Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ существующих методов маршрутизации в современных телекоммуникационных сетях 12
1.1 Анализ принципов построения телекоммуникационных сетей 12
1.2 Анализ существующих методов маршрутизации, используемых в современных телекоммуникационных сетях 24
1.3 Выбор показателя качества информационного обмена абонентов телекоммуникационной сети. Постановка задачи исследования 33
2 Протокол коррекции вероятностных таблиц маршрутизации на основе пакета-агента 41
2.1 Функции процедурных средств сетевого уровня телекоммуникационной сети 41
2.2 Структура пакетов- сетевой информации и базы данных маршрутизатора, используемых протоколом коррекции таблиц маршрутизации на основе пакета-агента 46
2.2.1 Структура и кодирование пакетов сетевой информации, используемых для передачи маршрутной информации 46
2.2.2 Структура таблиц, составляющих основу базы данных маршрутизатора 50
2.3 Алгоритмы работы маршрутизатора по реализации функций, предусмотренных протоколом коррекции вероятностных таблиц маршрутизации на основе пакета-агента 57
3 Разработка методики запуска и останова службы сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента в условиях динамики сети 74
3.1 Обоснование использования метода Фостера-Стьюарта, для идентификации изменений состояний топологии и трафика сети 74
3.1.1 Выбор метода определения наличия тренда в динамическом ряду, уровней длин очереди информационных направлений маршрутизатора 74
3.1.2 Выбор метода сглаживания уровней динамического ряда, содержащего значения длин очереди информационных направлений маршрутизатора 86
3.2 Методика запуска процедуры обновления маршрутных таблиц УК в условиях динамики сети 94
3.3 Определение момента выключения службы сбора информации о состоянии сети в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента 97
3.4 Экспериментальная-апробация полученных результатов на основе имитационного моделирования процесса децентрализованной маршрутизации в телекоммуникационной сети 100
Заключение 111
Список использованных источников 115
Приложения 121
- Анализ существующих методов маршрутизации, используемых в современных телекоммуникационных сетях
- Выбор показателя качества информационного обмена абонентов телекоммуникационной сети. Постановка задачи исследования
- Структура пакетов- сетевой информации и базы данных маршрутизатора, используемых протоколом коррекции таблиц маршрутизации на основе пакета-агента
- Методика запуска процедуры обновления маршрутных таблиц УК в условиях динамики сети
Введение к работе
Отечественный и зарубежный опыт создания корпоративных цифровых сетей связи показывает, что достижение требуемого уровня пропускной способности и устойчивости связи, обеспечение адаптации к условиям функционирования и обеспечение полного перечня услуг системы связи только традиционным путем поэлементного совершенствования и наращивания практически нереализуемо.
Современная телекоммуникационная сеть должна отвечать двум основным требованиям: во-первых, она должна предоставлять услуги связи абонентам сети с требуемым качеством, и, во-вторых, она должна обладать высоким уровнем собственного совершенства. Уровень требований, предъявляемый к сетям связи, обуславливается следующими основными причинами:
увеличение числа пользователей;
расширение числа видов услуг, требуемых пользователями;
- повышение уровня требований к качеству обслуживания (достовер
ность получаемой информации, время ее доставки).
При этом имеет место широкое внедрение в практику услуг конферен-цсвязи, электронной почты, поиска информации и т.д.. Появляются запросы на новые виды услуг, требующие для осуществления широкополосного цифрового канала. Это, прежде всего, черно-белый и цветной видеотелефон, ви-деоконференцсвязь, цветное факсимиле, видео-почта, поиск видеоинформации, передача в ограниченные сроки больших объемов информации и т.д. При этом большинство изтребуемых услуг являются услугами с комплексным предоставлением информации, которые согласно рекомендациям определены как мультимедиа.
Технологической основой современных телекоммуникационныхсетей является совокупность единых по архитектуре построения цифровых телекоммуникационных центров на основе маршрутизаторов.
