Особенности маршрутизации в сетях с виртуальными каналами

В каждой линии, соединяющей два соседних УК (т. е. ветви сети), выделяется определенное число так называемых логических каналов (ЛК). Логический канал отличается от временного (в уп­лотненной линии с временным делением каналов) тем, что для него не фиксируется какая-либо определенная вре­менная позиция в кадре. Таким образом, если каждому времен­ному каналу одной и той же уплотненной линии отводится вполне определенный квант времени в кадре, то за логическим каналом какой-либо квант времени постоянно не закрепляется, т. е. ресур­сы линии являются общими для всех логических каналов этой линии. Следовательно, логический канал, как и временной, имеет свои собственные вход и выход, отмеченные каким-либо номером, но, в отличие от временного канала, не имеет закрепленного за ним кванта времени.

Число логических каналов в линии зависит от пропускной спо­собности линии. Например, на сети TYMNET максимальное число логических каналов в одной линии с пропускной способностью 9600 бит/с равно 256. Практически линия, рассчитанная на ско­рость передачи 2400 бит/с, содержит до 48 логических каналов, а при скорости передачи 9600 бит/с - до 192 логических каналов.

Виртуальный канал представляет собой упорядоченную цепоч­ку определенных логических каналов в выбранном пути (маршру­те) передачи пакетов.

На рис. 6.5 изображена сеть, состоящая из четырех узлов коммутации - , пяти линий- и одной абонентской линии АЛ, с помощью которой ЭВМ подключена к . Для примера имеется по два логических канала в линиях Л ₂, Л ₄ и Л ₅, а в линияхи Л ₃ - по три логических канала ЛК *. На основе этих логических каналов образовано шесть виртуальных каналов ВК. При этом, например, второй виртуальный канал составлен из последовательной це­почки трех логических каналов: в линии , в линии Л ₅ и в линии Л ₃; четыре виртуальных канала (и ) составлены из двух последовательных логических каналов, а виртуальный канал состоит из одного, логического канала в линии, и одного логического канала в АЛ.

Каждому из виртуальных каналов на сети пакетной коммута­ции можно приписать некоторый номер, как это сделано в нашем примере. На каждом узле, через которые проходит ВК, должна храниться некоторая путевая таблица, в которой каждому из виртуальных каналов сопоставлены номера соответствующих логичес­ких каналов в определенных исходящих из УК линиях.

Таблица 6.2 лредставляет собой путевую таблицу, расположенную на .

Из таблицы видно, что пакеты, поступающие в, например, по ли­нии (от ), должны направляться в линию по . И, наоборот, паке­ты, поступающие в по линии Л ₂, должны направляться в линию Л по .

Таблица 6.2

АЛ

-

- -

- -

- - -

При достижении пакетами узла назначения они либо собира­ются на узле в сообщения, которые затем передаются в ЭВМ или абонентский пункт АП, либо непосредственно передаются в ЭВМ или АП, где соби­раются в сообщения.

Примем, что сообщение собирается в ЭВМ. К ЭВМ включен пользователь, к которому передается данное сообщение. Тогда в путевой таблице для ВК, который включен в узел назначения ,

* Номер логического канала указан в кружочке.

Рис. 6.5

вместо ЛК линии связи указывается номер ЛК абонентской ли­нии, соединяющей УК с ЭВМ. Например, в табл. 6.2 для ука­зан абонентской линии к ЭВМ.

Таким образом, на транзитном УК путевая таблица связывает входящие в один ВК два логических канала. При таком способе идентификации виртуальных каналов каждый из пакетов, переда­ваемых по какому-либо из этих каналов, должен содержать в за­головке номер данного ВК. При наличии в заголовке пакета номе­ра ВК маршрутизация пакетов на транзитном УК чрезвычайно проста. При поступлении пакета на транзитный УК на основании номера ВК, находящегося в его заголовке, по путевой таблице определяются исходящая линия и номер ВК к ней. При этом но­мер ВК в заголовке пакета не изменяется. Заметим, что при коммутации каналов такая связь соответствует соединению входяще­го канала с исходящим, а путевая таблица - соединению двух каналов.

Такой способ идентификации виртуальных каналов прост, нагляден и не требует изменения номера ВК при прохождении па­кета по сети. Однако такой прямой способ нумерации всех вир­туальных каналов, которые могут быть установлены на сети, при­водит к необходимости иметь большое число разрядов в заголовке пакета для идентификации ВК. В связи с этим основным способом идентификации ВК на существующих сетях пакетной коммутации с виртуальными каналами является следующий.

