Вероятность достижения критического порога числа заявок.
2.2. Зависимость вероятности достижения критического
числа заявок от времени
2.3. Выводы.
Глава 3. Перколяция данных в сетях с регулярной структурой.
3.1. Образование кластеров при исключении узлов или связей.
3.2. Структура кластеров малых размеров в регулярных сетях.
3.2.1. Сеть, имеющая топологию квадратной решетки.
3.2.2. Сеть, имеющая топологию треугольной решетки
3.2.3. Сеть, имеющая топологию шестиугольной решетки
3.2.4. Сеть, имеющая топологию дерева Кэйли.
3.2.5. Сеть, имеющая топологию решетки 3, 2.
3.3. Распределение кластеров по размерам в зависимости от вероятности достижения на узле критического числа заявок
3.3.1. Аналитический расчет распределения кластеров
по размерам
3.3.2. Численное моделирование распределения кластеров
по размерам.
3.4. Выводы
Глава 4. Перколяция данных в сетях, имеющих случайную структуру
4.1. Алгоритмы построения случайных сетей и расчета кластеров
4.1.1. Сеть Кэйли с произвольным числом связей
4.1.2. Случайная сеть с множеством путей между узлами.
4.1.3. Расчет размеров и числа кластеров
4.2. Программная реализация численного моделирования
образования кластеров в сетях с произвольной структурой.
4.2.1. Основные типы вводимых данных и структур при реализации алгоритмов моделирования.
4.2.2. Реализация алгоритма моделирования сети Кэйли
со случайным числом связей
4.2.3. Реализация алгоритма моделирования сети с множеством путей между узлами.
4.2.4.0писание функциональных возможностей программы численного моделирования перколяции в ИВС.
4.3. Особенности образования кластеров
в нерегулярных структурах
4.4. Сравнение образования кластеров в сетях с регулярной
и случайной структурой
4.5. Алгоритмы маршрутизации и перераспределения потоков заявок в ИВС.
4.5.1. Алгоритм перераспределения потоков
для единичного узла .
4.5.2. Алгоритм перераспределения потоков
для критической области узлов критического кластера.
4.5.3. Алгоритмы маршрутизации потоков заявок.
4.6. Выводы
Основные результаты диссертационной работы.
Приложения.
Акты о внедрении.
Свидетельства о регистрации программ.
Список используемых сокращений.
Литература


А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей — региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда имеют некоторые черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. Однако сейчас уже нельзя провести четкую границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, отличаются от принятых в глобальной сети. Первые четыре типа характерны для локальных сетей, а пятый (как правило, древовидная структура со случайным числом связей между узлами) — для региональных и глобальных. Топологии сети в виде звезды берет свое начало от технологий Mainframe’ов, в которой ЭВМ получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется при передаче данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети, а её пропускная способность определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных в такой сети не возникает. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой является невысокой по сравнению с достигаемой частотой в других топологиях. При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, а коммуникационная связь замыкается в кольцо, по которому регулярно циркулируют сообщения. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив запрос из кольца. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим и очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя одной из них вся сеть парализуется. Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью дополнительных коммутаторов. В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвлительным устройством (максимум на три рабочие станции). Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В таблице 1 приведены общие характеристики вычислительных сетей с различной топологией. Наряду с топологиями вычислительных сетей в виде кольца, звезды и шины, на практике применяется и древовидная структура.