2.3 Логический метод

Логический метод формирования ПРИ на сети связи состоит в процедуре, выполняемой в каждом транзитном УК, начиная от УИ, позволяющей определить исходящий ТПС, максимально близкий к геометрическому направлению на УП. Рассмотрим основную идею данного метода. Сеть связи вкладывается в прямоугольную систему координат. Каждому узлу сети присваивается собственный адрес (X, Y) (Рисунок 2.3). В каждом транзитном УК (X_i, Y_j), начиная с УИ (X_R, Y_L), производится анализ адреса УП сопоставлением его с собственным. В результате вычисляется геометрическое направление из данного узла на УП (в принципе эти вычисления можно провести заблаговременно и держать в оперативной памяти узла). Затем определяется тот ТПС, который имеет наибольшее совпадение с ранее рассчитанным геометрическим направлением на УП. Если ближайший по направлению ИТПС доступен, то подбирается очередной по предпочтительности исходящий ТПС.

Пример 2.3.

На Рисунке 2.4 представлена сеть связи, в которой УИ и УП, соответственно, имеют координаты{1, 2} и {10, 2}. Из УИ определяем геометрическое направление на УП (указано пунктиром). С данным направлением совпадает исходящий ТПС к узлу с координатами {4, 2}. В УК {4, 2} выбираем исходящий ТПС к УК с координатами {7, 3}, так как он имеет наименьший угол отклонения от геометрического направления на УП. В УК {7, 3} подобным образом выбираем ТПС к УК {8, 2}. В УК {8, 2} выбираем ТПС к УК {10, 2}.

Таким образом: ({1, 2}; {10, 2}) = ({1, 2}, {4, 2}, {7, 3}, {8, 2}, {10, 2}). Несомненным достоинством данного метода является простота и отсутствие необходимости передачи служебной информации по сети. Применение простого алгоритма вычисления исходящего ТПС в каждом УК позволяет отказаться от таблиц маршрутизации, что значительно сокращает объем оперативной памяти УК, упрощает процедуру маршрутизации и ввод в эксплуатацию новых узлов. В то же время, данный метод не является динамическим и не решает задачу глобальной оптимизации ПРИ.

2.4 Логически-игровой метод

Логически-игровой метод формирования ПРИ является обобщением логического и игрового методов. Данный метод вобрал в себя все положительные свойства обоих методов:

• отсутствие необходимости передачи служебной информации на сети при формировании (во время ввода УК в эксплуатацию) и переформировании (в процессе эксплуатации УК) таблиц маршрутизации;

• решение задачи глобальной оптимизации сети связи по критерию  формирование ПРИ по накопленной ранее статистике установления соединения между заданной парой УК.

Суть логически игрового метода формирования ПРИ сводится к следующему. По аналогии с логическим методом сеть связи вкладывается в прямоугольную систему координат, в соответствии с которой каждому узлу сети присваивается собственный адрес (X, Y). В каждом УК j имеется матрица

; , которая имеет следующий вид:

и содержит S^O строк. Учитывая, что возможно увеличение числа УК на сети S^O выбирают таким, чтобы S^O .

Количество столбцов матрицы P^O(j) для УК под номером j равно: (H_j + 3), где H_j  число исходящих ТПС из j-го узла; три столбца отводится для номеров УП, представленных в общепризнанной нумерации (№ УП) [5] и прямоугольной системе координат (X, Y).

На момент ввода узла в эксплуатацию матрица содержит только информацию о смежных номерах УК с данным и выраженных в прямоугольной системе координат:(X_{Q j}, Y_{Q j}),…, (X_{V j}, Y_{V j}),…, (X_{H j}, Y_{H j}). По мере функционирования сети связи матрица P^O(j) заполняется и корректируется.

Определение исходящих ТПС осуществляется логическим методом, а заполнение и корректировка матрицы P^O(j) осуществляется игровым методом.

Тем самым, при формировании (во время ввода УК в эксплуатацию) и переформировании (в процессе эксплуатации УК) таблиц маршрутизации отпадает необходимость передачи служебной информации по сети. Накапливание в таблицах маршрутизации информации о формировании маршрутов позволяет решить задачу глобальной оптимизации сети связи по критерию  формирование ПРИ по накопленной ранее статистике об организации маршрутов между заданной парой УК.

Пример 2.4.

