Введение к работе
Актуальность темы. Развитие научно-технической революции на современном этапе характеризуется возрастанием роли информации в жизни общества. Для удовлетворения постоянно растущих потребностей в передаче информации необходимо создание новых и усовершенствование существующих сетей связи, наиболее перспективными кз которых являются сети передачи данных (ЦД) с коммутацией пакетов (КП). Проектирование подобных сетей связано с решением проблемы обеспечения высоких качественных показателей функционирования сети с учетом объема л характера передаваемой информации, топологии проектируемой сети, надежности элементов сети и т.д.
Качественные показатели функционирования сетей ЦД с КП во многом зависят от системы управления сетью и алгоритмов маршрутизации. Центральное место в алгоритме маршрутизации занимает план распределения информации, который существенным образом влияет на весь процесс маршрутизации, определяя пути передачи информации от узла-источника к узлу-получателю. Вследствие этого формирование плана распределения информации является одной из центральных проблем при построении оптимальных маршрутов на сетях ПД с КП.
Вопросам анализа и разработки различных методов и алгоритмов формирования плана распределения информации и маршрутизации (в целом) посвящено множество работ как у нас, так и за рубежом. При решении данных вопросов возникают такие важные проблемы, как сокращение объема передаваемой служебной информации,.что позволяет повысить производительность сети, и усовершенствование управления сетью для принятия оптимальных общесетевых решений.
Б большинстве случаев критерием выбора оптимального маршрута являлся один из параметров сети, что не всегда приводило к выбору лучшего маршрута. В связи с этим возникает необходимость учета при разработке методов маршрутизации комплекса характеристик функционирования сети.
Приведенные выше соображения обуславливают актуальность и важность задач, решению которых посвящена данная диссертационная работа.
цель работы и задачи исследова-н и я. Целью диссертационной работы является разработка метода
ні 3 '
формирования плана распределения информации, позволяющего сократить объем передаваемой служебной информации при усовершенствовании управления сетью для принятия оптимальных общесетевых решений, и метода маршрутизации с учетом требований'абонентов по времени задержки пакетов.
Для достижения поставленное цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:
I) разработка метода формирования плана распределении! информации, позволяющего сократить объем передаваемой служебной информации при усовершенствовании управления сетью для принятия оптимальных общесетевых решений;
2) модификация численного метода оценки вероятностно-временных характеристик функционирования сетей ДД с КП с учетом до-тока повторных пакетов и надежности элементов сети;
3) разработка алгоритма оценки требуемых пропускных способностей линий связи сетей ПД с КП для заданных требований абонентов по вероятности и времени задержки пакетов;
4) оптимизация вычислительного процесса решения систем ли
нейных алгебраических уравнений, используемых при оценке сете
вых характеристик и пропускных способностей линий связи сетей
ПД с КП;
-
сопоставительный анализ последовательных методов маршрутизации по вероятностно-временным характеристикам функционирования сети ПД с КП;
-
разработка метода маршрутизации для сетей ПД с КП с учетом требований абонентов по времени задержки пакетов.
Методы исследования. Для решения поставленных задач используются методы теории вероятностей, теории графов,конечных дискретных цепей ГЛаркова, методы решения систем линейных алгебраических уравнений, методы статистического моделирования и теории массового обслуживания.
Научная новизна работы заключается в следующем:-
I. Разработан метод формирования плана распределения информации на сетях ПД с КП, позволяющий сократить объем передаваемой служебной информации за счет кваэкстатической коррекции таблиц маршрутизации и минимизировать среднесетевое время задержки -пакетов с учетом общесетевой ситуации при централизован-
ном управлении сетью. G помощью разработанного метода производится оценка инцидентных задержек на ребрах путем моделирования Функционирования сети ПД о КП, а не сбора статистической информации о длинах очередей.
2. Разработан алгоритм оценки требуемых пропускных способ
ностей линии связи сетей іІД с КП для заданных требований або
нентов по вероятности и времени задержки пакетов с учетом надеж
ности элементов сети, конечной емкости буферов узлов коммутации
и алгоритма маршрутизации. Данную методику рекомендуется исполь
зовать при проектировании сетей ЦД.
3. Модифицирован численный метод оценки вероятностно-вре
менных характеристик функционирования сетей ДЦ с КП, основанный
на использовании аппарата конечных дискретных цепей Маркова. Усовершенствованный численный метод позволяет по сравнению с существующим учитывать поток повторных пакетов и надежность элементов сети.
-
Разработаны модификации вычислительного процесса при решении систем линейных алгебраических уразнений, используемых для оценки вероятностно-временных характеристик и пропускных способностей линий связи сетей ПД с КП, методом простых итераций и итерационно-вероятностный' методом. Модификации вычислительного процесса позволяют сократить затраты машинного времени и повысить точность расчетов по сравнению с немодафицирован-ными вариантами.
-
Разргбоган метод маршрутизации, учитывающий требования абонентов по времени задержки пакетов в отличие от сущест- ' вующих. Разработанный метод целесообразно использовать при централизованном управлении сетью ЦД.
Яичный вклад. Бее результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором лично.
Практическая ценностьу работы состоит в том,что разработанные е диссертационной работе методы формирования плана распределения информации и маршрутизации, а также модификации вычислительного процесса при решении систем ли -' нейных алгебраических уравнений методом простых итераций и итет рационно-вероятностным методом, алгоритм оценки пропускных способностей линий связи и модифицированный численный метод оценки вероятностно-временных характеристик функционирования
и»
сетей ПД с КП реализованы в виде пакета прикладных программ для ЕС ЭВМ, предназначенных для анализа и синтеза сетей ПД с КП.
Реализация результатов. Основные результаты, .полученные в диссертационной работе, включены в восемь научно-исследовательских отчетов МТУСй и чспользованы: в разработках НИИССУ при решении задачи численного анализа процессов маршрутизации на сети ПД, а также в учебном процессе кафедры "Передача дискретных сообщений и телеграфия" МТУСй при
дипломном проектировании.
Были приняты в Государственный фонд алгоритмов и программ
следующие программы:
1. Программа проверки сети на связность способом "свертки"
(per. .»508850000756, 1985);
-
Программа оценки структурной надежности сетей связи (per. #50870001283, 1987);
-
Программа оценки характеристик функционирования сетей связи с коммутацией пакетов с учетом надежности и живучести элементов сети (per. #50910000320, 1991).
Апроиация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на отраслевом научно-техническом семинаре "Проблемы, методы и опыт создания автоматизированных систем управления связью" (Москва, I9S7 г.), XLy Всесоюзной научной сессии ВНТО РЗС им. А.С.Попова, посвященной Дню радио (Москва, 19Э0 г.), ХШІ научной сессии ВНТО РЗС им. А.С.Попова, посвященной Дню радио (Москва, 1992 г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных, инженерных работников и аспирантов Московского ордена Трудового Красного Знамени технического университета связи и информатики (Москва, 1985 - 1987 їгт., I9S9 г., 1992 г.).
Пу бликации. .Основные результаты диссертационной работы опубликованы в семи печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 125 страницах.машинописного текста, содержит 39 рисунков, 5 таблиц, список литературы содержит 122 наименования.
