Маршрутизация и режимы переноса информации

Классификация методов маршрутизации

Принципы маршрутизации на сетях связи

Спектр применяемых в настоящее время методов маршрутизации весьма широк: от простейших фиксированных процедур до весьма сложных. Степень сложности применяемых методов маршрутизации определяется размерами сети, характером входного потока, требованиями к вероятностно-временным характеристикам, передаваемой информации и функционирования сети.

На Рисунке 4.1 приведена классификация возможных методов маршрутизации на сети связи.

Из рисунка следует, что существует множество вариантов реализации как последовательных, так и параллельных методов маршрутизации. Например:

"Вероятностный, диффузный с использованием динамического формирования ПРИ методом рельефов".

Приведенная классификация позволяет провести целенаправленный анализ и синтез тех методов маршрутизации, которые будут наиболее эффективно функционировать в предполагаемых сетях связи и в заданных условиях.

Под термином "режим переноса" (в литературе так же встречается "метод переноса") будем понимать мультиплексирование (Multiplexing)(методы разделения сообщений в ТПС, КС, ЛС) и коммутацию (Switching)в узлах с целью доставки сообщений между пользователями сети связи.

На Рисунке 4.2 представлена классификация методов коммутации, используемых в настоящее время на сетях связи.

Все методы коммутации можно разделить на прямые и косвенные (Store-and-forward).

В прямых методах коммутации осуществляется физическое соединение входящих и исходящих каналов.

При косвенной коммутации принятое сообщение (либо его часть) в начале поступает в буферное запоминающее устройство (БЗУ) и через некоторое время t_з(время задержки) оно считывается в исходящий канал.

Методы коммутации с косвенным принципом организации связи разделяются на коммутацию каналов (КК) (Switching circuits), коммутацию пакетов (Packet Switching (PS)) и комбинированную коммутацию(КП).

При КК с косвенной организацией связи (в дальнейшем КК) фазе передачи сообщений от УИ к УП предшествуют фазы:

· поиска маршрута;

· коммутации каналов в УК по всей длине маршрута.

По окончании указанных процедур сообщение, представленное в цифровой форме, единым блоком передается по организованному маршруту от УИ к УП.

Таким образом, при КК маршрутизация должна определить искомый маршрут и организовать соединение каналов связи (либо ТПС) "из конца в конец" (от вызывающего пользователя до вызываемого).

Тем самым, часть ресурсов сети связи (КС, элементы УК и т.д.) будет резервироваться за пользователями на все время сеанса передачи сообщения.

Можно предположить, что основным параметром оценки функционирования маршрутизации на сети связи с КК будет: минимальный объем ресурсов сети, при котором обеспечивается требуемое качество обслуживания пользователей. Косвенным критерием данного параметра является минимальное количество транзитных УК, участвующих в организации искомого маршрута, при обеспечении требуемого качества обслуживания.

При КП сообщение, представленное в цифровой форме, разделяется на отдельные блоки, размер которых не превышает некоторой величины. Каждому блоку приписывается заголовок, который содержит следующую информацию:

· адрес источника сообщения;

· адрес потребителя сообщения;

· принадлежность блока данному сообщению и другая служебная информация.

Блок сообщения вместе с заголовком образуют пакет.

Передача пакетов по сети, принципиально, возможна в двух режимах:

· датаграмм;

· виртуальных каналов.

При КП в датаграммном режиме фаза поиска маршрута одного пакета совпадает с фазой его передачи. Таким образом, пакеты одного сообщения могут передаваться независимо и параллельно по различным маршрутам. Следовательно, можно ожидать, что время передачи всего сообщения будет минимально.

Несомненными достоинствами данного режима КП являются:

· высокая эффективность использования ресурсов сети для передачи требуемого сообщения;

· высокая надежность доставки основного объема сообщения в условиях отказов отдельных элементов сети.

Однако время передачи каждого пакета по сети будет различно. Поэтому в УП, перед тем как сообщение передать потребителю, пакеты необходимо собрать и расставить в требуемой последовательности.

Ожидаемыми критериями оценки функционирования методов маршрутизации на сетях с КП в датаграммном режиме будут:

· время задержки передачи пакетов T_З;

· джиттер задержки передачи пакетов T_D = T_{З max} - T_{З min} , где T_{З max} ,T_{З min}, соответственно, максимальная и минимальная задержки передачи пакетов.

Время задержки и джиттер определяют временную прозрачность сети.

При КП в режиме виртуальных каналов фазе передачи пакетов от УИ к УП предшествуют фазы:

· поиск маршрута;

· резервирование ресурсов сети по всей длине маршрута на все время сеанса передачи пакетов данного сообщения.

Пакеты сообщения передаются по единому маршруту в порядке их поступления от источника сообщения. Тем самым, по сравнению с КП в датаграммном режиме, удается избежать нарушения очередности поступления пакетов в УП и уменьшить величину джиттера. Однако, эффективность использования ресурсов сети более низкая, чем при КП в режиме датаграмм.

Вместе с тем, использование КП в режиме виртуальных каналов в сочетании с технологией асинхронных методов передачи [7] позволяет значительно повысить эффективность использования ресурсов сети при обеспечении требуемого качества обслуживания пользователей.

Таким образом, ожидаемыми критериями оценки функционирования методов маршрутизации на сетях с КП в режиме виртуальных каналов будут:

· временная прозрачность сети (время задержки и джиттер задержки);

· минимальный объем ресурсов сети,

при которых обеспечивается требуемое качество обслуживания пользователей сети.