Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ концепции построения и функционирования системы управления телекоммуникационными сетями и услугами (TMN) 10
1.1. Логическая многоуровневая архитектура TMN 10
1.2. Функциональная архитектура TMN 18
1.3. Физическая архитектура TMN 20
1.4. Информационная архитектура TMN 25
1.5. Система моделей для исследования TMN 30
1.6. Исследование моделей сетевых архитектур TMN 36
1.7. Выбор показателей качества функционирования TMN 44
Выводы 50
2. Разработка и исследование прикладных функций TMN 53
2.1. Модели TMN для категорий управления неисправностями 55
2.1.1. Модели управления физическими ресурсами TMN 62
2.1.2. Модель управления состоянием объекта 66
2.1.3. Модель управления событиями 78
2.2. Модели TMN для категорий управления рабочими характеристиками и конфигурацией 82
2.2.1. Модель управления конфигурацией TMN 92
2.2.2. Многофазовая модель контроля изменения конфигурации TMN 98
Выводы 102
3. Модель многозвенного тракта передачи TMN 104
3.1. Структурные особенности транспортного уровня TMN 104
3.2. Модель выбора оптимальной ширины окнаТМЫ 109
3.3. Модель технологии разделения типов нагрузки многозвенного тракта передачи данных TMN 116
Выводы 123
4. Оценка характеристик пропускной способности СПДТМЫ 124
4.1. Модель обработки протокола в сигнальных процессорах узлов коммутации TMN 124
4.2. Имитационная модель алгоритма обмена данными системы сигнализации TMN 130
Выводы 142
Заключение 143
Литература 146
Приложение 159
- Система моделей для исследования TMN
- Модели TMN для категорий управления рабочими характеристиками и конфигурацией
- Модель технологии разделения типов нагрузки многозвенного тракта передачи данных TMN
- Имитационная модель алгоритма обмена данными системы сигнализации TMN
Введение к работе
Актуальность темы. Начало XXI века в области телекоммуникаций характеризуется появлением новых телекоммуникационных технологий, их конвергенцией с информационными технологиями и созданием на этой основе сетей связи следующего поколения. Одной из важнейших задач развития телекоммуникаций в условиях либерализации телекоммуникационного рынка является обеспечение эффективной эксплуатации сетей связи и их элементов.
Решение данной задачи невозможно без создания и внедрения на телекоммуникационных сетях эффективных систем управления позволяющих поддерживать на заданном уровне сетевые ресурсы, необходимые для предоставления качественных услуг.
Разработанные МСЭ-Т Рекомендации по Системе Управления Телекоммуникационными Сетями (TMN) определяют лишь общую идеологию построения и функционирования систем управления и не позволяют выбирать эффективные варианты информационного обеспечения как отдельных систем управления, так и интегрированных телекоммуникациями(ИСУТ).
Внедрение новой технологии управления CORBA, основанной на идее открытого распределенного управления, позволило лишь более гибко строить взаимодействие различных систем управления между собой.
Существующий метод проектирования и исследования систем управления на основе TMN, разработанный МСЭ-Т (Рек. М.ЗОЮ), предопределил реализацию протокольно-ориентированного подхода к проектированию и исследованию систем TMN. Методы проектирования систем управления связаны здесь с разработкой информационных моделей и профилей протоколов, необходимых для реализации технологии TMN как таковой. Спецификации услуг управления, ресурсов и интерфейсов испытывают при этом сильную зависимость от протоколов, которые базируются на CMIP/SNMP, раскрытых посредством IETF (Internet Engineering Task Force) как часть протокола TCP/IP.
Чтобы справиться с проблемами интеграции технологических платформ и обеспечить гибкость в создании сетей и сервисных приложений необходим протокольно-независимый подход (Protocol Independent Approach) и соответствующий ему аппарат исследований. Необходимость решения задач, связанных с исследованием производительности систем управления и повышением эффективности использования ресурсов управления для обеспечения заданных норм качества представляемых сетями услуг, также вызывает необходимость разработки математического аппарата, независимого от технологии реализации систем управления, пригодного для исследования и реализации систем управления различными сетевыми доменами (OSI и CORBA).