С каждым ВК сопоставляется некоторый путевой номер ПН, который указывается в заголовке пакета вместо номера ВК. Этот путевой номер не является постоянным, как номер ВК, а изменяет­ся на каждом транзитном УК. Путевой номер ВК представляет собой пару номеров: линии и ЛК в ней. Например, поступивший на с по виртуальному каналу пакет имеет в своем заголовке путевой номер . Число i у ПН (i) ука­зывает номер УК (т. е. ), с которого поступил пакет. На этот путевой номер обновляется и в линию Л ₂ данный пакет посту­пит уже с путевым номером *. Такое обновле­ние номеров, а также маршрутизация пакетов осуществляются с помощью таблицы путевых номеров. Для УК ₂ рассматриваемого примера она имеет следующий вид (табл. 6.3).

Из табл. 6.2 видно, как осуществляются процессы передачи пакетов па транзитном УК по виртуальному каналу и обновление путевых номеров. На­пример, пакет, поступивший с по имеет в заголовке следующий . По таблице путевых номеров (первая строка табл. 6.3) видно, что этот пакет необходимо направить в линию Л ₂ по . При этом в заголовке этого пакета обновленный путевой номер будет следующим: (Л ₂; ).

В табл. 6.3 первый столбец указан лишь для пояснения (в таб­лице путевых номеров он отсутствует). Заметим, что вместо номеров линии и ЛК в них между УК могут быть указаны номера ЛК абонентских линий, как это сделано в рассматриваемом примере, а также самих абонентских линий, АП, вводных или выводных устройств и т. д. Например, если пакет прибыл в УК назначения, то в обновленном путевом номере могут быть указаны номера (адреса) пользователя и/или номера АП, который осуществляет связь с корреспондирующим с ним другим АП и/или пользовате­лем по данному ВК (в случае на ).

Таблица 6.3

Виртуальный канал	Путевой номер	Виртуальный канал	Путевой номер
старый	новый	старый	новый
с с с с	; ; ; ;	; ; ; ;	с с АВМ с с	; АЛ; ; ;	АЛ; ; ; ;

Следует заметить, что на приемном конце ЛК по каким-либо причинам пакет может быть не принят (из-за возникших в паке­те при его передаче ошибок, сбоев в аппаратуре приема и т. п.) и его необходимо будет передавать вновь. Однако, если не принять никаких специальных мер, последующие пакеты поступят в линию и на приемном конце нарушится последовательность поступления пакетов, а поэтому потребуется их пересортировка. Для того что­бы полностью избежать необходимости в пересортировке пакетов на приемном конце, очередной пакет следует отправлять лишь после того, как придет подтверждение о правильном приеме предыду­щего пакета.

* В заголовке пакета, очевидно, нет необходимости указывать номер ли­нии, так как на входящем конце линии ее номер однозначно идентифицирует­ся аппаратурой УК. Здесь же номер линии указывается для лучшего восприя­тия принципа схемы путевых номеров при коммутации пакетов на УК.

Однако такая процедура передачи пакетов может значительно увеличить время передачи сообщения и снизить про­пускную способность сети. В связи с этим на практике допускает­ся передача не одного, а некоторого числа пакетов без подтверж­дения. Таким образом, образуется некоторое «окно», размер кото­рого определяет допустимое число переданных без подтверждения пакетов. После получения подтверждения о правильном их приеме разрешается передача новой группы пакетов. Если подтверждение пришло не на всю группу, а только на одну первую часть пере­данных пакетов, то разрешается дальнейшая передача пакетов, число которых равно числу пакетов в этой части и т. д. Учитывая, что есть такое окно, т. е. максимально допустимое число передан­ных и неподтвержденных пакетов, нумерация пакетов в сообщении может осуществляться по модулю, на единицу превышающему размер этого окна. Например, допустима нумерация пакетов по модулю 8 или 128. Соответственно максимальный размер окна не должен превышать 7 или 127.

Контрольные вопросы:

1) В чем заключается суть методов:

· Метод квазиминоров

· Метод Дейкстры

· Волновой метод

· Метод рельефов. Какие при этом методе должны соблюдаться правила, поясните их.

· Игровой метод

2) В чем заключаются особенности маршрутизации в сетях с виртуальными каналами?

Задача:

Найти кратчайший путь от узла 1 к узлу 5 для сети следующего вида:

(Подробное решение этой задачи приведено в приложении 3.)

Дата добавления: 2014-01-07