Модели и алгоритмы оптимизации структур локальных вычислительных сетей информационных систем

• Автор: Шестаков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 281 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1.1. Анализ архитектуры информационных систем масштаба предприятия на базе локальных вычислительных сетей ГО
1.2. Анализ существующих постановок и методов решения задачи оптимизации топологии вычислительных сетей распределенных информационных систем
1.3. Обобщенная постановка задачи оптимизации топологической структуры локальных вычислительных сетей информационных систем
ВЫВОДЫ

2. МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ОДНОРОДНЫХ ЛВС ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

2.1. Постановка задачи оптимизации топологической структуры

однородных ЛВС информационных систем на базе

концентраторов

2.2. Алгоритмы решения задачи оптимизации топологической структуры ЛВС информационных систем на базе
концентраторов и их анализ
2.3 Постановка задачи оптимизации топологической структуры однородных ЛВС информационных систем на базе
коммутаторов
2.4 Алгоритмы решения задачи оптимизации топологической структуры ЛВС корпоративных информационных систем на базе коммутаторов и их анализ
ВЫВОДЫ
3. МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НЕОДНОРОДНЫХ ЛВС ИНФОРМАЦИОННЫХ д СИСТЕМ
3.1. Постановка задачи оптимизации топологической структуры
неоднородных звездообразных ЛВС
3.2. Анализ существующих постановок задачи оптимизации неоднородных ЛВС и выбор метода решения
3.3. Генетический алгоритм оптимизации топологической структуры неоднородных звездообразных ЛВС
3.4. Экспериментальное исследование модифицированного генетического алгоритма синтеза топологической структуры ЛВСИС
ВЫВОДЫ
4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛВС ИС
4.1. Реализация средств оптимизации топологической структуры ЛВС ИС в САПР Модель
4.2. Оптимизация топологической структуры ЛВС корпоративной информационной системы Шахтинских межрайонных электрических сетей
4.3. Оптимизация топологической структуры ЛВС информационной системы Шахтинского филиала гуманитаргого институра г.Москва
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Топологическая структура на базе коммутатора характеризуется высокой пропускной способностью. Это связано с тем, что коммутатор позволяет устанавливать параллельные каналы связи между рабочими станциями, подключенными к разным портам. Таким образом, информационный обмен двух рабочих станций не влияет на работу остальных станций, подключенных к коммутатору. Другой важной характеристикой коммутатора является возможность обеспечения разных скоростей обмена в пределах пропускной способности каждого порта, в зависимости от возможностей рабочих станций. Так, коммутаторы фирмы 3ii 0 поддерживают портов ii или порта 0, 1 2 порта ii 5 портов 0X, порта . Стоимость коммутатора выше по сравнению с концентратором, однако, он обеспечивает пропускную способность порта каждой рабочей станции, и в условиях высокой интенсивности информационного обмена применение коммутаторов позволит распределить нагрузку и обеспечить возможность функционирования информационных подсистем в рамках единой ЛВС. Анализ производимого на сегодняшний день АО показал, что его стоимость возрастает с повышением пропускной способности. Таким образом, затраты на создание ИС на базе ЛВС существенно зависят от решения задачи оптимизации топологической структуры локальной сети. Варианты построения топологических структур ЛВС для различных архитектур ИС приведены на рис. ЮОМйрз. Рис. Анализ архитектуры ЛВС звездообразной структуры позволил определить основные классы топологических структур ЛВС Рис. Р, коммутируемый К и неоднородный С. ЛВС класса Р характеризуется тем, что для организации топологической структуры используются концентраторы. Они являются наиболее дешевыми устройствами и обеспечивают невысокую пропускную способность. Такая организация ЛВС пригодна для реализации ИС с низкими требованиями по нагрузке и с небольшим количеством рабочих станций уровня рабочих групп. Таким образом, выделены следующие классы топологических структур рис. Рис. ЮШО рис 1. СРОК смешанный разделяемый с коммутаторами и концентраторами рабочих групп СРОКР смешанный коммутируемый с коммутаторами и концентраторами рабочих групп СКОКР смешанный коммутируемый с концентраторами рабочих групп СКОР рис. Разделяемая ЛВС на базе одного концентратора с возможностью использования стекового концентратора. Рис. Наиболее популярными и широко распространенными в классе систем масштаба предприятия до сегодняшнего дня были ИС на базе ЛВС типа моноканал, что обусловливает наличие большого числа моделей и методов синтеза таких архитектур. Опыт в проектировании систем звездообразной и иерархической структуры накоплен в моделях ИС регионального и глобального масштабов. Проблема проектирования топологии ИС с использованием сетей передачи данных СПД звездообразной и иерархической структуры традиционно разбивают на две задачи . К первой задаче относятся модели синтеза и оптимизации структуры абонентских СПД. Абоненты могут подключаться к вычислительному центру ВЦ или к узлу коммутации УК единственным каналом связи, что образует радиальную структуру абонентской сети передачи данных, или с использованием концентраторов иерархическую структуру, а также может использоваться многопунктовая схема подключения, при которой абоненты разделяют канал, образованный в виде дерева. Вторая задача направлена на решение вопросов проектирования структуры межцентровой СПД. Топологическая структура межцентровой сети в одних постановках полносвязная, а в других определяется на основе информационного обмена между ВЦ или абонентами, подключенными к разным УК. Существуют также работы, посвященные проектированию структуры абонентской и межцентровой СПД в рамках одной модели. Таким образом, целесообразно подробно рассмотреть наиболее близкие к задаче проектирования топологической структуры ЛВС существующие постановки задачи и методы синтеза топологической структуры абонентских СПД. Проблеме синтеза оптимальной структуры абонентских СПД посвящено значительное число работ ,,4,,,. Рис. СПД радиальной сруктуры проектирование абонентских СПД древовидной структуры конструирование абонентских СПД с концентраторами данных.