что такое связность сети
Что такое связность сети
Понятие связности имеет для сети фундаментальное значение. Высокая связность сети предполагает, что такая сеть надежна. Высокая связность, достигаемая при минимальной стоимости сети делает сеть оптимальной.
Существуют детерминированные и вероятностные оценки связности сети.
Детерминированные оценки связности сети
Удаление узлов 1 и 4 разрывает граф. Вершинная связность k = 2. Удаление ребер, входящих в узел 3 делает граф несвязным Реберная связность графа равна l = 3.
Реберная связность рассматривается как мера защищенности графа сети от распада при удалении из него вершин или ребер. На предыдущем рисунке удаление ребер входящих в узел 3 делает граф несвязным.
Множество узлов, удаление которых делает сеть не связной, также называется узловым сечением. Аналогично, множество ребер, удаление которых делает сеть не связной, называется реберным сечением. Поэтому узловая связность соответствует минимальному узловому сечению, а реберная связность – минимальному реберному сечению. Для проверки связности сети используются матрицы смежности, алгоритмы Форда и Фалкерсона и др.
Вероятностные оценки связности сети
В условиях нарушения работоспособности компонентов сети за счет агрессивных или агрессивных воздействий вероятность связности соответствует живучести сети и используется как мера надежности в сетях военного назначения. Иногда вводят понятие структурной надежности сети, которое эквивалентно понятию надежности.
Наиболее простая характеристика живучести сети – вероятность связности всех вершин графа сети. Состояние сети при удалении части вершин или ребер графа могут быть благоприятными и неблагоприятными. Неблагоприятным состоянием будем считать распад графа на не связанные части с учетом технической надежности и внешних условий работы. Живучесть сети определяется суммой вероятностей всех возможных состояний, в которых вершины графа связаны.
где i = 1, 2,3,…,l
P – вероятность связности всех вершин графа,
Аi – благоприятные состояния, в которых граф оказывается связанным,
P(Ai) – вероятность благоприятного состояния,
l – число благоприятных состояний.
Вероятность связанности сети может быть определена либо методом статистического моделирования сети, либо по формуле:
Другой характеристикой надежности сети является вероятность связности 2-х вершин. Две вершины будут связаны тогда, когда в графе существует хотя бы один путь Mi (где i=1…k), связывающий рассматриваемые вершины.
Если Bi – событие, состоящее в том, что хотя бы один такой путь существует, а P(Bi) – вероятность такого события, то вероятность связности 2-хвершин:
где k- количество цепей или благоприятных случаев).
Для приближенной оценки связности пар узлов используют метод простых сечений. Пару вершин можно рассматривать как фрагмент сети. В некоторых практических случаях требуется определять связность фрагмента сети, включающего от 3 и более узлов в сети. Такой показатель называют фрагментной связностью.
Метод простых сечений удобно рассмотреть на примере:
Рис.1
На приведенном рисунке требуется определить связность вершин s и t. Для этого надо определить сечения из 2, 3, 4 и более ребер сети, удаление которых разрывает связь между вершинами s и t. Количество сечений по 2, 3, 4 и т.д. ребер подставляется в формулу:
В нашем примере разъединение сети произойдет, если выйдет из строя не менее 2-х ребер, таких сечений 6 и 5 сечений по 3 ребра.
