3. Содержание отчета

1. Структура сети и исходные данные.

2. Графики зависимости сетевых характеристик от нагрузки.

3. Анализ полученных результатов.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение маршрутизации и назовите три класса методов маршрутизации.

2. Как строится маршрут по принципу последовательной маршрутизации?

3. По каким признакам классифицируют все методы маршрутизации?

4. Какие методы маршрутизации различают по принципу управления сетью?

5. Как разделяются методы маршрутизации по характеру процесса поиска на сети?

6. Как делятся методы маршрутизации по способу выбора исходящего направления передачи?

7. Как делятся таблицы маршрутизации по виду?

8. Опишите процедуру построения таблиц маршрутизации.

9. Что представляет собой план распределения информации?

10. Что называется марковской цепью? Чем она характеризуется?

11. Что представляет собой марковский процесс? Какими свойствами он обладает?

12. Какие показатели функционирования сети связи с коммутацией пакетов являются главными?

13. Опишите процесс прохождения пакета по сети.

14. Опишите работу узла коммутации сети связи с КП.

15. Как строится матрица переходных вероятностей?

16. Опишите процесс построения ситуационной таблицы.

Литература

1. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов/ Под ред. И.А. Ушакова. – М.: Радио и связь, 1988. – 208 с.

2. Гладкий В.С., Гавлиевский С.Л. Численные методы анализа процессов маршрутизации на сетях ЭВМ// Программирование, №3. – М.: Наука, 1986. – с. 78 – 87.

3. Данилов А.Н. Сборник лабораторных работ по анализу сетей связи с использованием ПЭВМ. – М.: МТУСИ, 1997. – 58 с.

4. Семейкин В.Д. Маршрутизация на сетях связи. Учебное пособие по дисциплинам: «Сети связи» и «Цифровые сети интегрального обслуживания». – Астрахань: АГТУ, 2003. – 44 с.

5. Филипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей. М.: Мир, 1984. – 496 с.

Работа № 8. Изучение методов оценки структурной надежности сетей связи

Цель работы: Исследование структурной надежности сети связи методом полного перебора и методом статистического моделирования.

1. Типы структур сетей связи

Основными характеристиками сетей связи независимо от систем передачи информации являются: структура, топология и структурная надежность.

Структура сети связи – взаимное расположение узлов коммутации и линий связи без учета их расположения на местности.

Топология сети – структура сети связи с учетом реального расположения ее элементов.

В качестве количественных оценок структуры сети связи, как правило, используют количество узлов коммутации (УК) – s; количество линий связи – М; количество каналов в линии связи, соединяющей i-й и j-й узлы коммутации – K_ij ^{(i, j} = 1, 2,…s; i ≠ j); степень узла коммутации, которая показывает общее число линий связи от данного узла к соседним – R_i; сечение сети – минимальное число линий связи, одновременный отказ которых приводит к несвязности сети – v.

Одной из основных характеристик сети связи является структурная надежность – свойство сети обеспечить связность сети в условиях выхода из строя ее элементов.

Сеть считается связной, если все узлы коммутации можно соединить между собой цепью примыкающих друг к другу линий связи.

Существует большое число структур сетей, которые объединяют заданное множество УК, однако среди них можно выделить три типа: сетеобразные, древовидные и кольцевые.

Кольцевые структуры имеют при s узлов коммутации М (М = s) линий связи и R_i = v = 2. Капитальные затраты для создания сети связи кольцевой структуры относительно невелики. Однако, и структурная надежность такой сети тоже невысокая. Так, при выходе из строя всего двух соседних узлов коммутации сеть оказывается несвязной.

К древовидным структурам сетей связи относятся все структуры, имеющие v = s – i. Это – звездообразные (v =1), линейные (v =1, R_i =2) и иерархические (v =1) структуры. Отличительная особенность древовидных структур – минимальные капитальные затраты для их создания.

Сетеобразные структуры сетей, в зависимости от их изображения на плоскости разделяются на плоские (не имеют пересекающихся линий связи) и объемные (нельзя представить без пересечения линий связи).

Объемные структуры, в зависимости от степени каждого УК могут быть полносвязными и неполносвязными.

В полносвязных структурах каждая пара УК соединена линией связи (R_i = v = s – 1). Для ее построения необходимо иметь M = s^∙(s – 1)/2 линий связи. Структурная надежность таких сетей по сравнению с другими самая высокая. Однако, основным недостатком полносвязных сетей являются большие капитальные затраты на их создание.

В неполносвязных структурах не каждая пара УК соединена линией связи. Для их построения при s УК необходимо M = sr_СР /2 линий связи, где R_ср – средняя степень УК сети.

Плоские сетеобразные структуры разделяются на ячеистые и радиально-кольцевые. Последние имеют высокую степень концентрации УК в центре сети. Радиально-кольцевые структуры, как правило, применяются в сетях с явно выраженным характером тяготения отдельных УК к центру. Структурная надежность таких сетей, ввиду большого числа маршрутов между произвольной парой УК, достаточно высокая. При этом капитальные затраты относительно небольшие.

Ячеистые структуры в отличие от радиально-кольцевых структур имеют относительно равномерное распределение УК по всей площади сети связи. Каждый УК имеет связь только с небольшим числом других узлов, как правило, ближних по расстоянию или имеющих большое тяготение. Из-за наличия большого числа маршрутов между произвольной парой УК ячеистые структуры обладают достаточно высокой структурной надежностью при небольших капитальных затратах по сравнению с объемными. Ячеистые структуры разделяют на регулярные и нерегулярные. К последним относятся структуры, в которых степень R_i каждого УК различна. Для них количество линий связи M = s_*r_ср /2.

В ячеистых регулярных структурах каждый УК имеет степень R_i = 3 (сотовые), R_i = 4 (квадратные), R_i = 6 (треугольные). Для их создания необходимо M =R_i*s/2 линий связи.

На рис.1 показаны некоторые типы структур сетей связи:

а) древовидная звездообразная;

б) неполносвязная;

в) непланарная (объемная) полносвязная;

г) непланарная (объемная) неполносвязная;

д) кольцевая;

е) древовидная с общей шиной;

ж) древовидная иерархическая;

з) планарная регулярная квадратная;

и) планарная регулярная сотовая.

Рис. 8.1. Структуры сетей связи

Выбор той или иной структуры сети зависит от требований пользователей, величины нагрузки и других факторов.