Транспортные сети. Топология

Понятие структуры сети раскрывает схему связей и взаимодействия ее элементов. При рассмотрении структуры транспортной сети выделяют следующие аспекты ее описания: физический, определяющий состав и связи элементов и логический, отображающий взаимодействие элементов в процессе функционирования сети.

Физическая структура сети - это схема связей физических элементов сети: узлов коммутации (УК), оконечных пунктов (ОП), станций и линий.

Логическая структура сети – структура, определяющая принципы установления связей, алгоритмы организации процессов и управления ими, логику функционирования программных средств.

Топологическая структура сети, или просто топология - это обобщенная геометрическая модель физической структуры сети.

Конфигурация сети – это более конкретный состав аппаратно-программных средств и схема их связей.

В дальнейшем, если не оговорено особо, под термином «структура» понимается топологическая структура.

Под архитектурой сети понимается совокупность физической, логической и функциональной структуры.

В качестве математической модели топологической структуры сети широко используется модель в виде графа (рис. 6.3).

Рис. 1 Граф структуры сети

Обычно вершины графа обозначаются цифрами (1, 2, 3, 4) и сопоставляются с УК и/или ОП, а ребра графа - буквами (а, b, с, d, e) и соответствуют каналам связи. В символической форме графы 2) обозначаются G (А, В), где знак G выражает логическое содержание данного понятия; А = {а1, а2,..., aN} - множество вершин графа; В = {bij} - множество ребер между вершинами аi и аj. Вершины графа называются смежными, если они соединены ребром. Ребра могут быть ориентированными или направленными (ребро е) и неориентированными или ненаправленными (ребра а, b, с, d).Ориентированные ребра соответствуют односторонним каналам, а неориентированные – двухсторонним каналам.

Различают три типа графов:

1) ориентированные графы, все ребра которых ориентированные;

2) неориентированные графы, не содержащие ориентированных ребер;

3) графы смежного типа, в которых имеются как ориентированные, так и неориентированные ребра.

Каждому ребру может быть приписан некоторый «вес» - число или совокупность чисел, характеризующих какие-либо свойства данного ребра. В качестве веса принимаются, например, длина канала, пропускная способность, скорость передачи информации, число стандартных каналов, надежность, стоимость и т. д. Вершинам графа также могут быть приписаны веса.

Путь, начинающийся и заканчивающийся в одной и той же вершине, называется

контуром (циклом).

Связностью графа называется минимальное число независимых путей между всеми парами вершин. Для графа (рис 1) связность = 2.

Выбор конкретной топологии сети влияет не только на ее физическую структуру, но и существенно определяет все основные показатели сети.

Существуют следующие основные разновидности топологических структур.

1. Древовидная топология. На рис.2 показаны разновидности древовидной топологии. (а; б)

Сетевидная топология. На рис.3 показаны разновидности сетевидной топологии. (а; г)

2. Полносвязная топология, в которой узлы соединены по принципу «каждый с каждым». На рис.3 изображена полносвязная топология.

Топология сети оказывает значительное влияние на основные показатели сети, особенно на надежность и живучесть. Чем выше связность сети, тем она более живуча и надежна. Наибольшей связностью обладает полносвязная сеть, но для ее реализации требуется максимальное число каналов и, следовательно, сеть имеет высокую стоимость.

Контрольные вопросы