Необходимость данного исследования следует также из сложившейся практики проектирования систем управления ведущими мировыми телекоммуникационными производителями. Создаются лишь информационные модели систем управления на основе технологии TMN, ориентированные на поддержку интерфейсов с телекоммуникационным оборудованием, производимым той же компанией, но без учета сетевых аспектов управления.
Очень мало внимания уделялось информационным моделям и интересам внутри самой TMN. Это осложняло применение стандартов к конкретному случаю формирования системы поддержки операций (функционирования) (Operation Support System - OSS), а так же затрудняло работу с клиентами при рассмотрении процессов, от которых зависит удовлетворение их потребностей.
Серьезные недостатки в современной теории исследования информационных процессов в системах управления на основе технологии TMN, находящейся по существу в стадии становления и отстающей от результатов исследований других аспектов создания и исследования сетей и их элементов, требуют разработки протокольно-независимого подхода к проектированию и исследованию, основанному на системе моделей, адекватно описывающих их функционирование.
Объектом диссертационного исследования являются системы управления на основе технологии TMN.
Предметом диссертационного исследования являются математические модели систем управления телекоммуникационными сетями, методы их исследования.
Целью диссертационного исследования является разработка и исследование моделей систем управления телекоммуникационными сетями и их элементами по критериям пропускной способности, средней задержке, вероятностным показателям.
Научная задача исследования состоит в разработке математических моделей обеспечивающих исследование производительности TMN и повышение эффективности использования ресурсов управления.
Для решения поставленной общей научной задачи была проведена ее декомпозиция на ряд следующих частных задач:
- анализ методов и моделей исследования сетевых структур TMN;
- разработка и исследование моделей прикладных функций TMN;
- разработка и исследование стохастических моделей конвейерных механизмов передачи данных многозвенных трактов TMN;
- разработка и исследование модели обработки протокола в сигнальных процессорах узлов коммутации TMN;
- разработка и исследование имитационной модели алгоритма управления конфигурацией системы телекоммуникаций.
Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе научных задач использованы методы теории вероятностей, теории марковских процессов, теории массового обслуживания, теории телетрафика.
Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результатов и формулируемых на их основе выводов обеспечивает ся строгостью производимых математических выкладок, базирующихся на аппарате теории сетей связи, теории телетрафика, распределения ресурсов в информационных системах, теории массового обслуживания.
Справедливость выводов относительно эффективности разработанных моделей подтверждена результатами вычислительных экспериментов.
Научная новизна.
1. Разработаны и исследованы модели трех категорий управления TMN:
- управление неисправностями (FM);
- управление рабочими характеристиками (РМ);
- управление конфигурацией(СМ).
2. Разработана модель процесса информационного переноса в сетевых структурах TMN дающая возможность исследовать влияние структурных неодно- родностей передающей среды и потока данных на ВВХ качества функционирования протокола транспортного уровня.
3. Предложен подход к оценке параметров TMN учитывающий взаимодействие информационной и сигнальной сети TMN.
4. Разработана и исследована имитационная модель алгоритма управления конфигурацией системы телекоммуникации.
5. Предложена инженерная методика исследования математических моделей технических объектов TMN.
Практическая значимость. Теоретические исследования, выполненные в работе, доведены до инженерных решений в виде набора модулей для исследования элементов системы управления TMN. Самостоятельную практическую значимость имеют предложенные модели фрагментов TMN, позволяющие проводить сопоставительный анализ управляющих протоколов и расчет операционных характеристик отдельных звеньев TMN. Разработанная модель алгоритма управления конфигурацией телекоммуникационной сети реализована в виде программно го средства на ПК, при этом разработана соответствующая инструкция пользователям.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Модели прикладных функций систем управления телекоммуникационными сетями и их элементами, отражающие реализацию четырех категорий управления:
- управление неисправностями;
- управление физическими ресурсами;
- управление состоянием объекта;
- управление рабочими характеристиками и конфигурацией.
