Проектирование лвс на основе метода анализа иерархий
 Скачать 0.58 Mb.
|
 ИНСТИТУТ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙКАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ Предмет: Вычислительные сети, системы и телекоммуникации Отчет по практической работе № 11-12 Тема: Проектирование ЛВС на основе метода анализа иерархий Цель работы: Изучение базовых технологий построения локальных сетей; получение навыков конфигурирования локальной компьютерной сети в зависимости от возлагаемых на нее функций. Применение метода анализа иерархий для выбора оптимального решения. Контрольные вопросы Понятие информационно-вычислительной сети. Виды ЛВС. Информационно-вычислительная сеть (ИВС) — локальная компьютерная сеть, имеющая весьма развитую инфраструктуру. В её состав, как правило, входят информационные системы (Интернет сайты, системы информационного оповещения и связи), системы электронного документооборота, файловые хранилища, и т.д. Сутью ИВС является централизация всех информационных процессов предприятия. Виды ЛВС: Одноранговые сети (сети с децентрализованным управлением); Серверные сети с «толстым» клиентом (сети с централизованным управлением, прикладное программное обеспечение размещено и на клиенте, и на сервере); Серверные сети с «тонким» клиентом (сети с централизованным управлением, прикладное программное обеспечение размещено только на сервере); Основные этапы проектирования ЛВС. Обычно процесс создания локальной сети включает в себя следующую последовательность этапов: Анализ исходных данных; Выбор основных сетевых решений; Анализ финансовых затрат на проект и принятие окончательного решения; Прокладка кабельной системы; Организация силовой электрической сети; Установка оборудования и сетевого программного обеспечения; Конфигурирование (настройка параметров) сети. Принципы проектирования ЛВС Производительность. Используемое в проекте оборудование было выбрано исходя из возможного увеличения объемов обрабатываемого трафика, а также из требований к выполняемым функциям и используемым протоколам. Надежность и доступность. ЛВС спроектирована, исходя из того, что она должна функционировать в режиме 24х7 (круглосуточно 7 дней в неделю), в случае возникновения отказов сеть имеет возможность автоматической (без вмешательства администратора) реконфигурации с целью сохранения работоспособности и минимизации времени простоя. Масштабируемость. ЛВС обеспечивает возможность расширения, т.е. используемое оборудование и топология предусматривают возможность увеличения количества подключаемых узлов сети и увеличение передаваемого трафика. Оборудование выбрано с резервом, как по производительности, так и по возможности установки дополнительных модулей и расширению функциональности. Эффективность. В процессе проектирования производилась оптимизация с целью более эффективного использования ресурсов ЛВС. Ресурсы ЛВС представляют собой ресурсы оборудования (количество памяти, производительность процессора) и ресурсы каналов передачи данных (пропускная способность). Эффективное использование ресурсов ЛВС снижает общую стоимость владения системой. Управляемость. Для управления ЛВС предусмотрен единый центр управления, который обеспечивает круглосуточный мониторинг, сбор статистики, регистрацию событий, облегчает администрирование и восстановление системы в случае возникновения нештатных ситуаций. Безопасность. ЛВС учитывает требования к организации безопасности и защиты от НСД в распределенных сетях передачи данных. Устройства, входящие в состав ЛВС, защищаются системой паролей, кроме того маршрутизаторы и коммутаторы обладают дополнительными функциями по безопасности: списки доступа, межсетевое экранирование и т.д. Унификация и стандартизация. В качестве активного сетевого оборудования ЛВС применяется оборудование производства компании Cisco Systems. Оборудование имеет единую операционную систему для всех устройств, представленных в ЛВС, Cisco IOS (Internetworking Operating System). Понятие и виды топологий Топология - это конфигурация объекта, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы)), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами. Существуют три основных вида сетевой топологии: общая шина, звезда и кольцо Сравнительная характеристика базовых сетевых топологий Шина Топология данного типа представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала. Преимущества: расход кабеля существенно уменьшен; отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом; сеть легко настраивать и конфигурировать; сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов. Недостатки: разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети; ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций; недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля; низкая производительность, обусловлена разделением канала между всеми абонентами.  Звезда В сети, построенной по топологии типа «звезда», каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору, или хабу. Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом. Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи ПК Преимущества: легко подключить новый ПК; имеется возможность централизованного управления; сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК. Недостатки: отказ хаба влияет на работу всей сети; большой расход кабеля.  Кольцо В сети с топологией типа «кольцо» все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении. Преимущества: В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке Данную сеть очень легко создавать и настраивать. Недостатки: Повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети  Что такое одноранговая сеть? Компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел как является клиентом, так и выполняет функции сервера.  Основные критерии оценки локальных вычислительных сетей. Обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к ресурсам всех компьютеров Производительность Надежность Совместимость, Управляемость, Защищенность Расширяемость Масштабируемость Метод анализа иерархий Метод анализа иерархий (МАИ) был разработан известным американским специалистом Т. Саати (T. Saaty) специально для задач принятия решений. В настоящее время указанный метод широко используется в самых разных предметных областях от оценки недвижимости до выбора кандидата на замещение вакантной должности. Сравнительная характеристика ЛВС с разной организацией управления.
