teoria de redes 2 (ampliado)

8/7/2019 Teoria de Redes 2 (ampliado)

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Universidad Nacional Experimental del TchiraDepartamento de Ingeniera Informtica

San Cristbal Edo. Tchira

Integrantes:****

Teora General de Sistemas

Secc. 1

San Cristbal, marzo de 2011

Teora de Redes


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1.- Qu es una red? :

El trmino genrico red hace referencia a un conjunto de entidades (objetos,

personas, etc.) conectadas entre s. Por lo tanto, una red permite que circulenelementos materiales o inmateriales entre estas entidades, segn reglas biendefinidas. Otros conceptos son:

red: Conjunto de equipos y dispositivos perifricos conectados entre s.Se debe tener en cuenta que la red ms pequea posible estconformada por dos equipos conectados.

redes: implementacin de herramientas y tareas para conectar equipos

de manera que puedan compartir recursos en la red.

Segn el tipo de entidad involucrada, el trmino utilizado variar, por ejemplo:

red de transporte: conjunto de infraestructuras y vehculos usados paratransportar personas y bienes entre diferentes reas geogrficas.

red telefnica: infraestructura usada para transportar seales de voz

desde una estacin telefnica a otra.

red neural: conjunto de neuronas conectadas entre s.

red criminal: conjunto de estafadores complotados (donde hay unestafador, por lo general hay otro).

red informtica: conjunto de equipos conectados entre s mediantelneas fsicas que intercambian informacin bajo la forma de datosdigitales (valores binarios, es decir valores codificados como una sealque puede representar 0 1).


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2.- Bases en la formacin de una Red:

A.- Conceptos bsicos en las redes

Proyecto: Conjunto de actividades tendientes a la ejecucin de unobjetivo.

Actividad: Componente del proyecto que va a permitir cumplir con elobjetivo fijado.

Evento: Parmetro que determina el inicio y fin de una actividad y elinicio y fin del proyecto.

Nodo: Es un punto de la red que ejecuta una operacin u operacionesdeterminadas unidos por camino. Los nodos pueden poseer valores opesos.

Arco: el camino es la arista o arco que conecta a dos nodos. Puede serdirigido o no dirigido.

Camino: Conjunto de arcos en secuencia q unen dos o mas nodos.

B.- Estructura bsica

i: Inicio de la actividadj: Fin de la actividadtij: Tiempo de la actividad enmarcada dentro de iji>j: No se puede.

C.- Reglas bsicas para la construccin dela red


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1. Se representan con flechas de izquierda a derecha

2. Toda actividad inicia y termina en un evento nodo.

3.Si el inicio de una actividad depende o est determinado por el finde una actividad precedente el evento inicial de dicha actividad debeser el evento final de la actividad precedente.

4. Si el inicio de una actividad depende de la terminacin de dos o msactividades precedentes, el evento inicial de dicha actividad debe ser el eventofinal de sus actividades precedentes. (Dependencia mltiple).

5. Si el inicio de dos o ms actividades esta determinado por la finalizacin deuna actividad precedente, el evento inicial de dicha actividad debe ser elevento final de la actividad precedente.

6. Si dos o ms actividades tienen en comn su evento inicial y final, estasactividades son indeterminadas, para poder determinar dichas actividades sedebe incluir "n-1" actividades ficticias donde "n" es el nmero de actividadesque se trabajan, ya sea en el evento inicial o en el evento final.


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7. Cuando un evento termina y de l parten ms actividades que no sondependientes recprocamente, entonces, la dependencia se tiene que mostrar odeterminar con ayuda de actividades ficticias.

NOTA:La actividad ficticia no es ms que la proyeccin de lasactividades que terminan en el evento inicial de dicha actividad.

8. Podemos utilizar la cantidad necesaria de actividades ficticias, pero comose habla de tcnica de optimizacin, el nmero de actividades debe ser mnimo.

9. Si para mayor descripcin de una macro actividad es necesario generardetalle de sus actividades componentes, utilice micro actividades denotadascon la letra mayscula de la macro actividad y el subndice i para todo i: 1...n.

Ejemplo: El proyecto de una obra civil: Adecuar salones

1. Diseo2. Adecuacin3. Acabados

10. Una actividad, cualquiera que ella sea, puede suceder solamente una vez.

3.- Clasificacin de las Redes:

A.- Segn su direccionalidad:

Unidireccionales: un nodo trasmite y el otro recibe. Un ejemplo,puede ser la transmisin de la seal por medio de la radio, elpblico recibe la seal.


