Коммутация информациооных потоков в сетях

Сетевой уровень

Маршрутизация в каналах связи

Методы коммутации, маршрутизация и управления информацион­ными потоками представляют собой те средства, с помощью которых решается задача организации эффективного обмена информацией в спутниковых сетях.

В общем случае управление процессом обмена информацией в СРС может быть разделено на управление интенсивностью передаваемых по сети информационных потоков и распределением этих потоков по сети.

Управление интенсивностью информационных потоков должно обеспечить функционирование сети без перегрузок на основе компро­мисса между временем доставки информации и ограничением траффика. При этом различают управление интенсивностью потоков, входящих в сеть и потоков, формируемых узлами коммутации сети.

Управление распределением информационных потоков по сети осуществляется либо на основе управления структурой сети (харак­теристиками каналов), либо посредством управления путями (маршру­тами) передачи информации по сети без изменения ее структуры. На эффективность решения указанных задач существенное влияние ока­зывает выбранный метод коммутации. В общем случае управление процессом обмена информацией в се­ти может быть сведено к процедуре маршрутизации только при неболь­ших интенсивностях входящих в сеть информационных потоков. При увеличении этих интенсивностей возникает возможность перегрузки сети, вследствие чего появляется необходимость в ограничении пото­ков информации. Таким образом, методы и алгоритмы коммутации, маршрутизации и ограничения информационных потоков, реализуемые в протоколах канального сетевого и транспортного уровней, в совокупности обес­печивают решение задачи управления процессом обмена информацией в СРС [1], [2].

Различают следующие виды коммутаций информационных потоков в спутниковых радиосетях:

- коммутация каналов,. которая в общем случае может осуществляться на физическом или логическом уровнях;

- коммутация сообщений;

- коммутация пакетов.

Коммутация каналов предполагает закрепление канала, связы­вающего абонентов сети, на все время сеанса связи. При этом в цифровых сетях с КК (логическая коммутация) возможны два спосо­ба коммутации. В первом случае реализуется побитовая коммутация, во втором - блочная коммутация, например побайтовая, когда пере­нос информации с входящего канала на исходящий осуществляется через промежуточную память поблочно.

К недостаткам метода коммутации каналов можно отнести: не­возможность трансформации скоростей и кодов, что определяет необ­ходимость использования однотипной оконечной аппаратуры; труднос­ти организации многоадресной и циркулярной передачи информации; потерю заявок на установление соединения в случае отсутствия сво­бодных каналов или малую полезную загрузку каналов при необходимости обеспечить достаточно малую вероятность потерь.

От этих недостатков практически свободны сети с коммутацией сообщений, в которых подлежащее передаче сообщение поступает из сходящего канала в память, а затем выдается в требуемый исходящий канал. Сети с коммутацией сообщений, особенно при высоких коэффициентах использования каналов связи, требуют весьма больших объе­мов запоминающих устройств в узлах коммутации [3].

Стремление упростить оборудование узлов коммутации и умень­шать время доставки информации привело к методу коммутации паке­тов. При этом длинное сообщение разбивается на отдельные блоки (кодограммы), передаваемые по сети в виде пакетов.

Метод коммута­ции пакетов сохраняет основные преимущества метода коммутации сообщений, но значительно снижает требования к объему ЗУ в узлах коммутации, т.к. размер пакета существенно меньше размера сообще­ния. Метод коммутации пакетов имеет две основные разновидности:

- коммутация дейтаграмм (режим дейтаграммной службы), при которой отдельные пакеты по сети передаются независимо, в общем случае по различным путям, и "сшиваются" в сообщение в узле-полу­чателе информации;

- коммутация виртуальных каналов (режим виртуальных соедине­ний), при котором все пакеты одного сообщения достигают получате­ля по одному маршруту, определяемому на этапе установления вирту­ального канала.

Принципиальное отличие скоммутированного канала от вирту­ального соединения заключается в том, что канал, скоммутированный для обмена информацией между двумя абонентами, недоступен для других абонентов, даже если в некоторый момент времени по не­му ничего не передается.

В режиме ВК происходит так называемое статистическое разде­ление каналов, позволяющее в случае пульсирующей нагрузки по вир­туальному каналу в паузах передавать информацию в интересах дру­гих абонентов. Все преимущества КК при этом сохраняются: малое время задержки в узлах коммутации, сохранение порядка следования пакетов и т.п.

К достоинствам метода КП следует отнести:

- возможность эффективного использования пропускной он способ­ности сети при передаче коротких порций информации;

- возможность обеспечения малого времени задержки пакетов без закрепления для взаимодействующих абонентов пропускной способ­ности каналов;

- высокую надежность и живучесть, связанные с возможностью использования альтернативных маршрутов при выходе из строя от­дельных каналов связи или узлов сети, - увеличение скрытности передачи информации, т.к. отдельные пакеты сообщения следуют своими маршрутами, и через промежуточные узлы сообщение в полном объеме не проходит.

Вместе с тем для метода КП характерны и определенные не­достатки [7]:

- при некоторых условиях работы сети (например, при большом траффике) времена доставки информации могут быть слишком большими;

- метод не обеспечивает прозрачности во времени при передаче информации, т.е. среднеквадратическое отклонение времени доставки отдельных пакетов может быть не нулевым, а в случае коммутации ДГ отдельные пакеты могут прибывать к получателю с нарушением их последовательности;

- в определенных условиях метод КП уступает методу КК по по­казателю использования пропускной способности. Анализ показывает, что области эффективного использования различных методов коммутации зависят от длины передаваемых сообщений, от уровня загрузки сети, времени распространения в канале, времени обработки в узле коммутации и т.п. Стремления преодолеть недостатки "чистых" методов коммута­ции вызвало появление большого числа гибридных методов коммута­ции, являющихся синтезом методов КК и КП, а также методов адап­тивной коммутации, при которой алгоритм коммутации динамически меняется в зависимости от состояния сети в данный момент [7].

Дата добавления: 2014-01-06