5284

Современные телекоммуникационные технологии

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Современные телекоммуникационные технологии. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к современным телекоммуникационным системам. Производительность – время реакции, пропускная способность и задержка передачи. Время реакции...

Русский

2012-12-06

70 KB

112 чел.

Современные телекоммуникационные технологии 

1. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к современным телекоммуникационным системам.

Производительность – время реакции, пропускная способность и задержка передачи. Время реакции - это время между моментом возникновения запроса и моментом получения ответа. Время реакции зависит от многих факторов, таких как используемая служба сети, степень загруженности сети или отдельных сегментов и др. Поэтому при оценке производительности работы сети определяется среднее время реакции. Пропускная способность сети определяется количеством информации, переданной через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность сети характеризует, насколько быстро сеть может выполнить свою основную задачу передачи информации. Пропускная способность определяется в битах в секунду.

Расширяемость – возможность легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов).

Масштабируемость – возможность наращиваемости сети без потери производительности.

Надежность, сохранность информации и защита от искажений – дублирование отдельных элементов, создание копий и др. При работе сети должна обеспечиваться сохранность информации и защита ее от искажений. Как правило, информация в сети хранится в нескольких экземплярах (для повышения надежности). В этом случае необходимо обеспечить согласованность данных (например, идентичность копий при изменении информации). Одной из функций сети является передача информации (передача осуществляется порциями, которые называются пакетами), во время которой возможны ее потери и искажения. Для оценки надежности исполнения этой функции используются показатели вероятности потери пакета при его передаче, либо вероятности доставки пакета.

Интегрируемость – возможность подключения к сети разнообразного и разнотипного оборудования, программного обеспечения от разных производителей. Если такая неоднородная сеть успешно выполняет свои функции, то можно говорить о том, что она обладает хорошей интегрируемостью. Современная телекоммуникационная сеть имеет дело с разнообразной информацией, процесс передачи которой сильно зависит от типа информации.

Безопасность передачи информации:

  •  конфиденциальность информации - обеспечение просмотра информации в приемлемом формате только для пользователей, имеющих право доступа к этой информации;
  •  целостность информации - обеспечение неизменности информации при ее передаче;
  •  аутентичность информации - обеспечение надежной идентификации источника сообщения, а также гарантия того, что источник не является поддельным;
  •  доступность информации - гарантия доступа санкционированных пользователей к информации.

2. Формат заголовка ячейки АТМ.

Формат ячейки АТМ состоит из двух частей: поле заголовка занимает 5 байт и ещё 48 байт занимает поле полезной нагрузки.

Рис. 1. Формат ячейки АТМ

Заголовок пакета предназначен главным образом для того, чтобы определить принадлежит ли данный пакет определенному виртуальному каналу.

Структура заголовка несколько различается на интерфейсах пользователь-сеть (UNI) и сетевого узла (NNI).

На интерфейсе UNI первые 4 бита отводятся для управления потоком, поступающим от пользователя.

Следующие 24 бита составляет поле маршрутизации, содержащие 8-битный идентификатор виртуального тракта (VPI - Virtual Path Identifier) и 16-битный идентификатор виртуального канала (VCI - Virtual Channel Identifier).

Следующие 3 бита занимают указатель типа нагрузки, содержащейся в информационном поле данной ячейки. Значения этого поля от 0 до 3 указывают на информацию пользователя, значения 4 и 5 - управляющую информацию, а значение 6 и 7 пока не используются и зарезервированы на будущее.

Далее расположено 1-битное поле приоритета потери ячейки, использующиеся для управления потоком ячеек. Оно устанавливается равным 1 для тех ячеек, которые при перегрузках в сети могут быть отброшены в первую очередь.

Последний (пятый) байт заголовка отведен для контроля ошибок заголовка с использованием циклического избыточного кода. С его помощью можно исправить единичную или обнаружить многократную ошибку в первых четырех байтах заголовка.

Заголовок ячейки на интерфейсе сетевого узла NNI отличается от описанного выше заголовка ячейки на интерфейсе UNI только тем, что в нем исключается поле управления потоком, а первые четыре бита отведены для идентификатора виртуального тракта, который таким образом занимает 12 бит. Такое перераспределение позволяет увеличить число возможных виртуальных каналов.