2. Модель процесса информационного переноса в сетевых структурах TMN учитывающая влияние структурных неоднородностеи передающей среды и потока данных.
3. Модель обработки протокола в сигнальных процессорах узлов коммутации TMN, позволяющая оценить вероятностно-временные характеристики процедур обработки сигнализации в СПД TMN.
4. Метод учета влияния задержек сигнального сообщения в СС на пропускную способность информационной сети TMN.
5. Имитационная модель алгоритма управления конфигурацией ИВС. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 3-ей
Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике" (Пенза, 2003 г.), на Международном молодежном форуме "Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке", (Харьков, 2004 г.), на Всероссийской научно-методической конференции "Образование, наука, бизнес. Особенности регионального развития и интеграции." (Череповец, 2004 г.), на научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ (Ставрополь, 2003 г.)
Публикации. Полученные автором результаты достаточно полно изложены в 2 научных статьях и 8 материалах международных и всероссийских научных конференциях. Программные разработки зарегистрированы в Федеральном институте промышленной собственности.
Реализация результатов исследования. Полученные в данной диссертационной работе результаты могут быть использованы при разработке проектов корпоративных вычислительных сетей промышленных предприятий и государственных учреждений, внедрены в ООО "Фирма Системы и Технологии" (акт внедрения от 25 июня 2004 г.), используются в ЗАО "ТЕЛКО" (акт внедрения от 28 июня 2004 г.).
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы, содержащего 123 наименования. Основная часть работы содержит 158 страниц машинописного текста.
Система моделей для исследования TMN
Исследование систем управления на основе технологии TMN на первых этапах их создания заключалось в разработке информационных моделей с использованием GDMO (Guidelines for the Definition of Managed Objects) - формата для описания управляемых объектов.
Классы управляемых объектов для таких телекоммуникационных ресурсов, как телекоммуникационное оборудование и услуги, определены в рекомендации ITU М.ЗОЮ. Она содержит классы управляемых объектов для физических и логических ресурсов. К физическим ресурсам относятся, например, цифровые кросс-коннекторы, платы и другое оборудование сети электросвязи, т.е. сетевые элементы. К логическим ресурсам относятся протоколы, регистрационные записи и сетевые сервисы.
На этапе автоматизации разрабатывались информационные модели, удовлетворяющие рекомендации ITU М.ЗОЮ и проектировались протоколы типа Q3 в соответствии с рекомендациями ITU Q.821, Q.822, Q.823, а так же протокол CMIP в соответствии с рекомендациями ITU Х.710 и Х.711.
Затраты на реализацию упомянутых работ были значительными. Для обеспечения режима "multivendor" требовалось согласование профилей протоколов различных производителей и адаптации информационных моделей под новые классы управляемых объектов.
Переход к этапу "интеграции" характеризовался внедрением идеологии ODP и созданием программно-ориентированных протоколов на базе технологии CORBA. Это позволило развивать идеологию TMN в сторону реализации и проектирования систем управления на верхних уровнях "пирамиды" TMN - на уровне управления услугами и уровне управления бизнесом.
Данные методы проектирования и исследования систем управления были связаны с разработкой информационных моделей и профилей протоколов, необходимых для реализации технологии TMN как таковой.
Вместе с тем, внедрение систем управления на основе TMN на сетях операторов связи определяет необходимость решения научно-технических задач, связанных с исследованием производительности систем управления и повышением эффективности использования ресурсов управления для обеспечения заданных норм качества предоставляемых сетями услуг.
Таким образом, возникают задачи сетевого проектирования систем управления. Методологические основы решения задач, связанных с исследованием пропускной способности сетей связи, хорошо разработаны как отечественными, так и зарубежными авторами. Систематизация альтернативных методов проектирования сетей связи и анализ возможностей их использования при внедрении на сетях соответствующих систем управления проведены профессором В. Фростом из Канзасского Университета в США. Это: аналитические методы, компьютерное моделирование и проектирование, связанное с использованием существующего опыта и проведением натурных экспериментов.
