Теоретические основы современных информационных сетей

ТЕМА 3. Теоретические основы современных информационных сетей. Базовая эталонная модель международной организации стандартов.

Internet-ресурсы

Цель:изучить основы современных информационных сетей и состав уровней базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем (БЭМВОС).

Задачи:

ü рассмотреть и изучить основы современных информационных сетей;

ü рассмотреть и изучить состав уровней БЭМВОС;

ü рассмотреть и изучить передачу данных между уровнями БЭМВОС.

После изучения темы Вы должны знать:

ü основы современных информационных сетей;

ü состав уровней БЭМВОС;

ü характер передачи данных между уровнями БЭМВОС

Такие параметры, как число и длина пакетов, поступающих в сеть или проходящих через неё в любой момент времени, число вызовов, поступающих на вход сети за заданное время, продолжительность занятия (ресурса) - в общем случае подвержены статистическим изменениям. Поэтому ключевую роль в анализе сетей играет теория очередей (называемая также теорией массового обслуживания).

Пакеты, поступающие на вход сети или промежуточного узла, на пути к пункту назначения накапливаются, обрабатываются с целью выбора подходящего канала передачи к следующему узлу, а затем считываются в этот канал, когда наступит время их передачи. Время, затраченное на ожидание передачи в накопителе, является важной мерой, характеризующей работу сети. Оно зависит от времени обработки в узле и длины пакета, а также от пропускной способности канала передачи и дисциплины обслуживания, применяемой при обработке пакета.

Теория очередей возникает также при исследовании сетей с коммутацией каналов. Во-первых, при изучении обработки вызовов, во-вторых, при анализе зависимости между числом доступных каналов и вероятностью того, что вызов, требующий установление соединения, будет заблокирован или поставлен в очередь для ожидания обслуживания.

На рисунке 5 представлена модель обслуживания сети

Рис. 5. Модель обслуживания сети

В качестве пакетов рассматриваются пакеты данных для случая коммутации пакетов или вызовы для систем с коммутацией каналов. Пакты поступают случайным образом со скоростью λ в единицу времени. Они ожидают обслуживания в накопителе, и обслуживаются в соответствии с некоторой конкретной дисциплиной со средней скоростью μ пакетов в единицу времени. На рисунке показана одна обслуживающая линия это средство передачи (исходящий канал или линия, передающие пакеты или, в случае систем с коммутацией каналов, обрабатывающие вызовы), которое передает данные с предписанной скоростью С блоков данных в единицу времени. В более же общем случае могут быть доступны несколько обслуживающих линий, и в этом случае одновременно могут обслуживаться несколько пакетов. Длительность процесса обслуживания определяется длиной пакета или продолжительностью соединения.

Если интенсивность поступления λ приближается к скорости обработки пакетов μ, очередь начинает расти. При накопителе конечной ёмкости очередь достигает наибольшей допустимой величины, а при переполнении накопителя поступление всех последующих пакетов будет заблокировано.

Введём параметр конец формы начало формы ρ = λ/μ . Его называют коэффициентом использования канала или интенсивностью нагрузки. Когда ρ приближается к 1 или превышает её, возникает область перегрузки, и поступающие пакеты блокируются более часто. Характеристики сети (время задержки, вероятность блокировки и т.д.) зависят также от вероятности состояний очереди. Для расчёта вероятностей состояния должны быть известны следующие характеристики:

- процесс поступления пакетов (статистика входящих потоков);

- распределение длин пакетов (распределение времени обслуживания);

-дисциплина обслуживания (обслуживание в порядке поступления - ОПП или FIFO, некоторые дисциплины обслуживания с приоритетами).

Для многолинейных систем вероятности состояний зависят также от числа обслуживающих линий.

В теории массового обслуживания принято моделировать процесс поступления вызовов с помощью Пуассоновского процесса.