связность сети
связность сети
—
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]
Тематики
Смотреть что такое «связность сети» в других словарях:
связность — Возможность взаимодействия между компьютерами и терминалами свойство сети, позволяющее разнородным устройствам взаимодействовать между собой. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN connectivity … Справочник технического переводчика
ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки — Терминология ГОСТ Р 53111 2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки оригинал документа: 3.11 вероятность связности (связность) направления электросвязи: Вероятность того, что на заданном… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
вероятность связности (связность) направления электросвязи — 3.11 вероятность связности (связность) направления электросвязи: Вероятность того, что на заданном направлении электросвязи существует хотя бы один путь, по которому возможна передача информации с требуемыми качеством и объемом. Источник: ГОСТ Р… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПОТОК В СЕТИ — функция, сопоставляющая дугам данной сети (ориентированного графа) нек рые числа. Каждое число интерпретируется как интенсивность потока нек рого груза по данной дуге. П. в с. являются удобной моделью при исследовании ряда проблем в транснорте,… … Математическая энциклопедия
сквозная связность — В сетях с коммутацией каналов возможность установления сквозного соединения между любой парой абонентов, находящихся в произвольных точках сети. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под… … Справочник технического переводчика
DNS Distributed Nodelist — (DDN) это способ распространения нодлистовой информации средствами DNS. Содержание 1 Определения 2 Принципы и краткое описание DDN 3 Примечания … Википедия
Сеть хранения данных — Сеть хранения данных, СХД (англ. Storage Area Network, SAN) представляет собой архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические приводы к серверам… … Википедия
вероятность — 3.3 вероятность (probability): Мера того, что событие может произойти. Примечания 1 ИСО 3534 1 дает математическое определение вероятности: «действительное число в интервале от 0 до 1, относящееся к случайному событию». Число может отражать… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Аутизм — Детский аутизм … Википедия
Файловая сеть — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка… … Википедия
ArcMap
Доступно с лицензией Network Analyst.
При создании набора сетевых данных можно определить элементы ребра и соединения, которые будут созданы из исходных объектов. Правильное формирование ребер и соединений имеет большое значение для получения точных результатов сетевого анализа.
Связность в наборе сетевых данных основана на геометрическом совпадении конечных точек линий, вершин линий и точек, а также применении правил связности, установленных в качестве свойств набора сетевых данных.
Группы связности
Связность в дополнительном модуле ArcGIS Network Analyst начинается с определения групп связности. Все источники ребер определяются относительно одной группы связности. Все источники соединений могут определяться относительно одной или более групп связности. Группа связности может содержать любое количество источников. Подключение сетевых элементов зависит от того, к какой группе связности принадлежит элемент. Например, два ребра, созданные из двух отдельных исходных классов объектов, могут быть соединены, если принадлежат одной группе связности. Если ребра принадлежат различным группам связности, то ребра не будут соединены пока не объединятся соединением, которое участвует в обеих группах связности.
Группы связности используются для моделирования мультимодальных транспортных систем. Всем группам связности выбираются сетевые источники, соединенные между собой. В примере мультимодальной системы метро и автодорог, приведенном ниже, линиям метро и входам в метро назначена одна группа связности. Обратите внимание, что Metro_Entrance находится также в одной группе связности с улицами. Формируется связь между двумя группами связности. Любой путь между группами может быть преодолен через общий вход в метро. Например, механизм расчета Маршрут может определить, что лучший маршрут между двумя положениями в городе для пешехода – пройти по улице до входа в метро, сесть в вагон, пересесть на промежуточной станции на другой поезд и выйти из другого входа в метро. Группы связности различают две сети, а затем соединяют их в общих соединениях (входы в метро). 
Соединение ребер в группе связности
Примечание:
При работе с линейными объектами, состоящими из нескольких частей, имейте в виду, что Network Analyst обрабатывает вершины на концах каждой части как конечные точки, а не как вершины.
Внимание:
Не все пересекающиеся линейные объекты могут создавать связанные ребра. При отсутствии общих совпадающих конечных точек или вершин политика связности не создаст соединения в точке пересечения. Сначала должны быть удалены данные улиц для набора сетевых данных, таким образом, чтобы существовали либо вершины, либо конечные точки во всех определенных соединениях.
Если необходимо удалить данные улицы, используйте или инструмент геообработки, например, Интегрировать (Integrate) для разбиения пересекающихся линий, или установку топологии на эти классы объектов и отредактируйте объекты улиц во время применения правил топологии, которые обеспечивают разделение объектов на пересечениях.
Соединение ребер посредством соединений по группам связности
Ребра в различных группах связности могут быть соединены только посредством соединений общих для обеих групп связности.
В примере мультимодальной системы, объединяющей сеть автобусов и сеть улиц, автобусная остановка добавлена из точечного источника и принадлежит обеим группам связности. Затем положение точки автобусной остановки должно пространственно совмещаться с автобусными линиями и линиями улиц, к которым оно присоединяется. После добавления положения точки автобусной остановки успех соединения зависит от политики связности соединений. Как и для ребер, соединения соединяются с ребрами в конечных точках или вершинах, в зависимости от политики связности источника целевых ребер. Но бывают ситуации, при которых требуется заместить такое поведение.