Преимущества и недостатки указанных методов проектирования, а так же критерии выбора того или иного метода при решении конкретных задач рассмотрены в [118].
Аналитические методы, как правило, связаны с использованием теории очередей и моделей систем массового обслуживания. Хорошо известны работы Л. Клейнрока [44,45], Д. Коэна, Дж. Хайеса, Т.Л Саати [81], Дж. Мартина [75], Б.С. Лившица [71,72], Г.П. Башарина [5,6,7], Г.П. Захарова [29,30], М.А. Шнепса [116], С.Н. Степанова [96] и других [8,12,13,14,21,113,114].
Методы компьютерного моделирования сетей связи рассмотрены в многочисленных трудах зарубежных и отечественных ученых [4, 11,14]. Существуют известные научные школы, например, академика Л.П. Бусленко [16,17].
Применительно к системам управления сетями связи широко известны работы школ профессоров В.Г. Лазарева и Г.П. Захарова, связанные с разработкой методов динамического управления и моделированием алгоритмов маршрутизации в различных сетях связи.
Так в известной книге профессоров В.Г. Лазарева и Ю.В. Лазарева [65] описаны методы динамического управления распределением информационных потоков на сетях с коммутацией каналов и сетях пакетной коммутации, а так же методы анализа эффективности применения динамического управления потоками на сетях связи.
В работе[41], а так же в книге известных ученых профессоров Я.С. Дымар-ского, Н.П. Крутяковой [30] и Г.Г. Яновского рассмотрены прикладные вопросы сетевого управления, в частности, методы моделирования алгоритмов маршрутизации в различных типах сетей связи (с коммутацией каналов, с коммутацией пакетов, в сетях КП-В и КП-Д).
Вместе с тем, как показывают результаты анализа, проведенного В. Фро-стом, а так же исследования соискателя, как аналитические методы, так и методы компьютерного моделирования для проектирования систем (сетей) управления телекоммуникациями на основе модели TMN как особого вида сетей (сеть управления для телекоммуникационной сети), еще практически не разработаны.
Системы управления телекоммуникационными сетями относятся к классу сложных систем с иерархической структурой. Свойства, которые характерны для сложных систем, присущи также и системам управления. Так, одно из важнейших свойств системы управления, как определено, например в [64], - это продуктивность или производительность TMN, которая зависит от производительности ее элементов (например, систем управления различных уровней TMN). Изменение производительности одной из систем управления на каждом уровне TMN существенно влияет на производительность интегрированной системы управления.
В процессе функционирования TMN взаимодействует с управляемым оборудованием сети, причем свойства сетевых элементов (интенсивность отказов или интенсивность заявок на поддержание услуг) оказывают существенное влияние на свойства TMN.
Таким образом, системный подход в исследовании систем управления заключается в комплексном учете как можно большего числа факторов, характеризующих внешнее окружение, построение и работу отдельных подсистем, в оптимизации построения и функционирования TMN в целом с учетом взаимосвязи и взаимозависимости этих факторов.
Модели TMN для категорий управления рабочими характеристиками и конфигурацией
Управление рабочими характеристиками и производительностью сети предполагает наличие и доступность информации управления с целью определения технического состояния сети и загрузки системы связи при естественных и искусственных, т.е. смоделированных условиях. Управление рабочими характеристиками сети поддерживает совокупную информацию об эффективности работы сети, которая поступает периодически, обеспечивая тем самым статистику работы сети и позволяя планировать различные управляющие воздействия.
Для управления характеристиками сети необходим доступ к большому количеству сетевой информации. При этом особенно важна проблема обеспечения степени воздействия на управляемую сеть. Как правило, желательно, чтобы каждое отдельно взятое воздействие было минимальным. Ключевое требование для данного вида управления - способность преобразования первичной информации о сетевой ситуации в формальные показатели (с учетом пороговых значений этих показателей) в соответствующие периоды времени. К такого рода задачам относится, например, задача преобразования сведений о количестве и продолжительности поступивших вызовов в данные о нагрузке канала связи и последующего вывода о наличии перегрузки.