Маршрутизатор, как техническое средство, представляет собой узел обработки данных в ІР-сетях и обеспечивает прием данных, отправляемых из
одной ЛВС, передачу через IP-сеть на аналогичный маршрутизатор, который выполняет доставку потоков информации в другую ЛВС. Маршрутизатор собирает информацию о топологии сети и на её основании пересылает пакеты сетевого уровня в узел или сеть назначения.
Эффективность функционирования маршрутизатора определяет оперативность передачи информации в сети и очевидно определяется реализованным в нём протоколом маршрутизации. Общим правилом протокола маршрутизации является использование максимально возможного числа маршрутов. Это повышает надежность и способствует перераспределению нагрузки между каналами. Текущая топология может меняться из-за выхода некоторых узлов из строя в результате воздействия различных факторов, обусловливающих снижение-связности- сети. Вследствие этого актуальность приобретает задача выбора такого протокола управления маршрутизацией, который позволит рационально использовать сетевые ресурсы на основе построения плана распределения информации совокупностью маршрутизаторов.
На сегодняшний день разработано большое количество протоколов маршрутизации. Однако их использование в перспективных телекоммуникационных сетях должно учитывать специфику построения и их условия функционирования. Используемый протокол маршрутизации должен справляться с задачей эффективного использования сетевых ресурсов в условиях резкого изменения не только топологии сети, но и разнородного трафика циркулирующего внутри сети.
При создании перспективных телекоммуникационных сетей используют принципы и протоколы адаптивной маршрутизации. Решению данной задачи посвящено достаточно большое количество публикаций отечественных и зарубежных специалистов в области теории управления и связи [50, 56]. Среди них особого внимания заслуживают монографии и труды научных школ В.Г. Лазарева, Э.А. Якубайтиса, Г.П. Захарова, Б.А. Советова, и многих других ученых.
Как показано в вышеперечисленных работах, эффективность функционирования протоколов адаптивной маршрутизации во многом зависит от того, где принимаются маршрутные решения. Вследствие этого различают централизованные и децентрализованные протоколы маршрутизации. В случае использования централизованных протоколов адаптивной маршрутизации возникает необходимость наличия в сети центра (узла коммутации), выполняющего операции по расчёту маршрутов для всех узлов сети. В свою очередь наличие такого узла ставит под угрозу функционирование всей сети в случае выхода его из строя, при этом все узлы сети находятся в постоянной зависимости от решений-принимаемых центральным узлом. Кроме того, использование такого протокола приводит к необходимости передачи больших объёмов служебной информации в направление к центральному узлу, что в свою очередь не позволяет рационально использовать ресурсы сети.
Существенное повышение эффективности использования сетевых ресурсов достигнуто с использованием разработанных в последнее время зарубежными специалистами таких протоколов децентрализованной маршрутизации как RIP и OSPF.
Протокол маршрутизации RIP, основанный на алгоритме Беллмана-Форда, разработан в университете Калифорнии (Беркли), базируется на разработках фирмы Ксерокс и предназначен для сравнительно небольших и относительно однородных сетей [56]. В свою очередь протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-1245-48, RFC-1583-1587, алгоритмы предложены Дейкстрой) является альтернативой RIP в качестве внутреннего протокола маршрутизации. OSPF представляет собой протокол состояния маршрута (в качестве метрики используется - коэффициент качества обслуживания). Каждый маршрутизатор обладает полной информацией о состоянии всех интерфейсов всех маршрутизаторов (переключателей) автономной системы [57].
Отличительной особенностью перечисленных выше работ является то, что разработанные в них методы определения оптимальных решений относительно построения плана распределения информации на сети реагируют
только на изменения, связанные с топологией сети и не учитывают динамику объёма и направления передачи трафика. Кроме того, рассмотренные протоколы требуют для своего функционирования постоянный обмен большими объемами служебной информации. Вследствие этого, несмотря на безусловную ценность и полезность известных методов маршрутизации, применение их в перспективных телекоммуникационных сетях не позволяет решить задачу повышения оперативности передачи информации в условиях локальных изменений трафика сети.
В связи с изложенным, возникает следующее противоречие: с одной стороны для эффективного функционирования перспективных телекоммуникационных сетей требуется протокол маршрутизации, обеспечивающий при минимальном объёме служебной информации своевременную реакцию на изменения как топологии, так и трафика, происходящие в сети; с другой стороны в настоящее время разработаны протоколы, требующие для своего функционирования передачи больших объёмов служебной информации и реагирующие только на изменение топологии сети без учёта динамики трафика.
