Главная » Управление системами связи специального назначения » 9.1 Динамическое управление ресурсами сети
Динамическое управление ресурсами сети
 Уникализировать текст |
Широкое распространение IP-протокола привело к взрывному росту создания и использования вычислительных сетей. Вычислительные сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор — это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю в другой сети нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, или хопов (от hop— англ. прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.Одной из проблем при эксплуатации сети является оптимизация управления потоками информации, осуществляемого в системах динамического управления (СДУ). Основными задачами СДУ являются оптимизация маршрутизации, обеспечивающей распределение потоков информации, и управления потоками, направленного на ограничение входящей и транзитной нагрузок в сети.
Рис. 3.1. Уровни управления потоками
В настоящее время выделены следующие уровни управления потоками (рис. 3.1), имеющие отношение непосредственно к сети с коммутацией пакетов (КП): межузловой (на уровне канала связи соседних УК либо абонентских линий), от УК-источников до УК-адресатов (ввод-вывод), уровень доступа к сети, уровень виртуального канала.
Они могут быть охарактеризованы следующим образом:
1) межузловой (У-У). На этом уровне обеспечивается управление потоком нагрузки между двумя соседними УК в целях предотвращения переполнения локальных буферов. Управление может выполняться на уровне канала связи двух соседних УК либо абонентских линий и определяется потоками второго и третьего уровней сетевой архитектуры;
2) уровень доступа к сети. Здесь осуществляется ограничение входящего потока по результатам измерения внутренней нагрузки сети. Управление может выполняться на сетевом уровне между абонентами и соответствующими УК;
3) уровень от УК-источника до УК-адресата (ввод-вывод). На этом уровне предотвращается переполнение буфера УК-адресата. Управление может выполняться на сетевом уровне между УК-источником и УК-адресатом;
4) уровень виртуального канала (ВК);
5) уровень «процесс-процесс». Основная цель управления на этом уровне — предотвратить переполнение буферов пользователей на уровне процессов. Управление осуществляется на транспортном уровне между удаленными процессами. Этот уровень непосредственно к сети с КП не относится.
План распределения информации
Модель сети связи рассматриваетсякак совокупность N узлови М соединяющих их попарно ветвей (пучков каналов).
Совокупность каналов, соединяющих непосредственно узлы iи j сети, образует ветвь
При анализе сетейсвязи в большинстве случаев считают коммутационные возможности узлов неограниченными (
Каждый поток между узлами i и jсети характеризуется требованиями на передачу потока
Путем
Длина пути
Для описания модели сети удобно представить ее в виде графаG(N, М), N вершин которого поставлены в соответствие N узлам,а М ребер — М ветвям сети.
Характеристики узлов и ветвей сети, такие как емкость, надежность, длина и т. п., которые будут в этом случае определятьвес соответствующих вершин и ребер (дуг) графа, будем представлять в виде матриц:
- связности
- длин
- емкостей ветвей
- надежностей ветвей
Потребность в передаче информации между парой узлов i и j будем задавать в виде матрицы требований
Множество путей
Рис. 3.2. Граф сети
Элемент матрицы путей равен 1, если ветвь, сопоставленная с j-м столбцом матрицы путей, входит в путь, сопоставленныйс i-й строкой матрицы. В противном случае элемент равен нулю. Дляпростоты нули в матрице путей (см. табл. 3.1) не вписаны. В последнем столбце приведена длина r-го пути между УКi иУКj.
Таблица 3.1
Множество путей от УКi ко всем остальным узлам сети удобнопредставить в виде дерева путей. На рис. 3.3 изображено деревопутей от вершины А графа сети, представленного на рис. 3.2.
Рис. 3.3. Дерево путей
На сети связи обычно предусматривается возможность передачи информации между двумя корреспондирующими узлами понескольким путям, один из которых принимается за основной, аостальные считаются обходными (сеть с обходными путями). Приэтом на каждом узле задается перечень исходящих ветвей (направлений связи), которые можно использовать при передаче информации к каждому из остальных узлов сети, и порядок выбораэтих ветвей. Такой перечень допустимых исходящих ветвей (направлений) и порядок их выбора можно представить в виде матрицы маршрутов для УКi, i = 1, …, N,
Мi = УКr ||mr,j||, (3.1)
где mr,j — элемент, указывающий порядковый номер ветви
Рис. 3.4. Сегмент сети
Пусть, например, УКi (рис. 3.4) имеет три исходящие ветви, для которых порядок выбора при передаче информации к узлам сети УКr и УКl задан матрицей маршрутов
(3.2)
Из матрицы маршрутов Мiвидно, что при передаче информации к УКrветвь
В том случае, когда для УКi,i =1, …, N задан состав доступных исходящих направлений (ветвей) и порядок их выбора приустановлении связи к любому из других узлов сети, т. е. заданаматрица маршрутов Мi, то говорят, что для УКi задан план распределения информации. Если такой план задан для каждого узласети, то считают, что он задан для всей сети.
Помимо простой матрицы маршрутов план распределения информации может быть задан стохастической матрицей маршрутов, элементы которой вместо порядка выбора исходящих направлений указывают вероятности их выбора, причем сумма вероятностей по каждой строке равна 1.
Одна и та же обобщенная стохастическая матрица маршрутовможет быть задана как для собственного потока узла, т. е. потока, поступающего в узел от включенных в него абонентов, таки для транзитного потока, т. е. потока, поступающего с другихузлов сети. В данном случае оба типа потоков будут обслуживаться одинаково. Однако целесообразнее обслуживание этих потоковорганизовывать по-разному, в частности предпочтение может бытьотдано транзитному потоку.
При такой организации обслуживания для узла УКr задаются две обобщенные стохастические матрицы маршрутов: для транзитного потока MiT и собственного (исходящего) потока узла MiC.
Очевидно, если для каждого из узлов сети заданы обобщенные матрицы маршрутов для собственного потока и стохастические матрицы маршрутов для транзитных потоков, то они определяют стохастические планы как распределения информации, так и ограничения объемов поступающих в сеть потоков информации.
« назад
Оглавление
вперед »
9. Управление ресурсами сетей связи « | » 9.2 Основные задачи динамического управления потоками
9. Управление ресурсами сетей связи « | » 9.2 Основные задачи динамического управления потоками
Учебники по данной дисциплине
Административно-правовое регулирование государственной службы