Например, автобусная линия, к которой подключается автобусная остановка, имеет политику связности конечных точек, но, зачастую, необходимо переместить автобусную остановку на промежуточную вершину. Для этого необходимо установить политику соединения, чтобы заместить поведение соединения по умолчанию по отношению к данному ребру.
Для замещения поведения соединений по умолчанию, формирующихся в конечных точках или вершинах в соответствии с политикой связности источника ребер, установите связность источника соединения в значение Override. Значение по умолчанию должно унаследовать политику связности ребер.
Моделирование рельефа
Связность сетевых элементов может зависеть не только от того, совпадают ли они по координатам Х и Y, но также и от рельефа. Существуют две опции для моделирования высот: использование полей высот и использование значений z-координаты из геометрии.
Поля высоты
Поля высоты используются в наборе сетевых данных для детализации связности в конечных точках линий. Они содержат информацию о рельефе, полученную из полей класса объекта, который участвует в сети. Это отличается от определения связности на основании значений координаты z, в которых сведения о физическом рельефе сохраняются в каждой вершине объекта. Поля высоты применяются к источникам ребер и соединений. Источники объектов ребер, использующие поля высоты, имеют два поля для описания рельефа (по одному на каждый конец линейного объекта).
В примере ниже, четыре линейных объекта, EF1, EF2, EF3 и EF4, принадлежат к одной и той же группе связности и соблюдают связность конечных точек. Значения рельефности для EF3 и EF4 равны 0; значения рельефности для EF1 и EF2 равны 1. Поэтому в точке пересечения EF3 соединяется только с EF4 (не с EF1 или EF2). Точно так же, EF1 соединяется только с EF2, но не с EF3 или EF4. Важно уяснить, что поля высоты уточняют связность, а не замещают ее. Два элемента ребра могут иметь одинаковое поле высоты и могут совмещаться, но если они размещены в двух различных группах связности, то они не могут быть соединены.
Численные данные, предоставленные поставщиком, обеспечивают данные по полям высоты для моделирования связности. Модель связности набора сетевых данных ArcGIS может использовать эти данные по полям высоты для улучшения связности. Взаимодействие полей высоты с моделью связности также важно для моделирования особых сценариев, как мосты и туннели.
Прежние версии:
Значения z-координаты из геометрии
Если исходные объекты имеют значения z-координаты, хранимые в их геометрии, можно создавать трехмерные сети.
Внешние маршруты пешехода зачастую моделируются с помощью 3D сетей. Необходимо учесть, что многие коридоры в многоэтажных зданиях не видны в 2D (координатах x,y), но их можно различить с помощью значений координат z в 3D-пространстве. Похожим образом шахты лифта соединяют этажи, перемещаясь в вертикальном направлении. В координатах x,y лифты являются точками, но в 3D они соответственно моделируются как линии.
Значения z-координат делает возможным моделирование связности объектов точек и линий в трех измерениях. Связность может возникать в трехмерных сетевых наборах данных только там, где объекты источника (конкретно, точки, конечные точки линий и вершины линий) совместно используют все три значения координат: x, y и z. Следующий набор изображений демонстрирует это требование:
Трехмерные сети также имеют отношение к настройкам политики связности группы связности, что и демонстрируют следующие три изображения:
Объект, обозначенный красной линией, пересекает два параллельных объекта, обозначенные синими линиями, в вершинах (зеленые кубы). Поскольку линии пересекаются в вершинах, их соответствующие ребра могут либо пересекаться в наборе сетевых данных, либо нет, в зависимости от политики подключений.
При наличии трехмерной сети, по ней можно выполнять 3В-анализ.
Пропускная способность сети
Связность и разветвлённость
Протяжённость сети
Перечень параметров
Поскольку понятие «сеть связи» многообразно, затруднительно составить в общем виде такой перечень параметров, который, с одной стороны, достаточно бы полно характеризовал любую конкретную сеть, а с другой – не содержал бы дублирующих или избыточных именно для данной сети параметров.