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Bidireccionales: slo un nodo puede recibir o enviar a la vez. Comoejemplo tenemos una red de comunicaciones que trabaja con radioboqui toquis.

Doble: Ambos nodos pueden transmitir/recibir datos, elementos

u otros al mismo tiempo.

B.- Segn la Topologa de la red:

Latopologa de una red es el patrn de interconexin entre los nodos.Apesar de que estos conceptos que se trataran a continuacin, sonaplicados en las redes informticas, son en esencia redes, as que sonaplicables a la teora de redes, algunas topologas son:

Lineal: En la cual, los nodos esta conectados todos a una misma lineal ocamino, es decir una sucesin de eventos lineales.

Estrella: Existen redes ms complejas construidas con topologa deestrella. Las redes de esta topologa tienen un nodo centro de conexionesllamado concentrador. Todos los nodos se conectan al concentrador, el cualadministra las comunicaciones entre los mismos. Es decir, la topologa deestrella es una red de en la que los nodos estn conectadas a un nodo opunto central.

Las redes construidas con topologas de estrella tienen un par de ventajassobre la lineal. La primera y ms importante es la confiabilidad, ya que en laestructura lineal, si un nodo no se ejecuta bien, la red colapsa

Anillo:En una topologa en anillo cada nodo tiene una lnea de conexindedicada y punto a punto solamente con los dos nodos que estn a sus lados.La seal pasa a lo largo del anillo en una direccin, o de nodo a otro, hastaque alcanza su destino.

Malla:La topologa de malla utiliza conexiones redundantes entre los nodosde la red as como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada nodo en la redest conectado a todos los dems (todos conectados con todos). Debido a laredundancia, la red puede seguir operando si una conexin se rompe.En rbol: Es una variante de la de estrella. Como en la estrella, losnodos


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del rbol estn conectados a un nodo central que controla el movimiento dela red. Sin embargo, no todos los nodos se conectan directamente alcentral. La mayora de los nodos se conectan a un nodo central secundarioque, a su vez, se conecta al nodo central principal.

(Algunas Topologas de Red)
http://4.bp.blogspot.com/_bo-41_nR7xw/S_2cOgLSbVI/AAAAAAAAAAw/6CVRq59HR6c/s1600/topologia_redes_estaticas.png


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4.- Estudio y aplicacin de graficas de Red:

En algunos casos, suele ser til optimizar sistema a travs de la representacinde redes mediante grficos utilizando modelos bsicos o especializados de

algoritmo de redes. La grafica: Es un conjunto de nodos (n) y caminos (a) que conectan los

nodos. Notamos g=(n,a)

Los nodos se enumeran: 1, 2,n. Y los arcos se denotan (i,j), los queindica que une al nodo i con el j.

Los arcos son dirigidos y no dirigidos. Dirigido si el arco conecta al nodoi con el nodo j mas no j con i y se nota a travs de flechas direccionales.Por tanto una grafica es dirigida si todos sus arcos estn dirigidos.

En una grafica de red, encontramos caminos. Definiendo Camino lasecuencia de arco que une al nodo i con el nodo j. Si una secuencia dearista parte de i y terminan el camino en i, se le llama camino circular.


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Tambin se puede realizar el estudio de subgraficas, extrayendopequeos fragmentos de una red, muchas veces con el fin de un estudiomas detallado

Una grafica es conexa si para cada par de nodos i,j N existe un caminoque conecte el nodo i con el nodo j.

Simultneamente podemos habla de lo rboles, que no es mas q unasubgrafica de G es decir G, que es conexa y no posee ciclos. Si un rbolposee a todos los nodos es un rbol Generador.

Entonces bien, aplicando los conceptos planteados se puederepresentarse grficamente una red cualquiera, dando al los nodos y a los

arcos como variables, valores que corresponda a dicha red. Por tanto Una REDes una grfica con uno o mas valores asignados a los nodos y/o a los arcos:

*Nodos: (ij) demanda, oferta, eficiencia, confiabilidad, entre otros.*Arcos: (cij) costo, distancia, capacidad, tiempo, entre otros.

As podemos representar: Redes de agua, informacin, computadores, entreotros.


