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题目:网络可靠性评价方法研究

关键词:网络;可靠性;参数体系;解析算法;建模仿真;综合评价

  摘要

网络已经成为人类生产、生活必不可少的部分,网络可靠性水平高低在很大程度上决定了网络效能能否充分发挥。本文以工程网络为研究对象,从可靠性工程的角度探讨了网络可靠性的基础问题——网络可靠性评价方法,涉及网络可靠性度量、计算和综合评价几个方面。 论文首先研究了网络功能,给出了网络故障的概念与内涵,从自然辨证法和系统科学的角度出发,说明了网络故障与正常这对矛盾体之间的相互转化关系及转化条件,阐述了网络故障的六大属性:普遍性、复杂性、涌现性、相关性、层次性和动态性;分析了网络存在的断路、间歇断路、延时、丢失、错误五种故障模式,从内外因两方面总结了引起网络故障的硬件、软件、网络结构、运行机制、环境条件、使用模式六类原因;阐述了故障模式与故障原因间的复杂对应关系,给出了通用的网络故障严酷度定义。 接着,论文在网络故障研究的基础上,给出了网络可靠性定义;阐述了网络可靠性参数体系六大建立原则,由此建立了网络可靠性三维参数体系,该参数体系涵盖了连通和流通两类功能要求,整体、群体和个体三类度量范围,以及概率维和时间维两个度量侧面,实现了对指定端点子集中部分端点可靠性水平的度量;并给出了各个参数的定义、表达式,讨论了参数间的相互关系。 然后,针对论文提出的网络可靠性参数,研究了基于容斥原理的解析算法,该算法适用于计算小规模网络的k/N端、M-k/N端和1-k/N端连通可靠性参数;研究了基于蒙特卡罗法的离散事件建模与仿真方法,该方法适用于计算较大规模网络的k/N端、M-k/N端和1-k/N端连通、流通可靠性参数。 论文还在对比现有综合评价方法在网络可靠性评价方面适用性的基础上,给出了三种网络可靠性排序评价方法,分别是基于层次分析、灰色关联度和模糊综合评判的综合评价法。其中灰色关联度法适用于静态网络可靠性评价,模糊综合评判法适用于动态网络可靠性评价,层次分析法则两者均适用。 最后,论文通过对中国教育和科研计算机网骨干网的分析,验证了所提出的网络可靠性参数及其计算、评价方法的适用性。