Ниже предлагается перечень сетевых параметров, по которому на основании выбранных критериев можно произвести интегральную оценку состояния сети:
· Связность и разветвлённость
Под протяжённостью сети в данном контексте подразумевается суммарная длина всех линий, образующих рассматриваемую сеть
Под связностью сети связи (network connectivity) в данном контексте подразумевается свойство сети, заключающееся в возможности установления связи (соединения) между любыми парами узлов этой сети. Если между хотя бы одной парой узлов соединение невозможно, то сеть является несвязной. Сеть является односвязной, если между всеми узлами возможно соединение и двусвязной, если между узлами возможно соединение по двум независимым путям и т.д. На практике сети имеют неоднородную связность, т.е. имеются, например, фрагменты двусвязные и трехсвязные.
Связность сети является важным параметром, во многом определяющим живучесть сети. Однако рассчитать указанные выше параметры связности реальной сети большим количеством узлов довольно сложно.
Разветвлённость сети – это параметр, близкий по своей сути к связности. Он характеризуется количеством линий (рёбер) сходящимся к узлам сети. Этот параметр иногда называют доступностью узлов. Формально сеть считается хорошо разветвлённой, если каждому узлу соответствует не менее трёх-четырёх линий. Этот параметр определить гораздо легче.
Термин «пропускная способность» применительно к сети является в значительной степени условным, хотя в литературе встречается достаточно часто. Условность этого термина связана с тем, что информация в разветвлённой сети не передаётся в каком-то определённом направлении, а вводится и принимается одновременно во многих точках и циркулирует по сложной системе линий. Обычно параметр пропускная способность используется для отдельной линии.
Анализ общих характеристик сетей
Произведем анализ общих характеристик сетей. Прежде всего, все сети могут быть разделены на два функциональных класса в зависимости от объекта информации, обрабатываемого в данной сети. Если сеть обрабатывает (коммутирует) отдельное сообщение пользователя или его часть, то такая сеть по отечественной терминологии является вторичной сетью, а по зарубежной терминологии называется сервисной или мельтисервисной сетью. В первичной сети информация обрабатывается не на уровне отдельного сообщения пользователя, а только на агрегированном уровне, не анализируя адреса и признаков начала и конца сообщения, например, кадр SDH, который может состоять из передаваемых элементов (байтов) многих сообщений или быть заполнен частью одного сообщения передается без анализа содержимой в кадре информации. Кроме того, первичная сеть является физической сетью линий и узлов, а все вторичные сети, например, вторичная телефонная сеть, являются логическими сетями,которые строятся на базе первичной сети.. Логические сети обычно имеют структуру отличную от физической сети линий и узлов. Например, пусть телефонная сеть, изображенная на рис1.2а, состоит из телефонных станций АТС1, АТС2,АТС3 и АТС4, связанных прямыми пучками телефонных каналов по типу «каждая с каждой». На рис1.2б отображены совпадающие с АТС сетевые узлы и линии первичной или транспортной сети, на которой строится приведенная на рис1.2а телефонная сеть.
 | |
 | |
|
Рис. 1.2. Физическая и логическая сети
з этого рисунка можно понять, что для пучков между станциями АТС1 и АТС3, а также между АТС2 и АТС4 не имеется соответствующей линии на первичной сети. На первичной сети эти пучки должны быть организованы в сетевых узлах транспортной сети путем постоянного переключения или кроссировки соответствующих каналов из одной линии в другую. Например, пучок между АТС1 и АТС3 организуется путем переключения в узле 2 каналов из линии 1-2 в линию 2-3. Функция кроссировки не является коммутацией отдельных сообщений, а выполняется целиком для линий или трактов, из которых состоит линия.
Далее будет показано, что вторичные сети работают на сетевом и канальном уровне, а первичные на физическом уровне.
Первичные сети в свою очередь делятся на сети доступа и транспортные сети.
Сети доступа предназначены для сбора и распределения информации, поступающей от оконечных устройств к устройствам сети верхнего уровня. Сети доступа, прежде всего, характеризуются тем, что в них жестко производится привязка оконечного (терминального) оборудования к направлению передачи и к конкретным узлам обработки. В этом случае направление передачи строго соответствует топологии сети доступа, т.е. для всей информации другое направление передачи невозможно.
В узлах транспортной сети производится передача определенной порции информации по тем или иным линиям передачи в зависимости от установленного маршрута, который может быть постоянным или может изменяться.
