Современные информационные технологии /1. Компьютерная инженерия

К.т.н., доц. Т.Б. Аждер, к.т.н., доц. Зеленко Г.В., к.т.н., проф. Рощин А.В.

Московский технологический университет, Россия

О проблемах живучести сенсорной локальной сети

В настоящее время все шире используются сенсорные локальные сети в распределенных системах контроля и управления, работающих в реальном времени. Работа таких сетей в реальном времени накладывает на них дополнительные требования относительно живучести, надежности и функциональная устойчивость [1, 2]

Проблема оценки живучести и функциональной устойчивости сенсорных сетей были описаны в [1, 2, 3].

Прежде всего, о понятии живучести. Определений живучести систем существует громадное множество. Применительно к сенсорным локальным сетям живучесть можно определить, как возможность продолжение нормального функционирования такой чети после прекращения работы одного из ее узлов [1, 2]. В [1] предложен конструктивный критерий функциональной устойчивости (который, в основном, и определяет живучесть сенсорной сети), основанный на достижимости любого узла сети из любого другого [3]. Здесь показано также, что сенсорные локальные сети достаточно хорошо описываются графом.

Для формирования критерия функциональной устойчивости в [2] рассматривается присоединенная матрица графа сети , где элемент описывает возможность передачи сообщения от элемента элементу [3].

Достижимость узлов сенсорной локальной сети с одинаковой мощностью передатчиков узлов определяется матрицей

, (1)

которая называется простой матрицей -достижимости. В этом случае критерием достижимости -го узла сети из любого другого, и наоборот, описывается условием:

(2)

Здесь – количество узлов исследуемой сети.

Критерий функциональной устойчивости сенсорной локальной сети определяется условием полной достижимости всех узлов сети, причем количество возможных путей для каждого целевого узла должно быть более одного [3]:

. (3)

где – элемент, находящийся на пересечении -той строки и -того столбца матрицы (4).

Так как узлы сенсорной локальной сети в общем случае могут управляться выделенным (управляющим) узлом, то мощность передающей части различных узлов сети может быть различной, а, следовательно, присоединенная матрица будет иметь произвольный вид. В этом случае оценка достижимости узлов сети с различной мощностью узловых передатчиков определяется матрицей:

(4)

где: , (5)

(6)

– транспонированная матрица ,

& – побитовая операция над двоичными значениями (в данном случае, и ),

– общее количество узлов сенсорной локальной сети,

– индекс, описывающий все возможные комбинации переходов в несимметричном графе сети (в сети с различной мощностью передатчиков в узлах).

Тогда критерием функциональной устойчивости сенсорной локальной сети в случае произвольной присоединенной матрицы также является условие полной достижимости всех узлов сети, причем опять количество возможных путей для каждого целевого узла должно быть более одного:

, (7)

где – элемент, находящийся на пересечении -той строки и -того столбца матрицы (4).

Литература:

1. Зеленко Г.В., Иванников А.Д., Коган Д.Ю., Рощин А.В. Проблемы функциональной устойчивости сенсорной локальной сети // Информационные технологии, Том 22, №7, 2016. – С. 489-493.

2. Зеленко Г.В., Кадиев А.Р., Рощин А.В. Об оценке функциональной устойчивости динамической сенсорной локальной сети // Труды МЭС-2016. Россия, Москва, ИППМ РАН, октябрь, 2016. – С. 5.

3. Баpанов М. А., Зеленко Г. В., Pощин А. В. Пpоблемы маpшpутизации сообщений в сенсоpной локальной сети // Информационные технологии, №11, 2014. – С. 8-12.