Одним из путей разрешения данного противоречия является разработка протокола адаптивной вероятностной маршрутизации на основе пакета-агента и методики управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц, обеспечивающего повышение оперативности доведения информации по сети не только в условиях изменения топологии сети, но и в условиях локального изменения трафика абонентов, при снижении объёма служебной информации в сети.
Исходя из изложенного, актуальной является тема диссертации «Адаптивная децентрализованная маршрутизация в цифровой сети с интеграцией служб общего назначения в условиях динамики топологии и трафика сети».
Целью диссертационных исследований является повышение оперативности передачи информации в телекоммуникационной сети за счёт вероятностной адаптации плана распределения информации на сети.
Объектом исследования является телекоммуникационная сеть.
Предметом исследований являются протоколы маршрутизации информации в сетях связи с коммутацией пакетов.
Научной задачей является разработка протокола адаптивной вероятностной маршрутизации на основе пакета-агента и методики управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в условиях динамики топологии и трафика сети.
Для решения общей научной задачи в диссертации ставятся и решаются следующие подзадачи:
Анализ особенностей функционирования процедуры маршрутизации в существующих телекоммуникационных сетях.
Разработка протокола коррекции вероятностных таблиц маршрутизации на основе пакета-агента.
Разработка методики управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента.
Разработка имитационной модели процесса децентрализованной маршрутизации на основе пакета-агента в телекоммуникационной сети.
В ходе решения перечисленных подзадач были получены следующие научные результаты, представляемые к защите:
Протокол обмена маршрутной информацией на основе пакета-агента для построения и корректировки таблиц маршрутизации узлов коммутации телекоммуникационной сети в условиях динамики топологии и трафика сети.
Методика управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента в условиях динамики топологии и трафика сети.
Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в том, что:
разработан новый протокол обмена маршрутной информацией на основе использования теории мультиагентных систем (пакета-агента), который
позволяет в отличие от существующих протоколов адаптировать план распределения информации на сети при снижении дополнительной нагрузки служебных пакетов на сеть в условиях динамики топологии и трафика сети;
впервые разработана методика управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента в условиях динамики топологии и трафика сети, позволяющая снизить объём нагрузки служебной информации на сеть.
Достоверность результатов подтверждается корректностью и логической обоснованностью разработанных вопросов, принятых допущений и ограничений, использованием "апробированного математического аппарата теории массового обслуживания, теории телетрафика, теории случайных процессов, математической статистики и моделирования систем и, кроме того, подтверждается получением-при определенных условиях и допущениях частного решения, являющегося результатом применения ранее известных методов.
Практическая значимость научных результатов обусловлена тем, что они доведены до уровня протокола, алгоритмов, методики и машинных продуктов и позволяют на стадии проектирования и эксплуатации закладывать в программное обеспечение маршрутизаторов УК процедуры построения и корректировки таблиц маршрутизации. Использование данных результатов позволяет получить выигрыш в оперативности доведения информации в условиях динамики топологии и локальных всплесков трафика сети на 10-20% по сравнению с протоколами, используемыми в сетях связи.
Кроме того, результаты работы могут быть использованы в вузах при изучении дисциплин связанных с изучением современных методов построения сетей связи с коммутацией пакетов.
Диссертация состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка используемых источников и приложения.
Основные результаты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на 4 НТК различного, в том числе Всероссийского, уровня.
Опубликованы в 21 работе, из них: 8 статей в научно-технических (2 статьи в журнале из перечня ВАК). Результаты работы внедрены:
В ФГУП НПО «Импульс» в виде протокола обмена маршрутной информацией на основе пакета-агента для построения и корректировки таблиц маршрутизации узлов коммутации телекоммуникационной сети в условиях динамики топологии и трафика сети в рамках ОКР «Изделие 1000» (акт о реализации В ФГУП НПО «Импульс» от 16.07.2009 г.);
В ОАО «Концерн «Созвездие» при обосновании ТЗ на ОКР «Трал-Ц» в части методики управления службой сбора информации о сети и обновления маршрутных таблиц в протоколе маршрутизации на основе пакета-агента в условиях динамики топологии и трафика сети (акт о реализации ОАО «Концерн «Созвездие» от 07.04.2009 г.);
В Серпуховском военном институте ракетных войск в учебном процессе по кафедре «Автоматизированные системы управления» (акт о реализации СВИ РВ от 22.09.2009 г.).