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5.- Ruteo o Enrutamiento:

Una de las principales aplicaciones en el estudio de las redes y sus graficas esel ruteo; es la funcin de buscar un camino entre todos los posibles en una red

de paquetes cuyas topologas poseen una gran conectividad. Dado que se tratade encontrar la mejor ruta posible, lo primero ser definir qu se entiende pormejor ruta y en consecuencia cul es la mtrica que se debe utilizar paramedirla.

Existen mltiples mtodos y criterios para elegir el mejor camino a seguir,ellos varan dependiendo de la red que se estudie y del objetivo que se deseelograr, por ejemplo hallar la ruta mas larga, la mas corta, menos cotosa, mayoro menor tiempo etc. Ejemplo de problemas y modelos de solucin tenemos:

*Problema del Agente Viajero: encontrar el camino ms corto saliendo de unnodo y regresando al mismo.

MODELO DEL AGENTE VIAJERO: encontrar un ciclo en una red (dirigida o nodirigida). Un (camino) ciclo que no repite nodos es un (camino) o cicloHamiltoniano.

Nota: NO SIEMPRE EXISTE.

*Red plana:que puede representarse en el plano sin cruzar arcos.til en ruteo

*Flujo de costo mnimo en una red.

* Ciclo de Euler: un ciclo que incluye cada arco solo una vez. (Solo existe enuna grfica si esta tiene un nmero par de arcos incidentes en cada vrtice(euler). til en ruteo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Topolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Topolog%C3%ADa


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Ejemplo: Red de Transporte, camino mas corto. (Flujo de costo mnimo enuna red):

Los nodos de la red representan las estaciones de trasbordo de un sistema de

transporte en una ciudad. Los arcos representan las rutas posibles y lasdistancias representan el tiempo de recorrido que depende de las paradas. Elorigen est en el nodo 1 y en el nodo 6 se encuentra el final del recorrido. Sequiere encontrar la ruta mas corta del origen a cada nodo de trasbordo y enparticular la ruta mas corta al destino final.

Paso 1. Asignar al nodo 1 al rtulo permanente [0,I]; la I indica que elnodo 1 es el nodo inicial ; y el 0, que la distancia del nodo 1 hacia s mismoes cero.

Paso 2. Determinar rtulos tentativos para los nodos a los que puedellegarse en forma directa desde el nodo 1.. El primer nmero de cadamarcacin es la distancia directa entre el nodo 1 y el nodo en cuestin; aesta parte de la etiqueta se la denomina valor de distancia. El segundonmero de cada rtulo, al que se denomina valor del nodo precedente,

seala el nodo que antecede en la ruta desde el nodo 1 hasta el nodo encuestin.

Paso 3. Identificar el nodo con la etiqueta tentativa que tenga el menorvalor de distancia, y considerarlo como rotulado en forma permanente.Si todos los nodos tienen etiquetas permanentes, ir al paso 4.


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Paso 4. Considrese todos los nodos que no tiene marcacin permanentey a los que se puede llegar en forma directa desde el nuevo nodos con el

rtulo permanente que estableci en el paso 3. Calcular para estos nodoslas etiquetas tentativas de la siguiente manera:

a. Si el nodo carece de etiqueta permanece y que se considera, tiene unamarcacin tentativa, obtener la suma del valor de distancia del nuevo nodoetiquetado permanentemente, y la distancia directa de este ltimo nodo alnodo en cuestin. Si esta suma es inferior al valor de la distancia del nodoconsiderado, igualar a esta suma el valor de distancia para este nodo; adems.Hacer que el valor del nodo precedente sea igual al nodo recin marcado comopermanente y que arroj la menor distancia. Continuar al paso3.

b. Si el nodo que no tiene etiqueta permanente y que se est evaluandocarece de rtulo tentativo, se crea una con valor de distancia igual a la sumadel valor de distancia en el nuevo nodo etiquetado como permanente y ladistancia directa desde ese nodo al que recientemente se le asign lamarcacin permanente hasta el nodo en cuestin. El valor del nodo precedentees igual al nodo recin etiquetado en forma permanente. Ir al paso 3.

Paso 5. Los rtulos permanentes identifican la distancia ms corta desdeel nodo 1 hasta cada uno de los dems nodos, y el nuevo precedentesobre la ruta ms corta. Se puede encontrar la ruta ms corta hasta undeterminado nodo, partiendo de ste, y yendo hacia sus precedentes.

Continuando esta accin hacia atrs en la red se obtiene una ruta ms cortadesde el nodo 1 hasta el nodo en cuestin.

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