3. Сравнение двух структур

Очень часто, при построении новых сетей, возникает вопрос, а какую топологию взять в основу. Для того, чтобы ответить на этот вопрос надо сравнивать разные технологии.

По заданию курсового проекта задано, что сеть состоит из n=16 узлов коммутации и для сравнения возьмем следующие структуры: решетчатую топологию (РШ) и полносвязанную сеть (ПСС), которые необходимо сравнить по следующим параметрам:

- диаметр графа d;

- средняя степень вершины k;

- число ребер графа m.

Под степенью вершины понимается число ребер, идентичных вершине.

n_v и n_g--количество узлов в одной "вертикали", "горизонтали" сети соответственно.

Все необходимые формулы для расчета данных параметров взяты из таблиц 4 и 5.

1) Решетчатая сеть (РШ):

Диаметр графа

d_рш = n_v+n_g-2 = 4+4-2 = 6

Средняя степень вершины

k_рш =

Число ребер

m_рш=

Рисунок 6--Решетчатая сеть (РШ)

2) Полносвязанная сеть (ПСС):

Диаметр графа d_псс = 1

Степень вершины

k_псс=n-1=16-1=15

Число ребер

m_псс=n*(n-1)/2 = 16*(16-1)/2=120

На рисунке 7 представлен полносвязный граф с неполным числом соединений между его вершинами (узлами сети).

Рисунок 7--Полносвязанная сеть (ПСС)

Рассчитав структурные параметры, мы видим, что диаметр полносвязного графа(полносвязанной сети ПСС)d_псс=1, у решетчатой структуры (РШ)d_рш=6.

Средняя степеньвершины для РШ k_рш=3. Степень вершины для ПСС k_псс=15.

Число ребёр для ПСС m_псс=120, у РШ m_рш=24.

Так как диаметр графа определяет максимальную задержку, а d_рш=6, d_псс=1, то d_рш>d_псс в 6 раз, т.е. задержки при передачи по сети структуры РШ в 6 раз больше, чем по сети структуры ПСС.

Полносвязанная топология требует значительных затрат на своё построение. Это видно из того, что число соединений (ребер графа) в этой структуре в 5 раз больше, чем для аналогичного числа узлов сети, но в топологии "решётка" (120 для ПСС и 24 для РШ).

Сравнивая средние степени вершин рассматриваемых топологий, можно судить о надёжности сети, так как этот параметр показывает со сколькими ещё вершинами соединена рассматриваемая вершина (узел сети). Можно сказать, что ПСС надежнее РШ в плане отказоустойчивости в k_псс/k_рш=15/3=5 раз.

Структура РШ подходит для сетей не слишком критичных к временным задержкам по сравнению с ПСС, однако является более дешёвой, чем последняя.

Повреждение сети в одной из точек может нарушить работу только одного узла сети, но не всей сети целиком--это свидетельствует, что топология "решётка" достаточна надёжна при меньших растратах, чем полносвязанная сеть.

Такая топология часто встречается в больших компьютерных сетях, т.к. она делает сети более устойчивыми к возможным отказам, вызванным неисправностями кабелей, концентраторов и маршрутизаторов.