Укажите критерии, по которым осуществляется выбор оптимального варианта ЛВС Для выбора оптимального проекта проводится системная оценка всех вариантов ЛВС по критериям: Быстродействие (скорость передачи данных); Надежность (защищенность передачи данных от искажений и помеховню быстродействия и надежности передачи данных и т. иямласти и условиям программной и аппаратной совместимос); Информационная безопасность (защищенность от несанкционированного доступа к информации, защищенность информации от возможных потерь); Мобильность (как один из показателей эффективности использования ЛВС); Стоимость организации и эксплуатации сети; Масштабируемость (возможность увеличения размера сети в будущем); Удобство организации и обслуживания ЛВС. Суть метод анализа иерархий МАИ Саати Суть метода МАИ заключается в иерархической декомпозиции исходной проблемы на все более простые составляющие части и последующего экспертного сравнения этих частей для определения приоритетности имеющихся альтернатив Основная цель применения метода Саати. Целью метода Саати является структурирование данных, благодаря чему возможен удобный анализ информации для последующего применения и сравнения. В чем заключается алгоритм первого этапа применения метода МАИ? Первым этапом применения МАИ является структурирование проблемы выбора в виде иерархии или сети. В вершине иерархии, используемой в МАИ, располагается основная цель, далее, со второго по предпоследний уровень ─ подцели, и, наконец, на самом нижнем уровне ─ альтернативы, среди которых производится выбор. Цель, подцели и альтернативы обычно называют объектами или элементами иерархии. Опишите последовательность применения метода МАИ на его втором этапе. На втором этапе применения МАИ выясняется интенсивность взаимодействия элементов иерархии. Определение интенсивности взаимодействия позволяет вычислить величину воздействия низших уровней иерархии на высшие уровни и, тем самым, решить задачу выбора наилучшей альтернативы Для определения последовательности следует разобрать пример: Для первого уровня она показывает, насколько мнение одного эксперта относительно остальных для принятия окончательного решения. Для второго уровня – насколько важен с точки зрения каждого из экспертов тот или иной критерий по отношению к остальным при выборе оптимального варианта. Для третьего уровня – насколько предпочтительнее, по мнению каждого из экспертов и с точки зрения каждого из используемых критериев, один из имеющихся вариантов ЛВС по отношению к остальным. Для определения интенсивности взаимодействия элементов иерархии в МАИ используются попарные сравнения элементов. Все элементы иерархии одного уровня сравниваются парами с точки зрения их важности и влияния на принятие решения. Сравнение происходит с использованием следующей шкалы:
Результаты попарного сравнения элементов заносятся в матрицу сравнения размерности n×n, где n – число сравниваемых элементов. Элемент  указанной матрицы выражает результат сравнения элементов i и j. Если при сравнении элементов i и j получено a(i,j)=b, то результатом сравнения элементов j и i должно быть a(j,i)=1/b. Очевидно, что диагональные элементы матрицы равны 1. Сравнение элементов проводится на всех уровнях иерархии, начиная со второго. В случае выбора оптимального варианта ЛВС сначала проводится сравнение авторитетности мнений экспертов, участвующих в принятии решений. После этого каждый эксперт должен, во-первых, провести попарное сравнение важности используемых критериев оценки, а затем выполнить попарное сравнение имеющихся альтернатив с точки зрения каждого из критериев. Таким, образом, каждый эксперт должен получить в результате своей работы 1 матрицу сравнения размером 8×8 (для третьего уровня иерархии) и 8 матриц размером 3×3 (для трех возможных вариантов ЛВС). Общее количество матриц сравнения для рассматриваемой задачи: 1 + m×(1+8) = 1+9×m, где m – количество участвующих экспертов. Если  , …,  – обозначения элементов иерархии j-того уровня, а n(j) – их количество (j = 2, 3, …, k), то матрицы сравнения j-того уровня можно обозначить как  , где  ,…, ,  – каждая матрица соответствует фиксированному набору  элементов иерархии вышерасположенных уровней.Сущность третьего этапа метода МАИ. На третьем этапе происходит обработка полученных данных и синтез вектора приоритетов, который ранжирует рассматриваемые альтернативы с точки зрения их предпочтительности. Для этого, прежде всего, находят векторы локальных приоритетов для каждой из полученных матриц сравнения. Искомый вектор локальных приоритетов w будет равен собственному вектору для максимального собственного значения соответствующей матрицы, нормализованному к единице. Т. Саати предложил упрощенную процедуру вычисления вектора w. Пусть v – вектор геометрических средних строк некоторой матрицы сравнения:  (1)Тогда вектор w будет определяться следующим образом:  (v1,…,vn – элементы вектора v) (2)Вектор локальных приоритетов составляется для каждой матрицы сравнения и характеризует относительную силу влияния каждого отдельного объекта на данном уровне иерархии без учета информации c других уровней. После определения локальных векторов приоритета для всех матриц сравнения производится синтез общих векторов приоритетов W, характеризующих степень влияния каждого объекта на данном уровне иерархии с учетом информации вышестоящих уровней. Процедура синтеза проводится по иерархии объектов снизу вверх и может быть записана в виде следующего алгоритма: На нижнем (k-том) уровне иерархии вектор локальных приоритетов и общий векторы приоритетов совпадают:  =  .На j-том уровне иерархии (2 ≤ j < k) для всех наборов элементов иерархии вышестоящих уровней можно составить матрицу  , размера n(k)×n(j), столбцами которой являются общие векторы приоритетов следующего (j+1-ого) уровня: (3)В этом случае общие векторы приоритетов j-того уровня будут вычисляться как произведение матрицы на соответствующий вектор локальных приоритетов: (4)Размерность вектора  равна n(k).В результате на 2-ом уровне иерархии получим глобальный вектор приоритетов W размерности n(k), элементы которого показывает относительную предпочтительность выбора той или иной альтернативы k-того уровня. |