Даже из такого простейшего примера следует, что при управлении производительностью необходима процедура периодического агрегирования (обобщения) информации об эффективности работы сети для выявления тенденций развития сетевой ситуации и планирования пропускной способности. Соответственно необходимы средства планирования для регулярного сбора информации о работе сети, а также возможность определения времени получения отклика о состоянии объектов управления на сети.
Для данной функциональной области существуют следующие SMF: сообщения о событиях согласно Рек. МСЭ-Т Х.734, регистрация сообщений согласно Рек. МСЭ-Т Х.735, метрический контроль (metric monitoring) согласно Рек. МСЭ-Т Х.739, объединение информации (summarization) согласно Рек. МСЭ-Т Х.738, планирование с помощью составления расписания (scheduling) согласно Рек. МСЭ-Т Х.746 и контроль времени ответа на запрос (response time monitoring) согласно Рек. МСЭ-Т Х.748.
Задачи этой группы связаны с оценкой на основе накопленной статистической информации таких параметров, как время реакции системы, пропускная способность реального или виртуального канала связи между двумя конечными абонентами сети, интенсивность трафика в отдельных сегментах и каналах сети, вероятность искажения данных при их передаче через сеть, а также коэффициент готовности сети или ее определенной транспортной службы. Функции анализа производительности и надежности сети нужны как для оперативного управления сетью, так и для планирования развития сети.
Результаты анализа производительности и надежности позволяют контролировать соглашение об уровне обслуживания (Service Level Agreement, SLA), заключаемое между пользователем сети и ее администраторами (или компанией, продающей услуги). Обычно в SLA оговариваются такие параметры надежности, как коэффициент готовности службы в течении года и месяца, максимальное время устранения отказа, а так же параметры производительности, например, средняя и максимальная пропускная способности при соединении двух точек подключения пользовательского оборудования, время реакции сети (если информационная служба, для которой определяется время реакции, поддерживается внутри сети), максимальная задержка пакетов при передаче через сеть (если сеть используется только как транзитный транспорт). Без средств анализа производительности и надежности поставщик услуг публичной сети или отдел информационных технологий предприятия не сможет ни проконтролировать, ни тем более обеспечить нужный уровень обслуживания для конечных пользователей сети.
Рассмотрим возможные конфигурации моделей TMN для категории управления рабочими характеристиками. Модели этих конфигураций схематически представлены на рисунке 2.14, где все обслуживающие устройства пред полагаются экспоненциальными. Модель (а) - это простая двухфазная система, модель (б) отличается от модели (а) только удвоенной интенсивностью обслуживания 2Ь вместо Ь. Модели (в,г) представляют пример систем с центральным обслуживающим устройством.
Коэффициент использования ЦП в вариантах (а), (б) и (г) рассчитывается с помощью модели М/М/1 с одноуровневым управлением и конечным числом мест для ожидания и будет равен
Модель технологии разделения типов нагрузки многозвенного тракта передачи данных TMN
Передача мультипакетных сообщений по виртуальным каналам такой длины приводит к тому, что фрагменты сообщения одновременно передаются на различных участках пути. Этот эффект получил название трубопроводного (конвейерного).
Задержка абонентского трафика в виртуальном соединении в значительной мере зависит от характеристик отдельных звеньев соединительного пути, длины тракта передачи данных, размеров пользовательских сообщений, интенсивности сетевых потоков и параметров линейного протокола, среди которых наиболее важным является размер кадра, фактически определяющий силу конвейерного эффекта.
