4 Принципы маршрутизации на сетях связи
4.1 Классификация методов маршрутизации
Спектр применяемых в настоящее время методов маршрутизации весьма широк: от простейших фиксированных процедур до весьма сложных. Степень сложности применяемых методов маршрутизации определяется размерами сети, характером входного потока, требованиями к вероятностно-временным характеристикам, передаваемой информации и функционирования сети.
На Рисунке 4.1 приведена классификация возможных методов маршрутизации на сети связи.
Из рисунка следует, что существует множество вариантов реализации как последовательных, так и параллельных методов маршрутизации. Например:
"Вероятностный, диффузный с использованием динамического формирования ПРИ методом рельефов".
Приведенная классификация позволяет провести целенаправленный анализ и синтез тех методов маршрутизации, которые будут наиболее эффективно функционировать в предполагаемых сетях связи и в заданных условиях.
4.2 Маршрутизация и режимы переноса информации
Под термином "режим переноса" (в литературе так же встречается "метод переноса") будем понимать мультиплексирование (Multiplexing) (методы разделения сообщений в ТПС, КС, ЛС) и коммутацию (Switching) в узлах с целью доставки сообщений между пользователями сети связи.
На Рисунке 4.2 представлена классификация методов коммутации, используемых в настоящее время на сетях связи.
Все методы коммутации можно разделить на прямые и косвенные (Store-and-forward).
В прямых методах коммутации осуществляется физическое соединение входящих и исходящих каналов.
При косвенной коммутации принятое сообщение (либо его часть) в начале поступает в буферное запоминающее устройство (БЗУ) и через некоторое время tз (время задержки) оно считывается в исходящий канал.
Методы коммутации с косвенным принципом организации связи разделяются на коммутацию каналов (КК) (Switching circuits), коммутацию пакетов (Packet Switching (PS)) и комбинированную коммутацию (КП).
При КК с косвенной организацией связи (в дальнейшем КК) фазе передачи сообщений от УИ к УП предшествуют фазы:
поиска маршрута;
коммутации каналов в УК по всей длине маршрута.
По окончании указанных процедур сообщение, представленное в цифровой форме, единым блоком передается по организованному маршруту от УИ к УП.
Таким образом, при КК маршрутизация должна определить искомый маршрут и организовать соединение каналов связи (либо ТПС) "из конца в конец" (от вызывающего пользователя до вызываемого).
Тем самым, часть ресурсов сети связи (КС, элементы УК и т.д.) будет резервироваться за пользователями на все время сеанса передачи сообщения.
Можно предположить, что основным параметром оценки функционирования маршрутизации на сети связи с КК будет: минимальный объем ресурсов сети, при котором обеспечивается требуемое качество обслуживания пользователей. Косвенным критерием данного параметра является минимальное количество транзитных УК, участвующих в организации искомого маршрута, при обеспечении требуемого качества обслуживания.
При КП сообщение, представленное в цифровой форме, разделяется на отдельные блоки, размер которых не превышает некоторой величины. Каждому блоку приписывается заголовок, который содержит следующую информацию:
адрес источника сообщения;
адрес потребителя сообщения;
принадлежность блока данному сообщению и другая служебная информация.
Блок сообщения вместе с заголовком образуют пакет.
Передача пакетов по сети, принципиально, возможна в двух режимах:
датаграмм;
виртуальных каналов.
При КП в датаграммном режиме фаза поиска маршрута одного пакета совпадает с фазой его передачи. Таким образом, пакеты одного сообщения могут передаваться независимо и параллельно по различным маршрутам. Следовательно, можно ожидать, что время передачи всего сообщения будет минимально.
Несомненными достоинствами данного режима КП являются:
высокая эффективность использования ресурсов сети для передачи требуемого сообщения;
высокая надежность доставки основного объема сообщения в условиях отказов отдельных элементов сети.
Однако время передачи каждого пакета по сети будет различно. Поэтому в УП, перед тем как сообщение передать потребителю, пакеты необходимо собрать и расставить в требуемой последовательности.
Ожидаемыми критериями оценки функционирования методов маршрутизации на сетях с КП в датаграммном режиме будут:
время задержки передачи пакетов TЗ;
джиттер задержки передачи пакетов TD = TЗ max - TЗ min , где TЗ max ,TЗ min, соответственно, максимальная и минимальная задержки передачи пакетов.
Время задержки и джиттер определяют временную прозрачность сети.
При КП в режиме виртуальных каналов фазе передачи пакетов от УИ к УП предшествуют фазы:
поиск маршрута;
резервирование ресурсов сети по всей длине маршрута на все время сеанса передачи пакетов данного сообщения.
Пакеты сообщения передаются по единому маршруту в порядке их поступления от источника сообщения. Тем самым, по сравнению с КП в датаграммном режиме, удается избежать нарушения очередности поступления пакетов в УП и уменьшить величину джиттера. Однако, эффективность использования ресурсов сети более низкая, чем при КП в режиме датаграмм.
Вместе с тем, использование КП в режиме виртуальных каналов в сочетании с технологией асинхронных методов передачи [7] позволяет значительно повысить эффективность использования ресурсов сети при обеспечении требуемого качества обслуживания пользователей.
Таким образом, ожидаемыми критериями оценки функционирования методов маршрутизации на сетях с КП в режиме виртуальных каналов будут:
временная прозрачность сети (время задержки и джиттер задержки);
минимальный объем ресурсов сети,
при которых обеспечивается требуемое качество обслуживания пользователей сети.