Методы повышения эффективности функционирования сетей передачи данных

• Автор: Смирнов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 153 с. : ил

Оглавление
Введение.

Принятые сокращения и обозначения

1. Анализ методов повышения эффективности функционирования СПД и постановка задачи исследования

1.1. Анализ методов оценки и повышения эффективности функционирования СПД

1.2. Постановка задачи и структурная схема исследования

1.3. Выводы по разделу 1.

2. Методы и алгоритмы маршрутизации пакетов в сети передачи данных

2.1. Кратчайший маршрут при одинаковой загрузке узлов коммутации и метод направленного поиска.
2.2. Кратчайший маршрут при различных загрузках узлов коммутации и модифицированный метод направленного поиска

2.3. Метод эстафетного поиска кратчайшего маршрута.

2.4. Выводы по разделу 2.
3. Математические модели и методы оценки и оптимизации надежности функционирования сети передачи данных
3.1. Повышение системной надежности сети передачи данных
методом маршрутизации.
3.2. Оптимальное резервирование разнотипными элементами при
многих ограничивающих факторах
3.2.1. Постановка задачи оптимального резервирования блоков сети разнотипными элементами
3.2.2. Решение задачи оптимального резервирования при различных элементах методом двойной оптимизации.
3.2.3. Пример решения и алгоритм метода двойной оптимизации .
3.3. Метод граничной точки для решения задачи выпуклого программирования
3.3.1. Постановка задачи и содержание метода граничной точки
3.3.2. Определение граничной точки и оптимизация на поверхности
области допустимых решений.
3.3.3. Алгоритм метода граничной точки.
3.3.4. Обеспечение точности решения и оценка объема вычислений
3.4 Выводы но разделу 3.
4. Методы анализа и синтеза СПД
4.1. Анализ и синтез топологической структуры СПД
4.1.1. Параметрический анализ топологии СПД
4.1.2. Анализ и синтез топологии СПД на основании графов КМ
4.2. Сравнительный анализ вариантов СПД и учет основных требований к ней при проектировании
4.2.1. Основные положения методики сравнительного анализа вариантов СПД
4.2.2. Требование двусвязности при проектировании топологической структуры СПД.
4.2.3. Ограничение межконцевых задержек.
4.2.4. Учет входящего потока заявок.
4.2.5. Определение пропускных способностей СПД
4.3. Выводы по разделу 4
Заключение
Приложения
1. Оценка числа возможных способов коммутации 2х узлов
2. Построение кратчайшего маршрута по матрице задержек
3. Определение направления градиента относительно
области Вх .
4. Акты реализации результатов диссертации.
Список использованных источников


Все больше появляется работ, приближенных к анализу надежности информационных систем [,], однако и в этих работах отсутствуют эффективные методы решения некоторых типов задач надежности, представляющих интерес для ряда важных практических условий. Одной из важнейших проблем остается и проблема синтеза СПД. Основным звеном проблемы является построение топологической структуры СПД. Для магистральных СПД (WAN), в которых расстояния между узлами коммутации (УК), как правило, превышает десятки, сотни километров, топология в решающей мере уже предопределена существующей системой связи. Можно говорить лишь о ее улучшении путем введения дополнительных УК, линий связи (JIC) и реже - об их ликвидации. Сильная зависимость возможностей СПД от ее топологии является главной причиной продолжающихся исследований в этой области [-]. Большое внимание проблеме топологии СПД уделяется и за рубежом [,]. С формальной позиции, задачи топологии сетей описывается на языке теории графов [-]. Они относятся к комбинаторным проблемам, а потому для их решения будут более приемлемы различные специальные и, в первую очередь, комбинаторные алгоритмы и методы [,]. Комбинаторные задачи относятся, как правило, к классу NP-полных [], поэтому проблема оптимизации топологии СПД и далее будет оставаться акгуальной. Сеть передачи данных - это система массового обслуживания (СМО) абонентов, с множеством случайных факгоров, влияющих на ее функционирование. Это означает, что СПД не сможет в полной мере выполнять свои функции, если при ее проекгировании, при разработке сетевых протоколов разных уровней не будут учитываться особенности СПД как системы массового обслуживания. Вплоть до настоящего времени для этих целей широко используются фундаментальные работы JI. Клейнрок [,]. Для количественного анализа СМО могут быть использованы также более ранние отечественные труды [,]. Проектирование и количественный анализ СПД является сложной многокритериальной проблемой, которая не может быть сведена к решению совокупности однокритсриальных задач. Проблеме многокритериаль-ности посвящено достаточно много научных исследований [-] и они продолжаются в настоящее время. Такие показатели СПД как время передачи информации, ее надежность и стоимость наиболее часто используются в математических моделях в качестве основных. Они, как правило, адекватно отражают основные требования предъявляемые к СПД, и позволяют принимать обоснованные компромиссные решения. Проведенный анализ состояния позволил выявить наиболее актуальные проблемы в области функционирования и проектирования СПД и перейти к конкретной формировке научных вопросов и задачи для дальнейшего исследования. Проделанный в р. СПД. Первая группа вопросов может быть кратко сформулирована как задача маршрутизации, основным звеном которой является эффективное построение кратчайшего, в некотором смысле, маршрута на графе. Вк1 = (к,. Ти при передаче пакета от Ак к А,. Поскольку время межконцевой задержки Тк1 включает в себя и время решения задачи построения КМ, то метод и алгоритм должны обеспечивать решение задачи маршрутизации в реальном масштабе времени, или установить что при данной топологии сети, связь между УК Ак и А, невозможна. Так как для надежности связи в современных СПД требуется получение подтверждения о приемке пакета, то тот же алгоритм может быть применен и для построения обратного КМ1. Вторая группа вопросов связана с обеспечением достаточно высокой системной и технической надежности СПД. Под системной надежностью СПД имеется в виду надежность СПД как единой системы, обеспечивающей решение основной задачи СПД -своевременной и надежной передачи информации абоненту. Решение задачи обеспечения максимальной системной надежности сводится к решению задачи поиска КМ, если вместо матрицы задержек т будет использована матрица надежностей р = р. УК А1 к смежному УК А]). Функция системной надежности Р(Вк1) при данном маршруте Ви при решении задачи предварительно приводится к аддитивному виду. Такая необходимость возникает только при несимметричной матрице задержек Т.