Вы здесь

Метод синтезу топологічної структури мережі передачі даних за критерієм мінімальної вартості з використанням генетичного алгоритму

Автор: 
Шубін Євген Вікторович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2006
Артикул:
0406U000077
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Различные стадии процесса создания сети передачи данных требуют решения
широкого круга задач анализа, синтеза и оптимизации. Содержание данных задач
определяется методологией проектирования сетевой архитектуры СПД и ее
элементов. В процессе проектирования формируется топологическая структура СПД,
которая должна отвечать поставленным требованиям к ее характеристикам,
выбираются технические средства, разрабатывается программное обеспечение.
Выбор топологической структуры в значительной мере определяет экономические
показатели и эксплуатационно-технические характеристики создаваемой сети
передачи данных.
2.1. Анализ основных характеристик сети передачи данных
2.1.1. Группы основных характеристик сети передачи данных.
Сеть передачи данных представляет собой сложную систему, которая функционирует
в условиях воздействия большого количества случайных факторов. Как и
большинство сложных систем, сеть передачи данных характеризуются различными
показателями. Многие из них противоречивы. Например, среднее время задержки
пакета в СПД и ее загруженность – два противоречивых показателя, которые
дополняют друг друга. Данные показатели характеризуют возможность СПД
удовлетворить запросы абонентов (потребителей) за минимальное время ожидания
при максимальном использовании оборудования. Аналогично противоречивый характер
имеют надежность и стоимость (минимальная стоимость при максимальной
надежности).
Главным требованием, предъявляемым к сети передачи данных, является выполнение
своей основной функции - обеспечение пользователям (абонентам) потенциальной
возможности обмена информацией с заданным качеством. Под качеством СПД,
подразумевается обобщенная характеристика, которая показывает степень
способности системы выполнять заданную целевую функцию в определенных условиях
работы. Все остальные требования - производительность, надежность, стоимость,
совместимость, управляемость, масшабируемость - связаны с качеством выполнения
основной функции [[xlv]].
Все качественные характеристики, предъявляемые к СПД можно разделить на две
основные группы - экономические и эксплуатационно-технические.
К экономическим характеристикам относятся стоимостные характеристики СПД
(затраты на создание и эксплуатацию).
К эксплуатационно-техническим характеристикам относятся: производительность;
надежность; расширяемость; масштабируемость; управляемость; совместимость.
Основными характеристиками, которые определяют производительность СПД, являются
ее пропускная способность и среднее время задержки единицы информации при
передачи. Пропускная способность отражает объем данных, переданных сетью
передачи данных в единицу времени, а среднее время задержки единицы информации,
определяется как задержка между моментом поступления единицы информации на вход
одного ЦК и моментом появления ее на выходе другого ЦК.
Согласно [45] надежность сети передачи данных может быть охарактеризована
следующими показателями: коэффициент готовности (availability) - доля времени,
в течении которого система может быть использована; вероятность доставки пакета
узлу назначения без искажений; вероятность потери пакета; вероятность искажения
отдельного бита передаваемых данных; отношение потерянных пакетов к
доставленным; устойчивость (отказоустойчивостью (fault tolerance)) -
способностью скрыть от пользователя отказ отдельных элементов сети.
Расширяемость – возможность по добавлению отдельных элементов СПД, наращивания
длины сегментов СПД и замены существующей аппаратуры более мощной.
Масштабируемость возможность увеличения количества ЦК и протяженности связей в
очень широких пределах, без снижения производительность СПД.
Управляемость возможность централизованного контроля состояния основных
элементов СПД, выявлять и разрешать проблемы, возникающие в процессе работы
системы, выполнять анализ ее производительности, а также планировать ее
развитие.
Совместимость или интегрируемость – способность включать в себя самое
разнообразное программное и аппаратное обеспечение, возможность сосуществования
различных операционных системы, которые поддерживают различные стеки
коммуникационных протоколов, и работа аппаратных средств и приложений от
различных производителей.
Основными характеристиками СПД, на которые непосредственно влияет ее
топологическая структура, являются стоимость и надежность. Поэтому, при синтезе
топологической структуры сети передачи данных решается оптимизационная задача
по одной из выше названых характеристик. При этом другая характеристика
является ограничением.
2.1.2. Влияние топологии СПД на формирование ее экономических показателей
качества.
В большинстве работ [7, 8, 9] в качестве экономического показателя
эффективности СПД используют затраты на ее создание и эксплуатацию, в который
закладывается коэффициент окупаемости системы, в [8] приведенные затраты на
создание и эксплуатацию СПД определены как сумма затрат на отдельные элементы
СПД (вычислительное, коммуникационное оборудование, каналы связи):
, (2.1)
где -количество элементов СПД, а - затраты на отдельные элементы СПД, которые
определяются выражением:
где - затраты на создание (приобретение) -го элемента СПД; - коэффициент
окупаемости -го элемента (равный обратной величине срока его окупаемости), -
эксплуатационные затраты на -тый элемент.
Все элементы СПД условно возможно разделить на две группы: оборудование центров
коммутации и подсистема каналов связи. К группе оборудования центров коммутации
отнесем вычислительное