Влияние маршрутизации на скорость передачи информации Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Секция

«ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВО РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ»

УДК 629.783

ВЛИЯНИЕ МАРШРУТИЗАЦИИ НА СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Н. С. Баскаков Научный руководитель - А. С. Тимохович

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: baskakov105132@yandex.ru

Рассматривается влияние маршрутизации на скорость передачи данных и поиск оптимального маршрута.

Ключевые слова: скорость передачи, маршрутизация, симплекс-метод.

THE EFFECT OF ROUTING ON THE INFORMATION TRANSFER RATE

N. S. Baskakov Scientific Supervisor - A. S. Timohovich

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: baskakov105132@yandex.ru

In this work, we are consider the effect of routing on the information transfer rate and the search for the optimal route.

Keywords: transmission rate, routing, simplex method.

В сетях, где между передающей и приёмной сторонами существует один маршрут, обычно не возникает необходимость выбора пути доставки информации. Однако если существует более одного канала связи, то задача сводится к поиску оптимального маршрута [2]. Для военной техники обязателен резерв канала боевого управления, проложенные различными путями. Скорость передачи данных оказывает огромное влияние на отклик всей системы боевого управления в целом. Рассмотрим некоторую систему и произведем оптимизацию маршрута симплекс-методом.

Пусть на рис. 1 изображена топология сети, где 1-7 маршрутизаторы, а числа на линиях связи - расстояние в километрах. Для повышения скорости передачи данных и прокладки двух зарезервированных каналов по разным маршрутам найдем оптимальный маршрут симплекс-методом [1; 2].

Для того чтобы решить задачу симплекс методом, найдем все возможные маршруты и присвоим их к переменным Xn [2]. Также посчитаем длину пути для составления целевой функции и найдем максимальное расстояние:

Секция «Перспективные технологии и производство РКТдвойного назначения»

X! 1 ^ 2 ^ 3 ^ 5 ^ 7 X2: 1 ^ 2 ^ 3 ^ 5 ^ 4 ^ 7 Х3: 1 ^ 2 ^ 3 ^ 6 ^ 7 Х4: 1 ^ 2 ^ 3 ^ 6 ^ 5 ^ 7 Х5: 1 ^ 2 ^ 3 ^ 6 ^ 5 ^ 4 ^ 7 Х6: 1 ^ 2 ^ 3 ^ 5 ^ 6 ^ 7 Х7: 1 ^ 2 ^ 5 ^ 7 Х8: 1 ^ 2 ^ 5 ^ 6 ^ 7 Х9: 1 ^ 2 ^ 5 ^ 3 ^ 6 ^ 7 Х10: 1 ^ 2 ^ 5 ^ 4 ^ 7 Х11: 1 ^ 3 ^ 6 ^ 7 Х12: 1 ^ 3 ^ 5 ^ 7 Х13: 1 ^ 3 ^ 6 ^ 5 ^ 7 Х14: 1 ^ 3 ^ 6 ^ 5 ^ 4 ^ 7 Х15: 1 ^ 3 ^ 5 ^ 4 ^ 7 Х16: 1 ^ 3 ^ 5 ^ 6 ^ 7 Х17: 1 ^ 3 ^ 2 ^ 5 ^ 7 Х18: 1 ^ 3 ^ 2 ^ 5 ^ 6 ^ 7 Х19: 1 ^ 3 ^ 2 ^ 5 ^ 4 ^ 7

Запишем длину маршрутов в вектор-строку Ь:

Ь = (137 165 134 171 199 122 136 121 163 167 112 115 149 177 143 100 140 125 168). Максимальное значение - 199 км.

Для того чтобы записать целевую функцию нужно найти коэффициенты при переменных Х. В нашем случае эти коэффициенты будут равны отношению максимальной длины

Ь™

маршрута к выбранному: а = ■

Ь„

Целевая функция примет вид Е = ■ Хп [3].

п=1

Зададим вектор-строку Ь ограничений по количеству каналов на каждую линию связи (¿1-Ьц) и общее количество каналов (Ь^):

Ь = (2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4)

Транспонируем вектор-строку Ь.

Зададим матрицу М размерностью 12x19, где строка будет обозначать линию связи, а столбец маршрут Хп:

Рис. 2. Матрица М

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1

Запишем полученные данные в программу MathCad и найдем целевую функцию с помощью следующего алгоритма [2]:

х. := О 1

Given М х< Ъ

х > О р := Maxitnize(F,x) F(p) = 6.906

1 2 3 4 5 6 7 S 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

Рис. 3. Алгоритм расчета симплекс-методом

Как видно из полученного результата, мы произвели оптимизацию маршрута симплекс-методом. Два зарезервированных канала связи необходимо проложить по 7 и 16 маршрутам. В качестве основного маршрута выберем маршрут с наименьшим количеством узлов (7), а в качестве резервного - маршрут 16, так как каждый дополнительный узел увеличивает задержку сигнала и понижает надежность последовательно соединенной системы в целом при одинаковой надежности узлов.

Библиографические ссылки

1. Гаипов К. Э. Инвариантные методы анализа трафика в распределенных системах обработки информации : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. 16 с.

2. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах : пер. с англ. М. : Мир, 1981. 323 с., ил.

3. Васильев Ф. П. Методы оптимизации. М. : Факториал пресс, 2002. 824 с.

© Баскаков Н. С., 2017