/ИТ-книги

Теоретические основы проектирования компьютерных сетей

год издания — 2003, кол-во страниц — 512, ISBN — 5-94836-011-3, тираж — 1000, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 800 гр., издательство — Техносфера

цена: 1000.00 руб

Формат 70x100 1/16. Бумага офсет №1, плотность 80 г/м². Печать офсетная

В монографии рассматриваются методы анализа и синтеза компьютерных сетей. Приводятся точные и приближённые математические методы исследования систем и сетей очередей, а также эффективные вычислительные алгоритмы расчёта таких сетей. С позиций теории сетей очередей описываются различные аспекты проектирования компьютерных сетей. Рассматриваются стохастические сетевые модели анализа задержек, управления потоками и расчёта узлов коммутации пакетов. Систематизируются и исследуются алгоритмы выбора оптимальных маршрутов в сетях пакетной коммутации и динамической маршрутизации в ATM сетях. Даётся описание комбинаторного алгоритма синтеза топологической структуры корпоративных компьютерных сетей. Приводятся новые результаты в области проектирования и оценки производительности беспроводных компьютерных сетей под управлением протокола IEЕЕ 802.11.

«Автор книги известный специалист в области компьютерных сетей и информационных систем на транспорте. Его оригинальные результаты в теории стохастических систем, математическом программировании и теории экстремальных графов положены в основу написания этой книги. Под руководством и при непосредственном участии автора книги реализован целый ряд крупномасштабных проектов компьютерных сетей и информационных систем на транспорте. К ним относятся: сеть Министерства транспорта РФ и Президиума РАН, сеть «Сирена», сеть «Radionet» для беспроводного подключения в Интернет организаций науки и образования г. Москвы, Единая система бронирования и продажи билетов на транспорте, сеть наукограда Обнинск и др.

Надеемся, что настоящая монография будет полезна широкому кругу читателей: аспирантам, научным работникам и инженерам-проектировщикам, занимающимся фундаментальными и прикладными исследованиями в области телекоммуникационных систем и компьютерных сетей.»

Академики РАН Велихов Е. П., Кузнецов Н. А. Из предисловия к книге

Предисловие	3

Введение	12

1 Математические методы теории очередей	17
1.1 Общие положения и определения	17
1.2 Входящий поток, время обслуживания	19
1.3 Марковские случайные процессы	25
1.3.1 Процессы гибели и размножения	25
1.3.2 Метод диаграмм интенсивностей переходов	29
1.3.3 Цепи Маркова с дискретным временем	30
1.4 Преобразования Лапласа и Лапласа - Стилтьеса. Производящая функция	32
1.5 Однолинейные марковские системы массового обслуживания	34
1.5.1 Система типа МïМï1	35
1.5.2 Система типа МïМï1ïn	38
1.5.3 Система с конечным числом источников	39
1.6 Полумарковские однолинейные системы и методы их анализа	40
1.6.1 Метод вложенных цепей Маркова в приложении для системы MïGï1	40
1.6.2 Метод вложенных цепей Маркова в приложении для системы GIïMï1	49
1.6.3 Метод введения дополнительной переменной	52
1.6.4 Метод введения дополнительного события	57
1.7 Многолинейные системы массового обслуживания	63
1.7.1 Системы МïМïn и МïМïnïm	64
1.7.2 Многоканальные системы без буфера для ожидания	66
1.7.3 Система МïМï¥	68
1.7.4 Система MïGï1 с дисциплиной равномерного распределения процессора и дисциплиной LIFO с прерыванием обслуживания	73
1.8 Приоритетные системы массового обслуживания	75
1.9 Многофазные системы	81
1.10 Перспективные направления исследований в теории очередей	87
1.10.1 Исследование систем матричными методами	87
1.10.2 СМО с повторными вызовами	88
1.10.3 Другие направления исследований	89