Топология сетей связи
Выбор той или иной топологии сети обычно производится при построении транспортных сетей или сетей доступа, т.е. относится к физическим сетям. Рассмотрим элементарные базовые топологии или сетевые шаблоны и особенности их выбора при разработке топологии реальных сетей. Топологии могут быть
б) топология «точка-точка» и «линейная цепь»
Топология «точка-точка» является простейшим сетевым шаблоном, она отображает непосредственную связь двух оконечных узлов. Эта топология является составной частью более сложных топологий, например, радиальной. Топология «линейная цепь» отличается от топологии «точка-точка» тем, что два оконечных узла связаны не непосредственно, а с помощью промежуточных узлов. Эта топология может быть реализована в виде простой линейной цепи без резевирования, либо более сложной цепи с резервированием (так называемое плоское кольцо).
Древовидная структура не содержит циклов и является наименее избыточной топологией, число линий в ней равно n-1. В силу этого древовидные сети являются самыми дешевыми, особенно если строится кратчайшее дерево (дерево Прима, которое будем строить на практических занятиях). Древовидной сетью, например, является распределительная сеть абонентского кабеля.
в) радиальная ( звезда)
Сеть типа «звезда» является частным случаем древовидной сети и используется в сетях с концентрацией нагрузки, при этом центральный узел выполняет роль концентратора (или хаба).
Радиально-узловой структурой обычно называют сети произвольной структуры, содержащие циклы, но включающие также узлы, связанные с остальной сетью одной линией. Радиально-узловые сети отличаются неравномерной связностью.
Решетчатые структуры составлены из замкнутых контуров, ячеек или колец, т.е. каждый узел имеет не менее двух выходов. Решетчатые сети позволяют использовать экономически наиболее эффективные способы резервирования с динамической перемаршрутизацией трактов.
Кольцевые структуры широко используются при построении транспортных сетей SDH. В стандартах технологии SDH предусмотрено несколько типов самовосстанавливающихся или отказоустойчивых кольцевых структур, обеспечивающих автоматическое резервирование всего проходящего трафика при повреждении аппаратуры или линии. Наиболее часто первичные местные сети строятся как структура нескольких взаимосвязанных колец.
Топология типа “шина” используется в основном в сетях доступа с широковещательным типом передачи, например, в технологии Ethernet.
На практике наиболее часто используют комбинацию базовых топологий, например, радиально-кольцевая, когда в центре расположено кольцо, а к входящим в кольцо узлам подключаются цепочка узлов. Большое распространение получила топология вида «ромашки», когда в центральные узлы объединены в кольцо, к двум узлам которого подключены «лепестки», организующие цепочки из периферийных узлов. Такая структура позволяет между любой парой узлов найти два независимых пути.
Технологии передачи в сетях
Плезиохронные системы имеют уровни иерархии кратные 4. Это системы передачи, имеющие 30, 120, 480 и 1920 рабочих каналов. С точки зрения интерфейса с системами синхронной цифровой иерархии эти системы имеют наименование Е1,Е2,Е3 и Е4. В рекомендации МСЭ G.703 определена структура физического интерфейса для сопряжения систем PDH и SDH. Более подробно технология SDH будет рассмотрена в следующих лекциях.
В настоящее время для передачи цифровой информации используются также аналоговые методы. Это серия протоколов xDSL. В этих методах используются сложные способы модуляции и организации связи. Например, в протоколе HDSL производится установление соединение в асинхронном байт-ориентированном режиме, после образования соединения осуществляется переход в синхронный бит-ориентированный режим. Существует серия протоколов для модемов, устанавливаемых на двухпроводных абонентских линиях типа RS-232C, которые имеют спецификации V.21, V.22bis и др. Существуют протоколы для четырехпроводных линий- V.23, V.26 и др.
Вопросы к лекции1
1.К каким типам сетей по терминологии Закона о связи относятся корпоративные сети?
2. Какое основное отличие корпоративной сети от сети общего пользования?
3. Какой информационный объект обрабатывается во вторичных сетях?
4. каким образом реализуется распределительная функция в первичной сети?
5. Чем отличаются логические сети от физических сетей?
6. В чем основное отличие асинхронных систем передачи от систем TDM?
7. Почему цикл синхронных систем равен 125 мкс?