Примеры сетевых топологий
На что нужна надежность?
Хотя вся эта глава посвящена надежности, было бы неточно создать впечатление, что надежность была единственным критерием, представляющим интерес, или даже наиболее важным критерием при разработке большинства сетей. Фактически, обычно имеется несколько конкурирующих критериев, включающих стоимость, полную полосу пропускания системы, реальную пропускную способность и другие эксплуатационные параметры. Наиболее типичным сценарием, с которым приходится сталкиваться при проектировании сети, является:
· Минимизируем стоимость объекта с учетом:
- ограничений пропускной способности
- ограничений эксплуатационных характеристик
- ограничений надежности.
Ограничения на полосу пропускания обычно декларируют, что сеть должна обеспечить достаточную полосу пропускания, чтобы удовлетворить требованиям коммуникаций для заданного набора пар отправитель-получатель. Доминирующим рабочим параметром для сетей с коммутацией пакетов является задержка доставки пакетов или сообщений, а в сетях с коммутацией каналов наиважнейшим параметров является потеря или блокировка вызовов. В идеале ограничения на рабочие параметры и надежность должны задавать точные выражения, определяющие границы на все указанные характеристики. Однако как было заявлено во введении, из-за того, что вычисление надежности и рабочих параметров обычно очень сложно, используются какие-то суррогаты. Типичным суррогатом для задержки является ограничение на длину пути, а типичным суррогатом для надежности являются ограничения на связность. Следует также заметить, что даже если будут включены точные меры для пределов работоспособности и надежности, модель, представленная выше, будет содержать аппроксимации, так как пропускная способность, работоспособность и надежность рассматривались как отдельные ограничения. Идеально желательна конструкция, которая бы удовлетворяла определенным критериям по полосе пропускания и работоспособности, даже при наличии отказов. Все эти недостатки приводят к использованию детализованных алгоритмов анализа работоспособности и надежности.
То есть, раз исходная конструкция системы получена, она обычно усовершенствуется вручную или автоматически на основе результатов анализа работоспособности и надежности.
В результате либо возникает необходимость в специфических ограничениях работоспособности или надежности, либо оказывается необходим алгоритм анализа работоспособности и надежности, в зависимости от специфики постановки задачи. Например, если бы сеть, спроектированная на основе лишь стоимостных и рабочих критериев, оказалась достаточно надежной, то анализ надежности и ограничения на надежность могли бы быть не нужными. Этот сценарий может реализоваться при следующих обстоятельствах:
1. Компоненты сети сами по себе являются высоко надежными.
2. Случайные отказы сети не являются разрушительными.
3. Сети были спроектированы на основе других (не надежностных) критериев, которые достаточно часты и обеспечивают высокую надежность (это может случиться, если полоса канала мала по сравнению с требующейся пропускной способностью).
Аналогичный набор заявлений может быть сделан в отношении критериев работоспособности и пропускной способности. С другой стороны, если полоса сетевых каналов достаточно высока, при проектировании возникает тенденция к созданию распределенных схем, так что явные ограничения на надежность становятся необходимы.
