Предисловие
Задача определения оптимального по заданным критериям маршрута на графе относится к той категории задач, которые известны и исследуются давно. Особенно актуально решение этой задачи для коммутируемых сетей связи, поскольку применение того или иного метода нахождения маршрутов значительно влияет на качество обслуживания пользователей сети, эффективное использование линейных сооружений и аппаратуры передачи информации.
До недавнего времени сети передачи данных, аудио- и видео- информации существовали раздельно. В последнее десятилетие идет активный процесс их слияния в широкополосную цифровую сеть интегрального обслуживания
(Ш-ЦСИО). Ш-ЦСИО, как единая сетевая инфраструктура, обладает рядом преимуществ.
Во-первых, это значительное снижение затрат на организацию информационного обмена.
Во-вторых, – появление новых возможностей в предоставлении услуг связи пользователям (развитие электронной коммерции, системы дистанционного обучения, видеоконференций и др.).
Все это позволяет значительно повысить эффективность использования аппаратуры передачи информации и линейных сооружений.
Такие структуры, как в качественном, так и в количественном отношениях существенно отличаются от традиционных. Поэтому их проектирование связано с решением ряда проблем, к числу которых относится проблема маршрутизации, являющаяся одной из важных функций управления сетью связи.
Вопросам исследования и разработки алгоритмов маршрутизации на сетях связи посвящено большое количество отечественных и зарубежных работ. Предложено значительное число алгоритмов маршрутизации, эффективно работающих на сетях связи с различными принципами построения системы управления. Однако учебно-методическая литература по данным вопросам практически отсутствует.
Цель учебного пособия – дать сведения о существующих алгоритмах маршрутизации, условиях применения и методики их анализа на Ш-ЦСИО.
В учебном пособии используются материалы монографий и статей отечественных и зарубежных авторов.
1 Основные определения
1.1 Принципы организации сети связи
Сеть связи (Network) – это сложная совокупность систем передачи информации и управления. Данные системы взаимосвязаны между собой на единых организационно-технических принципах построения и эксплуатации.
Основное назначение сети связи – передача информации между ее пользователями.
На рисунке 1.1 представлен фрагмент общей структуры сети связи.
Элементами сети связи являются: абонентские пункты (АП); линии связи (ЛС); узлы коммутации (УК); устройства управления сетью связи (УУСС).
Абонентские пункты состоят из исходящего и входящего оконечного оборудования и предназначены:
для приема информации от пользователя (User) и преобразования ее в сообщение, необходимое для передачи по сети связи;
для приема сообщения из сети и его преобразования в вид удобный для выдачи пользователю.
Линии связи (Line) представляют собой физическую среду (оптоволоконные и электрические кабельные линии, спутниковые линии и другие).
Линия связи, соединяющая абонентский пункт с УК, называется абонентской линией.
Линии связи оборудованы каналообразующей аппаратурой, с помощью которой в ЛС выделяются отдельные каналы связи (КС).
Каналы связи вместе с аппаратурой передачи и приема сообщения образуют тракт передачи сообщения (ТПС).
Два тракта передачи сообщений и более, с коммутированных между собой с помощью УК, образуют соединительный тракт передачи сообщений.
Устройства управления сетью (Network management) связи можно разделить на два вида:
устройства управления услугами сети связи;
устройства эксплуатации, технического обслуживания и управления функционированием сети связи.
Оба вида устройств управления физически могут быть объединены в УК.
Современные сети связи характеризуются:
применением цифровых систем передачи и вычислительных средств для решения задач управления;
интеграцией всех видов передаваемой информации (речь, изображение, данные, факсимильные и другие сообщения).
На базе таких сетей создаются различного рода частные (учрежденческие) и корпоративные сети. Количество элементов сети может достигать нескольких сотен и тысяч.