netværksstrukturer

Netværksstrukturer beskriver måden, hvorpå elementer (noder) er forbundet gennem kanaler eller links i et netværk. De finder anvendelse i en bred vifte af områder såsom kommunikation, sociale relationer, transport, biologiske systemer og computeranlæg. En central begreb er topologi, som beskriver antallet af noder, forbindelsernes arrangement og hvordan information eller vareflow strømmer gennem netværket. Netværksstrukturer kan klassificeres efter centralisering og redundans. Centraliserede netværk har en eller få centralnoder, som styrer trafik og kommunikation; decentrale eller distribuerede netværk fordeler funktioner og forbindelser mere ligeligt og kan ofte fortsætte at fungere, hvis enkelte noder fejler.

De typiske topologier inkluderer stjernetopologi (en central node er forbundet til alle andre), bustopologi og ringtopologi (noder er forbundet i en linje eller sløjfe), mesh- eller fuldt forbundne topologier (flere eller alle noder har direkte forbindelser til hinanden) og trætopologi (hierarkiske grene). Hver topologi har konsekvenser for ydeevne, omkostninger og robusthed. Netværksstrukturer måles ofte ved middelstier længde mellem noder, graden af sammenkobling og clustering (noder, der danner grupper).

I praksis kræver design af netværksstrukturer afvejninger mellem effektivitet, pålidelighed og sikkerhed. For eksempel kan mesh-topologier tilbyde høj fejltolerance, men være dyre og mere komplekse, mens stjerne- eller bustopologier er enklere og billigere, men mere sårbare, hvis den centrale enhed fejler. Analyse og modellering ved hjælp af grafteori hjælper til at forstå og optimere disse egenskaber.