3. Классификация методов маршрутизации на сети связи.

Спектр применяемых в настоящее время методов маршрутизации весьма широк. Степень сложности применяемых методов маршрутизации определяется размерами сети, характером входного потока, требованиям к вероятностно-временным характеристикам, передаваемой информации и функционирования сети. В сложных сетях почти всегда существуют несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Задачу выбора маршрута из нескольких возможных решают маршрутизаторы. Маршрут выбирается на основании имеющейся у маршрутизаторов информации о текущей конфигурации сети, а также на основании указанного критерия выбора маршрута.

По способу формирования плана распределения информации алгоритмы маршрутизации можно разделить на две большие группы: статические (неадаптивные) и динамические (адаптивные).

В случае использования статических алгоритмов, выбор маршрутов осуществляется заранее и прописывается вручную в таблицу маршрутизации, где хранится информация о том, на какой интерфейс отправить пакет с соответствующей адресной информацией. Статических таблиц маршрутизации не меняются, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружении, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста. Так как статические системы маршрутизации не могут реагировать на изменения в сети, они, как правило, считаются непригодными для современных крупных, постоянно изменяющихся сетей. К статическим алгоритмам можно отнести логический метод формирования, ПРИ, который будет подробнее рассмотрен позднее.

Динамические алгоритмы отличаются по способу получения информации (например, от соседних маршрутизаторов, от всех маршрутизаторов в сети), моменту изменения маршрутов (через регулярные интервалы, при изменении топологии) и используемой метрике (расстояние, число транзитных узлов). То есть таблица маршрутизации меняется автоматически при изменении топологии сети или трафика в ней. Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети, маршрутизатор пересчитывает маршруты и рассылает новые сообщения о корректировке маршрутизации. Такие сообщения пронизывают сеть, стимулируя маршрутизатор заново прогонять свои алгоритмы и соответствующим образом изменять таблицы маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять статические маршруты там, где это уместно.

Среди динамических методов можно выделить два основных: метод рельефов; игровой метод.

При использовании метода рельефов сеть рассматривается как граф, вершины которого соответствуют центрам коммутации, а ребра - магистралям сети между двумя центрами коммутации (ЦК). Характеристики магистралей (длина, пропускная способность, надежность) и центров (производительность, надежность) при этом являются весами графа и могут быть использованы для выбора критерия оптимального пути передачи информации. Одним из основных показателей оптимальности пути передачи, на базе которого строятся современные устройства управления, являются число ЦК на выбранном направлении. Оптимальным считается путь с наименьшим числом ЦК (или ребер). Поиск кратчайшего пути по рельефу из любого центра состоит в отыскании в каждом промежуточном ЦК ветви с наименьшим номером.  В период между коррекциями рельефа в сети может существовать неправильный рельеф. Поэтому те сообщения, которые в это время будут передаваться, могут проходить не по кратчайшим путям. Выбирая необходимую частоту обновления рельефа, можно добиться в среднем достаточно высокой степени оптимизации плана распределения информации. То есть каждый маршрутизатор изучает топологию сети путем обмена специальными пакетами (информацией о маршрутах) с ближайшими соседними маршрутизаторами. Фактически, каждый маршрутизатор узнает о топологии сети из представлений соседних маршрутизаторов. Используя эту информацию, маршрутизатор строит новое описание топологии сети и передает ее соседям. При необходимости данный процесс повторяется многократно, в итоге формируется окончательная картина сети: все маршрутизаторы имеют одинаковые описания сетевой топологии. Таблица содержит информацию обо всех маршрутизаторах в сети. Этот алгоритм прост и, на первый взгляд, надежен. Одним из основных недостатков этого алгоритма является медленное распространение информации о недоступности той или иной линии или выходе того или иного маршрутизатора из строя.

Использование игрового метода предусматривает формирование ПРИ по вероятности установления соединения между заданной парой узлов. В случае успешного соединения по первому выбору исходящего тракта передачи сообщений величина вероятности выбора увеличивается, а весь вектор вероятностей – нормируется. Если же соединение по пути первого выбора не установлено, то предпочтительность выбора данного исходящего тракта передачи сообщений уменьшается, а вектор вероятности заново нормируется.