Следует отметить также, что соединительный путь виртуального канала в сети пакетной коммутации используется совместно многими взаимодействующими абонентами. Это приводит к тому, что нагрузка на различные участки тракта передачи данных, вдоль которого проходит виртуальное соединение, может оказаться существенно различной. Тогда эффективная пропускная способность отдельных звеньев для трафика данного виртуального соединения будет снижаться на соответствующие доли "внешних" потоков, в результате чего время передачи пакетов по межузловым соединениям даже однородного виртуального канала может быть существенно неодинаковым.
В общем случае максимальные размеры протокольных блоков данных различных уровней в иерархической системе протоколов могут быть различными и не согласовываться друг с другом. Тогда на нижних уровнях архитектуры возможно потребуется сегментация или сцепление протокольных блоков более высоких уровней. Основными критериями выбора размера блока на каждом уровне является удобство его обработки и функционирования сети. Обычно удобными для обработки являются блоки, размеры которых кратны длинам машинных слов процессоров, входящих в сеть. Например, стандарт ЕСМА-72, регламентирующий транспортный протокол, определяет множество допустимых размеров транспортного блока, на которые сегментируются абонентские сообщения, в виде ряда 2 октет, / = 7,11. В настоящее время данный протокол принят ITU в качестве основы международного стандарта.
По-видимому, естественным с точки зрения эффективности требованием к размерам протокольных блоков данных различных уровней архитектуры является требование их согласованности (точной вложимости фрагментов сообщений в пакеты, пакетов в кадры и т.д.) и обеспечения минимума преобразований. Важнейшие операционные характеристики сети (пропускная способность и средняя задержка в сети сообщений пользователей) во многом определяются длиной протокольного блока на линейном уровне (размером кадра).
В настоящее время в сетях передачи данных, работающих по принципу коммутации пакетов, для управления информационным каналом широко используются линейные протоколы, рекомендованные различными международными организациями по стандартизации. В основе этих протоколов лежат алгоритмы функционирования с решающей обратной связью. Высокая достоверность передачи информации в системах с решающей обратной связью достигается за счет повторных передач некорректно принятых элементов данных, что снижает реальную среднюю скорость обмена информацией, однако простота организации таких систем делает их применение в сетях передачи данных более предпочтительным по сравнению со сложно реализуемыми системами помехоустойчивого кодирования.
Большинство протоколов управления информационным каналом допускает два операционных режима: нормальный (синхронный) и асинхронный. Нормальный режим позволяет организовать поочередный (попеременный) обмен данными между смежными взаимодействующими узлами сети и используется обычно на полудуплексных каналах связи. Асинхронный режим обеспечивает возможность одновременной передачи данных в обоих направлениях и применяется, как правило, на дуплексных каналах связи.
Потребность в повторной передаче информационного кадра обычно возникает в том случае, если он был искажен или не был принят удаленным узлом из-за отсутствия свободной буферной памяти для хранения пакета данных, содержащегося в информационном кадре. Кроме того, при непоступлении подтверждения правильного приема кадра за время тайм-аута на ожидание квитанции также необходима повторная передача.
Для обнаружения ошибок отправителем в каждом кадре формируется проверочная последовательность (контрольный код) по некоторому порождающему полиному, принятому в конкретном протоколе. На стороне получателя при поступлении кадра с применением того же порождающего полинома производятся аналогичные вычисления. Результат вычислений сравнивается с посланной проверочной последовательностью. При равенстве вычисленного и полученного контрольных кодов кадр считается принятым правильно.
В том случае, когда подтверждение на правильно принятый кадр искажается, приемная сторона может получить несколько копий одного кадра. Для устранения дублей осуществляется последовательная нумерация кадров по модулю заданного числа /, т.е. выполняется именование кадров. При поступлении в узел-получатель дублей уже принятых кадров копии стираются, но подтверждение обязательно высылается отправителю, так как копия кадра хранится у отправителя до тех пор, пока от получателя не будет получено подтверждение о его правильном приеме.
