Топології мереж.Граф як основа побудови комп’ютерної мережі

Малюнок 11а. Незгорнута Малюнок 11б. Згорнута

шестикутна мережа розміру 3. шестикутна мережа розміру 3.

Зірчатий граф. Мережа, топологією якої є зірчатий граф, представлена у [35] і зображена на малюнку 12. Ця топологія є однією з найпривабливіших при розробці архітектур симетричних мереж завдяки невеликому діаметру, малій степені вершин, симетрії, та великій надійності при передачі даних. Основними напрямками робіт є вивчення топологічних властивостей зірчатого графу, питань надійності та стійкості до відмов, розробка алгоритмів [35].

Малюнок 12. Зірчатий граф S4.

Зірчатий граф розміру n, який позначається Sn, представляє собою симетричний граф степеню n-1, який має n! вершин. Кожна вершина має свій власний ідентифікаційний номер, який представляється кортежем з n елементів — перестановкою множини {1,2,...,n}. Дві вершини з'єднані зв'язком i, якщо номер однієї вершини можна буде отримати з номера другої вершини перестановкою першої (лівої) та i-тої цифри, де 1
Омега мережа [39] розміру N=2m або N*N складається з m=log2N однакових станів і має N входів та виходів. Кожний стан містить N/2 перемикачів типу 2*2. Кожний зв'язок має свій номер, який подається у двійковому коді. На малюнку 4 зображено омега мережу розміру 8*8.

Шлях між довільними входом та виходом може бути поданий парою (s,d) де s=s0s1...sm-1 — двійкова адреса входу, d=d0d1...dm-1 — двійкова адреса виходу. Шлях однозначно визначається послідовністю s0s1...sm-1d0d1...dm-1, яку будемо називати кодом шляху. m-бітовим вікном Wi в позиції i будемо називати послідовність з m бітів яка починається з i-ої позиції в коді шляху. Тоді вікно Wi визначає шлях повідомлення що передається на i-ому стані. Наприклад для передачі інформаційного пакету з 100 в 011 код шдяху буде 100011, вікна: W0=100, W1=000, W2=001, W3=011.

Стани: 1 2 3 4

Малюнок 13. Гама мережа розміру 8.

Малюнок 14. Омега мережа.

2.2Вибір топології мережі

На практиці найпоширенішого використання дістали комп’ютерни мережі, які будуються на основі топологій типу шина, зірка та кільце. Це пов’язано зтим, що при реалізації мереж в офісах та на підприємствах вимоги до продуктивності, надійності та захищеності цих структур суттєво відрізняються від вимог до мереж військового або наукового профілю. В доданку 3 приведено порівняльний аналіз декількох найпоширеніших топологій стосовно реалізації автоматизованої системи керування озброєнням військового корабля. А нижче буде розглянуто властивості трьох основних типів топологій а також можливості їх фізичної реа-лізації.

При використанні шинної топології (доданок 1) всі комп’ютери під’єднуються до одного загального кабеля, на кінцях якого встановлюються кінцеві резистори (термінатори). У випадку, коли один з під’єднаних комп’ютерів не працює, це загалом не впливає на роботу мережі; у випадку, коли порушується цілістність кабеля або з’єднувального пристрою на будь-якій ділянці мережі, то вся мережа стає працювати. В зв’язку з тим, що тут використовується один загальний кабель, мережні методи взаємодії пропонують розподілену (Shared) в одному часовому проміжку обробку всіх запитів на з’єднання та передачу інформації від всіх комп’ютерів. В ситуації, коли кількість під’єднаних до мережі машин збільшується, час обробки кожного запиту збільшується, а сумарна продуктивність мережі сильно зменшується.

В топології типу зірка кожний комп’ютер під’єднується до особливого при-строю, що називається концентратор (hab), який розмножує та передає сигнал по всіх під’єднаних до нього кабелях. Аналогічно до шинної топології, цей варіант схильний до зменшення продуктивності при збільшенні кількості комп’ютерів в мережі.