2 Аналитические методы теории сетей очередей	90
2.1 Основные понятия и определения	90
2.1.1 Маршрутная матрица и потоки в сетях	91
2.1.2 Другие определения	93
2.2 Однородные экспоненциальные сети	94
2.2.1 Уравнения глобального баланса для замкнутых цепей	94
2.2.2 Вид решения в мультипликативной форме	96
2.2.3 Сети, зависящие от нагрузки	99
2.2.4 Показатели качества функционирования однородных сетей	101
2.3 Сети массового обслуживания с несколькими классами сообщений	104
2.3.1 Описание смешанной сети	105
2.3.2 Теорема ВСМР	107
2.3.3 Открытые сети МО с несколькими классами	113
2.4 Итерационный метод анализа средних значений	114
2.4.1 Общее описание метода	115
2.4.2 Однородная замкнутая сеть МО, зависящая от нагрузки	117
2.5 Оптимизация замкнутых однородных сетей массового обслуживания	118
2.5.1 Некоторые свойства характеристик замкнутых однородных сетей МО	119
2.5.2 Постановка и решение задачи оптимизации	123
2.5.3 Пример расчёта	126

3 Вычислительные алгоритмы (методы вычислений характеристик сетей очередей)	132
3.1 Алгоритмы вычисления характеристик однородных замкнутых экспоненциальных сетей массового обслуживания	132
3.1.1 Метод Бузена	133
3.1.2 Вычисление характеристик сети	138
3.1.3 Аналитическое представление нормализующей константы	140
3.1.4 Пример расчёта	144
3.2 Расчёт сетей с несколькими классами сообщений	146
3.2.1 Вычисление нормализующей константы	147
3.2.2 Маргинальное распределение длины очереди и пропускная способность	151
3.2.3 Расчёт среднего времени ожидания и средней длины очереди	154
3.2.4 Алгоритм расчёта замкнутой сети МО, допускающей изменение класса сообщений	155
3.3 Вычислительные аспекты метода анализа средних значений	158
3.3.1 Основные соотношения	158
3.3.2 Оценка эффективности вычислительного алгоритма	159
3.3.3 Расширение метода	162
3.4 Практические аспекты реализации алгоритмов расчёта сетей массового обслуживания большой размерности	165
3.4.1 Выбор масштаба (масштабирование)	166
3.4.2 Реконфигурация сети МО	169
3.4.3 Обобщенный алгоритм свёртки в виде дерева для расчёта сетей МО	170

4 Приближённые методы исследования сетей очередей	178
4.1 Область применения и краткий анализ приближённых методов	178
4.1.1 Аппроксимация функций распределения	179
4.1.2 Диффузионная и декомпозиционная аппроксимации	183
4.2 Декомпозиционные методы на основе теоремы Нортона	184
4.2.1 Теорема Нортона для анализа замкнутых и разомкнутых локально-сбалансированных сетей массового обслуживания	184
4.2.2 Приближённый декомпозиционный алгоритм	187
4.2.3 Пример расчёта	189
4.3 Декомпозиция разомкнутых сетей массового обслуживания на уровне первых моментов	191
4.3.1 Уравнения баланса потоков и дисперсий	191
4.3.2 Диффузионная аппроксимация системы МО GI/G/1	193
4.4 Полиномиальная аппроксимация	199
4.4.1 Описание метода	199
4.4.2 Оценка вычислительной сложности метода	200
4.4.3 Пример расчёта	202

5 Развитие теории мультипликативных сетей очередей	204
5.1 Основные направления развития теории мультипликативных сетей	204
5.2 Сети массового обслуживания с зависимым обслуживанием	206
5.2.1 Описание сети. Обозначения	207
5.2.2 Частные случаи	211
5.2.3 Марковский процесс, описывающий функционирование сети	212
5.2.4 Основная теорема о мультипликативности сети	213
5.2.5 Частные случаи	224
5.3 G-сеть с отрицательными заявками	226
5.3.1 G-сеть с отрицательными заявками и групповыми удалениями положительных заявок	229
5.3.2 G-сеть с отрицательными заявками и триггерами	231
5.4 Решение уравнений баланса для интенсивности потоков и устойчивости G-сетей	233
5.5 G-сеть со случайным временем активизации сигналов	235
5.5.1 Однолинейные узлы	237
5.5.2 Симметричная G-сеть	238
5.5.3 Обсуждение результатов	240
5.6 G-сети с несколькими классами положительных заявок и сигналов	241
5.7 Другие модели и методы анализа G-сетей	246