Метод рельефов относительно прост для разработки и реализации. А алгоритм с использованием игрового метода более сложен и может требовать большей вычислительной мощности маршрутизатора. Однако этот алгоритм лучше масштабируется и может поддерживать большее количество сетей. Отличаясь более быстрой сходимостью, игровой метод несколько меньше склонен к образованию петель маршрутизации, чем метод рельефов. С другой стороны, игровой метод характеризуются более сложными расчетами в сравнении с методом рельефов, требуя большей процессорной мощности и памяти. Вследствие этого, реализация и поддержка игрового метода может быть более дорогостоящей. Несмотря на их различия, оба типа алгоритмов хорошо функционируют при самых различных обстоятельствах.

В зависимости от характера распространения на сети процесса поиска маршрута выделяют три основных класса выбора исходящих ТПС:   градиентный; диффузный; градиентно-диффузный.

Градиентный метод состоит в том, что в каждом транзитном узле в процессе выбора исходящего ТПС участвуют не все исходящие тракты, а лишь наиболее предпочтительные. Если в одном из УК исходящие ТПС, участвующие в выборе не доступны раздельно, то данной заявки на формирование маршрута даётся отказ. В результате градиентного выбора маршрут будет формироваться вдоль геометрического направления. Реализация градиентных алгоритмов выбора исходящих ТПС позволяет организовать кратчайший маршрут.

Выбор исходящего пути, при котором искомый маршрут может формироваться и в противоположную сторону, называется диффузным. То есть допускает возможность выбора любых из доступных исходящих ТПС. Данный метод обладает большой гибкостью при обходах повреждённых участков сети, однако средняя длина маршрута может быть больше, чем в градиентных способах.

Градиентно-диффузный метод является комбинацией первых двух методов. В свою очередь процедура выбора исходящего ТПС в каждом УК может быть детерминирована и вероятностна. В первом случае выбор исходящего ТПС осуществляется по максимальному значению одного из элементов вектора. Во втором случае выбор исходящего ТПС производится в результате случайного розыгрыша, при этом исходящие ТПС имеющие большие значения получают большую вероятность выбора. Комбинированный способ содержит как вероятностную, так и детерминированную компоненту.

Параллельный выбор исходящих ТПС состоит в том, что поиск маршрута между УИ и УП по всем исходящим ТПС в определённой зоне сети связи. Если выбор ширины зоны, в которой осуществляется поиск маршрута, определяется однозначно, заранее выбранным критерием, то такой выбор будет называться детерминированным. Если же выбор ширины зоны поиска маршрута осуществляется в результате случайного выбора, то в данном случае выбор будет называться вероятностным. Примером параллельного выбора исходящего ТПС с детерминированным выбором ширины зоны поиска маршрута является алгоритм, получивший название волновой или лавинный.

При поступлении заявки на организацию маршрута между парой узлов в УИ формируется поисковая посылка, которая пересылается инцидентным с ним узлам. В соседних УК эта процедура повторяется. Таким образом, поисковая посылка попадает во все узлы сети, причём через время, равное времени его передачи по кратчайшему маршруту. Основным недостатком волнового метода маршрутизации является дополнительная нагрузка, создаваемая при передачи поисковой посылки во все стороны, в том числе и в противоположном от УП.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58747. Уроки информационного менеджмента 16.84 MB
  Потребность в литературе такого характера в России еще достаточно остра поскольку менеджеру информационной системы ИС приходится решать практические задачи создания и повышения эффективности ИС для чего...
58748. Уроки информационной войны США против России во время вооруженного конфликта в Южной осетии 202 KB
  Главной особенностью этой войны стал тот факт что несмотря на то что сражения на поле боя велись между российскими и грузинскими войсками в ходе информационного противоборства России пришлось столкнуться со всей мощью пропагандистской машины Соединенных Штатов Америки и целого ряда других союзных им государств. На данный момент сложно говорить о том были ли конкретная дата и сценарий вторжения грузинских войск в Южную Осетию согласованы с американским руководством тем не менее данная агрессия целиком и полностью лежит в русле...