С целью повышения эффективности использования канала связи практически все протоколы допускают передачу более одного кадра до получения квитанции. Максимальное число кадров, которое можно передать без подтверждения их приема, называется размером разрешенной зоны или шириной окна. Протоколы с размером разрешенной зоны больше единицы получили название конвейерных. При единичной ширине окна, когда подтверждение ожидается после передачи каждого информационного кадра, приходим к простейшему старт-стопному протоколу. Очевидно, что для логической непротиворечивости протокола необходимо, чтобы размер разрешенной зоны был меньше мощности пространства имен /.
В конвейерных протоколах различают режимы функционирования с групповым и селективным отказом. В первом режиме повторной передаче подлежат все кадры последовательности, начиная с первого непринятого получателем, во втором - только непринятые. Например, в протоколе, стандартизованном Государственным комитетом СССР по стандартам, к селективному отказу наиболее близок адрессный (А) режим повторения информационных кадров, а к групповому - основной (В) и квазиадресный (К) режимы. Очевидно, что при ширине окна, равной единице, для всех операционных режимов (нормального и асинхронного) и функциональных режимов отказа (группового и селективного) имеем процедуру одного вида - стартстопную.
Имитационная модель алгоритма обмена данными системы сигнализации TMN
Для передачи информации управления в TMN используется система общеканальной сигнализации №7 (ОКС №7). Узлы коммутации с оборудованием ОКС №7 выполняют функции пунктов сигнализации. Для взаимодействия между пунктами сигнализации используются каналы передачи данных, которые образуют звенья сигнализации. Пункты сигнализации, соединенные звеньями сигнализации, образуют сеть ОКС №7 (Рисунок 4.4)
Звенья сигнализации между двумя смежными пунктами сигнализации могут объединяться в пучок звеньев. Совокупность пунктов и звеньев сигнализации, которые используются для передачи сообщений между исходящим пунктом и пунктом назначения образуют маршрут сигнализации. Все маршруты, которые могут использоваться для передачи сообщений между исходящим пунктом и пунктом назначения образуют пучок маршрутов сигнализации.
Математическая модель системы представлена как сеть массового обслуживания с последовательными очередями.
Оцениваемыми параметрами являются среднее время обслуживания без прерывания (период занятости) и среднее время пребывания пакета в п-м узле. Обслуживаемые за период занятости (т.е. непрерывно, без освобождения) пакеты объединяются в группу на выходе узла и называются пачкой. Средняя длина такой пачки выражается числом пакетов. На вход граничного узла 1 поступает пу-ассоновский поток сообщений с интенсивностью входного потока заявок 1 и средним временем обслуживания 1/т..
Специфическое поведение первого узла (п=1) очевидно и связано с тем, что сообщения поступают напрямую, не проходя через какой-либо узел. Специфика режима работы второго узла (п=2) впервые исследована в работах Ле Галля, где показано, что этот второй узел может рассматриваться как реальный источник пачек сообщений.
Сложность поведения пакетов в нем обусловлена двумя явлениями: сцеплением пачек, исходящих от первого узла, и фрагментацией этих же пачек.
Первое явление сцепления относится не только ко второму, но и к любому не первому узлу п (я Ф 1) и связано с тем, первый пакет к-й пачки догоняет на этом узле последний пакет (к-1)-я пачки, и обе пачки - к-я и (к-1)-я - соответствующим образом сцепляются, как это показано на рисунок 4.6-а.
Второе явление фрагментации, которое иллюстрирует рисунок 4.6-6, не столь очевидно и имеет место только во втором узле, но тоже вполне наглядно. Пусть в первом узле обслуживается пакет номер j из пачки к и в этот момент на тот же первый узел поступает следующий пакет номер j+1, время обслуживания которого превышает время обслуживания пакета/ Пусть на следующем втором узле в этот момент нет очереди, и пакет/ обслуживается, как только он поступает на узел 2, пакеты/+1 и/ начинают обслуживаться одновременно на узлах 1 и 2, соответственно. Когда пакет] затем покидает узел 2, пакет/+7 всё ещё продолжает обрабатываться на узле 1, поскольку время его обслуживания дольше.