Покажем формирование ПРИ на сети, изображенной на Рисунке 1.3, логически игровым методом. Вложим данную структуру сети в прямоугольную систему координат (X, Y) ( Рисунок 2.5). Будем считать, что УК № 1, 2, 3 и 4 не эксплуатировались, поэтому их матрицы содержат только информацию о смежных узлах и имеют, соответственно, следующий вид:

Допустим, что от пользователя, подключенного к УК № 2 с координатами X2 = 7 и Y2 = 7, поступила заявка на организацию маршрута к УП № 1 с координатами X1 = 4 и Y1 = 4. Причем, количество транзитных узлов не должно превышать одного.

Этап 1. В УК № 2 на основе анализа координат смежных узлов (X1, Y1; X3, Y3; X4, Y4) и координат УП (X1, Y1) делается следующий вывод: исходящие ТПС к УК № 1, № 4 и № 3, соответственно, являются ИТПС первого, второго и третьего выбора.

Так как УК № 2 не эксплуатировался и не имел статистики по организации маршрутов в предыдущие моменты времени, то первоначальные весовые коэффициенты всех исходящих ТПС будут одинаковыми и равны 1/3. Однако предпочтительность выбора исходящих трактов сохраняется и соответствует результатам анализа координат данного узла и УП.

Предположим, что исходящий ТПС первого выбора в данный момент времени недоступен. Тогда проверяется ситуация доступности ИТПС второго выбора. Допустим, что исходящий ТПС к УК № 4 (X4 = 6, Y4 = 2) доступен. Следовательно, данный тракт участвует в организации искомого маршрута.

Этап № 2. В УК № 4 (X4 = 6, Y4 = 2) производится анализ координат УП и определение исходящих ТПС первого, второго выбора. Соответственно, ими будут исходящие ТПС к УК № 1 и к УК № 3. С целью избежания зацикливания маршрутов ИТПС к УК № 2 из данной процедуры исключен.

Учитывая, что узел № 4 не имеет статистики организации маршрутов, то первоначальные весовые коэффициенты ИТПС будут одинаковы и равны 1/2. Однако предпочтительность выбора остается за исходящим трактом к УК № 1.

Допустим, что данный тракт доступен. Узел № 1 является УП. Количество транзитных УК не превысило одного. Следовательно, искомый маршрут между УП № 2 и УП № 1 определен и имеет следующую запись: _2,1 = {УК № 1, УК№4, УК № 1}. ТПС, участвующие в организации маршрута, поощряются (допустим, что на величину 0,2). Строки , матриц узлов № 2 и № 4 нормируются и окончательно принимают следующий вид:

Таким образом, в соответствующие строки матриц УК № 2, 4 внесены записи о предпочтительности выбора исходящих ТПС при организации маршрута _2,1. Корректировка таблиц и предпочтительность выбора ИТПС в дальнейшем определяется игровым методом.

Выводы

1. Метод рельефов предусматривает формирование ПРИ по числу транзитных УК. Недостатком данного метода является необходимость передавать служебную информацию между всеми узлами, что значительно загружает сеть связи.

2. Игровой метод имеет итеративный характер и решает задачу глобальной оптимизации сети связи по накопленной ранее статистике об организации маршрута между парами УИ и УП. Весовые коэффициенты исходящих ТПС могут быть представлены вероятностными величинами.

3. Достоинством игрового метода формирования ПРИ является отсутствие необходимости передачи служебной информации. Однако данный метод обладает инерционностью.

4. Недостатком метода рельефов и игрового является необходимость передачи служебной информации всем узлам сети, тем самым переформировании таблиц маршрутизации, при вводе в эксплуатацию новых УК.

5. Логический метод формирования ПРИ позволяет определить исходящий ТПС, максимально близкий к геометрическому направлению на УП.

6. Достоинством логического метода является: отсутствие необходимости передачи служебной информации по сети; отказ от таблиц маршрутизации, что значительно сокращает объем оперативной памяти УК и упрощает процедуру маршрутизации. Однако данный метод не является динамическим и не решает задачу глобальной оптимизации ПРИ на сети в силу того, что он не может учитывать открывающиеся возможности по ранее забракованным из-за загруженности (неисправности), но более предпочтительным направлениям.

7. Логически игровой метод формирования ПРИ является обобщением логического и игрового методов.

8. Логически игровой метод позволяет: отказаться от необходимости передачи служебной информации по сети связи при формировании (во время ввода УК в эксплуатацию) и переформировании (в процессе эксплуатации УК) таблиц маршрутизации; решить задачу глобальной оптимизации сети связи по критерию  формирование ПРИ по накопленной ранее статистике организации маршрута между заданной парой УК.