Тема 3. Организация обмена данными и служебными сообщениями в СДЭС

Контрольные вопросы и задачи

1. Охарактеризуйте функции каждого уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем.

2. Дайте определения протоколов и интерфейсов.

3. Назовите характеристики физической структуры СДЭС, поясните.

4. Назовите различные виды структуры сети.

5. Что такое матрица связности (смежности)?

6. Какие еще матрицы используются для характеристики сети? Назовите их и дайте определения.

7. Какой вид будет иметь матрица связности для сетей следующей структуры:

- линейчатая сеть;

- кольцевая сеть;

- полносвязная сеть.

8. Для сети, изображенной на рисунке 2.12, построить матрицу заключительных мощностей (подробное решение смотри в Приложении 1).

Рис.2.12 Сеть к задаче 8.

3.1. Структура и форматы сообщений и пакетов.

Организацию обмена сообщениями в этой и последующих темах рассмотрим применительно к сетям передачи данных (ПД). Автоматизация процессов передачи сообщений в сети ПД и обработки их на центрах коммутации требуют стандартизации структуры сообщения. Совокупность правил построения сообщения и кодирования его признаков называют форматом сообщения.

Помимо текста сообщение должно содержать всю необходимую служебную информацию для передачи, коммутации и обработки. Эта служебная информация размещения в начальной части сообщения, называемой заголовком (рис.3.1). Заголовку может предшествовать предзаголовок, содержащий последовательности поэлементной и цикловой синхронизации, а также информацию для текущего контроля за прохождением сообщения в каналах передачи данных. Часто предзаголовок называют связным заголовком. Заголовок содержит все необходимые инструкции по передаче сообщения в сети, коммутации, обработке, учету и контролю за прохождением. На рис. 3.2 показан один из возможных форматов заголовка. Все признаки в заголовке объединены в функциональные группы. Состав каждой группы определяется признаком формата.

Предзаголовок

Заголовок

Текст

Конец текста

Контрольная сумма

Конец сообщения (кодограммы)

Рисунок 3.1 Структура сообщения

3.2. Обмен сообщениями при различных видах коммутации.

B реальных современных сетях ПД, абоненты, с помощью абонентских линий, привязаны к нескольким центрам коммутации. Такая мера позволяет повысить надежность своевременной доставки сообщений. На вход центра коммутации может поступить несколько сообщении от разных абонентов-отправителей или от других центров коммутации. При ограниченной пропуск­ной способности центра ряду сообщений может быть отказано в немедлен­ном обслуживании. Таким образом, обслуживание сообщений данных в сетях ПД может осуществляться как по системе с ожиданием, так и по системе с отказами. Выбор системы обслуживания определяется характером и интен­сивностью сообщений, циркулирующих в сети. Сеть может обслуживать абонентов различных рангов преимуществ. При ограниченной пропускной способности сети категории сообщений учитываются как приоритетные категории. Приоритетное обслуживание сообщений организуют таким образом, чтобы не снизился суммарный обмен в сети.

В этом отношении полезно вводить дополнительные приоритеты, не совпадающие с категорией срочности, а учитывавшие время пребывания сообщений в сети и увеличивающие приоритет сообщений с увеличением этого времени. Обслуживание исходящих сообщений выполняется по сис­теме с ограниченной очередью с применением приоритетов. Длина очереди и время пребывания сообщений в очереди контролируется по приоритетам.

Начало заголовка
Системные признаки	Признак формата
Категория срочности
Вид сообщения
Гриф
Тип кода
Справочные признаки	Исходящий регистрационный номер
Время ввода в сеть
Число кодограмм в сообщении
Порядковый номер кодограммы
Адрес абонента отправителя
Внутренний адрес отправителя
Адресные и маршрутные признаки	Вариант передачи
Адреса абонентов получателей
Внутренние адреса получателей
Маршрутные признаки
Контрольная сумма
Конец заголовка

Рисунок 3.2. Возможный формат заголовка.

Рассмотрим некоторые особенности обмена данными в сети с коммутацией сообщений и пакетов.

При коммутации сообщений обычно максимальная длина сообщения ограничивается техническими характеристиками оконечного оборудования данных. Для передачи сообщений по сети они разбиваются на кодограммы, длины которых определяются категориями, срочности сообщений. Кодограммы имеют все необходимые признаки для самостоятельного перемещения по сети, принадлежности к определенному сообщению и сборки этого сообщения из них.

Сообщение передается по сетиот центра к центру, в соответствии с принятой путевой процедурой. При этом передача сообщения от центра возможна лишь в том случае, когда этот центр имеет данные сообщения в полностью собранном виде. Для обеспечения приоритетного обслуживания и связанного с ним прерывания сообщений на центрах коммутация возникает необходимость, раз биения кодограмм на отдельные части - информационные блоки, каждый из которых сопровождается дополнительными признаками,

обеспечивающими возможность восстановления кодограмм на приемной стороне. Информационный блок совместно с дополнительными служебными признаками получил название сетевого блока. Сетевые блоки, являясь составной частью кодограммы, не обладают возможностью самостоятельного перемещения по сети, а перемещаются только в составе кодограмм.