6 Стохастические модели компьютерных сетей	250
6.1 Структура и информационное обеспечение компьютерных сетей	250
6.1.1 Структура компьютерных сетей	250
6.1.2 Сетевые протоколы	254
6.1.3 Использование теории сетей МО для исследования компьютерных сетей	257
6.2 Методы расчёта характеристик сети пакетной коммутации	259
6.2.1 Анализ межконцевых задержек	260
6.2.2 Оптимизация пропускной способности и выбор маршрутов	264
6.2.3 Модель сети с ограниченной буферной памятью в узлах коммутации пакетов	267
6.3 Управление потоками в сети пакетной коммутации	273
6.3.1 Методы управления потоками	273
6.3.2 Сетевая модель глобального управления	277
6.3.3 Локальное управление буферами	279
6.4 Анализ буферной памяти узла коммутаци	287
6.4.1 Процесс буферизации в узле коммутации и схемы организации буферной памяти	287
6.4.2 Анализ однородного пула равнодоступных буферов	290
6.4.3 Сетевая модель памяти секционной структуры	295
6.4.4 Анализ динамической памяти с цепочкой буферов	299

7 Математические модели исследования алгоритмов маршрутизации	308
7.1 Основные понятия и определения	308
7.2 Постановка задачи	310
7.3 Алгоритмы решения задачи выбора оптимальных потоков в сети	314
7.3.1 Альтернативная маршрутизация	314
7.3.2 Фиксированная (однопутевая) маршрутизация	318
7.3.3 К-путевая маршрутизация	326
7.4 Примеры анализа алгоритмов маршрутизации в сетях передачи данных	329
7.4.1 Анализ различных вариантов алгоритмов маршрутизации для СПД «Экспресс»	329
7.4.2 Анализ развития СПД «Сирена»	333
7.5 Динамическая маршрутизация в ATM сетях	337
7.5.1 Характерные особенности ATM сетей	337
7.5.2 Основные понятия маршрутизации для ATM сетей	339
7.5.3 Взаимосвязь с подсистемой установки соединения	341
7.5.4 Классификация алгоритмов маршрутизации	344
7.5.5 Требования к алгоритмам динамической маршрутизации	346
7.5.6 Входные параметры заявки	348
7.5.7 Параметры состояния сети	351
7.5.8 Показатели качества маршрутизации	362
7.5.9 Анализ подходов к реализации общих требований	366
7.5.10 Маршрутизация запасных соединений	377
7.5.11 Выбор оптимального алгоритма и значений его параметров	383

8 Оптимизация топологической структуры компьютерной сети	392
8.1 Принципы топологического проектирования сетей передачи информации	392
8.2 Описание задачи синтеза топологии; исходные данные	397
8.3 Комбинаторный алгоритм топологической оптимизации сети передачи информации	398
8.4 Оптимизация топологической структуры по критериям стоимости и надёжности	400
8.5 Алгоритм генерации остовных двухсвязных подграфов заданного графа	403
8.6 Характеристики некоторых экстремальных графов. Теорема о нижней границе числа рёбер	406
8.7 Общая задача топологического синтеза компьютерной сети	410

9 Методы анализа беспроводных компьютерных сетей	413
9.1 Состояние и перспективы развития беспроводных радиосетей	413
9.2 Схема распределённого управления	417
9.3 Моделирование беспроводной локальной сети в условиях высокой нагрузки	421
9.3.1 Оценка пропускной способности	423
9.3.2 Оценка вероятности передачи	426
9.3.3 Случай фрагментации пакетов	431
9.4 Моделирование городской радиосети	437
9.4.1 Имитационное моделирование радиосоты	440
9.4.2 Аналитический метод оценки	442
9.4.3 Оценка при технологии FHSS	448
9.5 Численные результаты исследования городской радиосоты	451
9.6 Региональные беспроводные сети на базе ШПС-радиомодемов	458
9.7 Аэростатная беспроводная сеть	462
9.8 Оптоэлектронные атмосферные каналы передачи данных в компьютерных сетях	464

Литература	479

Книги на ту же тему

Принципы и протоколы взаимодействия телекоммуникационных сетей. Учебное пособие для вузов, Битнер В. И., 2008
Создание защиты в Интернете, Цвики Э., Купер С., Чапмен Б., 2002

http://knigoprovod.ru

/ИТ-книги

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему