北航网络可靠性课件：连通性算法与随机流模型详解

网络可靠性课件是北京航空航天大学可靠性与系统工程学院网络可靠性研究组提供的一份教学资料，主要涵盖了网络可靠性及评估技术的相关理论和方法。课程内容深入探讨了在现代通信网络中，特别是面对容量限制、动态变化的拓扑、软硬拓扑特征、路由策略以及无线移动特性时，如何确保网络的连通性和可靠性。 首先，网络可靠性被定义为节点间能够成功传输物质、能量或信息的概率，这在20世纪80年代随着网络规模扩大和负载增长而变得尤为重要。在这个背景下，连通可靠度算法被提出，考虑了链路的最大容量限制，通过计算满足特定流量需求的连通路径的成功概率。例如，算法会确定在给定的网络拓扑和链路容量下，从S点传输3单位流量到T点的概率。 这类算法的核心思想是将网络模型转化为随机流网络模型，它结合了链路的容量和状态（正常或故障），并假设链路故障的概率是独立的。算法包括考虑容量的连通可靠度算法，随机流网络中的连通性分析，以及动态故障树分析。此外，还探讨了路由策略的重要性，因为实际的通信路径可能并不等同于物理连接，采用多路径策略可以提高容错能力，进一步提升网络的连通可靠性。 对于无线和移动网络，由于其动态变化的特性，连通可靠性的研究相对较少。自组织的Ad-hoc网络在这种环境下尤其复杂，需要针对性的模型和算法来处理。课件中提到的矩阵法是一种有效的方法，通过确定所有最小路集来评估不同链路组合的容量可行性，例如P1和P4中的例子展示了如何通过组合不同的链路来满足传输需求。 这个课件提供了一个全面的框架，从基础概念到实际应用，帮助学生理解如何在复杂的网络环境中评估和提升网络的可靠性，这对于IT专业人员来说是一项至关重要的技能。无论是网络设计、优化还是故障管理，掌握这些理论和工具都对提高网络服务质量具有重要意义。