Служебные признаки сетевого блока включают циклический номер блока, контрольную сумму для защиты от ошибок, признаки категории срочности, а также могут содержать служебную сетевую информацию.

При коммутации пакетов сообщение делится на кодограммы-пакеты стандартной длины, имеющие все необходимые признаки для самостоятельного перемещения по сети. Существенным отличием от коммутации сообщений является отсутствие сборки сообщения на каждом транзитном центре коммутации. Разделение сообщения на пакеты и сборка сообщений из пакетов - функция абонентов. В сетях с коммутацией пакетов определено три вида передач: постоянный виртуальный канал, временный коммутируемый виртуальный канал, датаграммы.

Виртуальным каналом называется такая форма передачи информации через сеть ПД, при которой у взаимодействующих абонентов возникает иллюзия наличия между ними прямого канала. По виртуальному каналу передаются последовательности пакетов сообщения. Сеть гарантирует в рамках каждой последовательности выдачу пакетов абоненту-получателю в том же порядке, в котором она получила их от абонента — отправителя для передачи. При использовании виртуального канала упрощается процедура сборки сообщения из пакетов у абонента — получателя.

Постоянный виртуальный канал, называемый также виртуальной цепью, устанавливается между парой абонентов на продолжительное время.

Временные виртуальные каналы, выделяемые абонентам на сеанс связи, называют виртуальными вызовами. При обеспечении виртуального вызова к функциям, выполняемым виртуальной цепью, добавляются процедуры установления виртуального вызова перед началом сеанса связи и разъединения вызова после окончания сеанса.

Датаграмма - это пакет, передаваемый через сеть ПД не в составе последовательности пакетов сообщения, а самостоятельно. Сообщение делится на пакеты, каждый из которых рассматривается сетью как независимая единица информации, которая должна быть доставлена адресату в соответствии со служебными признаками, приписанными пакету. Пакет имеет все необходимые служебные признаки для самостоятельного и независимого перемещения по сети от абонента-отправителя до абонента-получателя. Допускается нарушение порядка поступления пакетов получателю. Контроль за перемещением датаграмм, поступлением их получателю и правильностью сборки сообщений из пакетов осуществляют протоколы сетевого и транспортного уровней.

Достоинством датаграммного метода является возможность осуществления эффективной адаптивной маршрутизации. К недостаткам следует отнести необходимость усложнения системы управления, увеличение служебной информации, сопровождающей датаграммы, повышение вероятности возникновения критических (тупиковых) ситуаций в сети.

3.3. Организация обмена служебными сообщениями.

Для эффективного управления потоками в сети между центрами коммутации, организуется обмен служебной (сетевой) информацией. Служебные (сетевые) сообщения включают информацию о наличии и длинах очередей сообщений на центрах коммутации, состояние каналов и коммутационного оборудования, а также квитанционную информацию. Поскольку информация в очередях является быстростареющей, то темп ее обновления должен быть достаточно высоким. В существующих сетях ПД информация о состоянии сети обновляется через доли – единицы секунд. В ряде случаев прибегают к прогнозированию очередей на основе анализа априорных сведений о состоянии сети и характере потоков сообщений.

Возможны следующие методы передачи служебных сообщений.

Метод служебных сообщений. Для передачи служебной информации используются специальные сообщения, с помощью которых организуется обмен сведениями о состоянии элементов сети, их загрузке и уровнях очередей.

Метод сопровождающей информации. Для передачи служебной информации используются сообщения, несущие полезную информацию. Служебная информация приформировывается к ним. В сетях с приоритетным обслуживанием служебная информация приформировывается обычно к высококатегорийным сообщениям.

Служебная информация передается не по требованию, а по мере ее возникновения.

Контрольные вопросы:

1) Что такое формат сообщения?

2) Какие части должно содержать сообщение? Для чего они предназначены?

3) Приведите пример возможного формата заголовка.

4)Назовите особенности обмена данными в сети с коммутацией сообщений и пакетов;

5) Что такое виртуальный канал?

6) Какие виртуальные каналы бывают?

7) Что такое датаграмма?

8)Назовите достоинства датаграммного метода;

9) Что включают в себя служебные (сетевые) сообщения?

10)Какие исходы передачи служебных сообщений вы знаете?

Задачи:

1.Определить вероятность появления ошибки в заголовке пакета при передаче его по каналу с помехами, если длина заголовка 200 бит, параметры дискретного канала , .

2. Заголовок пакета защищается стандартным многочленом . Определить вероятность не обнаружения ошибки в заголовке при передаче пакета по каналу с группированием ошибок (, ), длина заголовка.

Дата добавления: 2014-01-07