Анализ существующих методов маршрутизации, используемых в современных телекоммуникационных сетях
В настоящее время наиболее популярными протоколами динамической маршрутизации являются RIP и разработанный для его замены - OSPF. Требования к маршрутизаторам (Router Requirements RFC [Almquist 1993]) определяют, что маршрутизатор, реализизующий динамические протоколы маршрутизации, должен поддерживать OSPF и RIP [58].
Протокол динамической маршрутизации RIP основан на алгоритме вектора расстояния. Официальная спецификация протокола RIP находится в RFC 1058. Критерием выбора наиболее эффективного пути служит минимальное число транзитов (счетчик пересылок). Предполагается, что каждый маршрутизатор является отправной точкой нескольких маршрутов до сетей, с которыми он связан. Описания этих маршрутов хранится в таблице маршрутизации. Таблица маршрутизации RIP содержит по записи на каждую обслуживаемую машину (на каждый маршрут). Запись включает в себя: - IP-адрес места назначения; - метрику маршрута (от 1 до 15; число шагов до места назначения); - IP-адрес ближайшего маршрутизатора (Gateway) по пути к месту назначения; - таймеры маршрута.
Первые два поля записи обязаны появлению термина вектор расстояния (место назначение - направление; метрика - модуль вектора).
Периодически (раз в 30 сек) каждый маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы всем соседним маршрутизаторам, с которыми связан непосредственно. Маршрутизатор получатель просматривает таблицу. Если в таблице присутствует новый путь или сообщение о более коротком маршруте, или произошли изменения длин пути, эти изменения фиксируются получателем в своей маршрутной таблице.
Протокол RIP поддерживает использование маршрутов по умолчанию, которые имеют адрес 0.0.0.0 (это верно и для других протоколов маршрутизации). Каждому маршруту ставится в соответствие таймер тайм-аута и "сборщика мусора". Тайм-аут-таймер сбрасывается каждый раз, когда маршрут инициализируется или корректируется. Если со времени последней коррекции прошло 3 минуты или получено сообщение о том, что вектор расстояния равен 16, маршрут считается закрытым. Но запись о нем не стирается, пока не истечет время "уборки мусора". При появлении эквивалентного маршрута переключения на него не происходит, таким образом, блокируется возможность осцилляции между двумя или более равноценными маршрутами [58].
Существующий протокол RIP имеет расширения, которые в целом обычно называются RIP-2. Эти расширения не изменяют протокол, однако, в дополнение к широковещательному режиму поддерживают мультикастинг и позволяют работать с масками подсетей.
В формате сообщения для протокола RIP-2 содержатся следующие поля. Поле маршрутный демон является идентификатором резидентной программы маршрутизатора. Поле метка маршрута используется для поддержки внешних протоколов маршрутизации, сюда записываются коды автономных систем. При необходимости управления доступом можно использовать первые 20 байт с кодом набора протоколов сети OxFFFF и меткой маршрута со значением, равным 2. Тогда в остальные 16 байт можно записать пароль.
Основное преимущество алгоритма вектора расстояний - его простота. Действительно, в процессе работы маршрутизатор общается только с соседями, периодически обмениваясь с ними копиями своих таблиц маршрутизации. Получив информацию о возможных маршрутах от всех соседних узлов, маршрутизатор выбирает путь с наименьшей стоимостью и вносит его в свою таблицу. Достоинство этого элегантного алгоритма -быстрая реакция на хорошие новости (появление в сети нового маршрутизатора), а недостаток - очень медленная реакция на плохие известия (исчезновение одного из соседей).
Протокол динамической маршрутизации OSPF основан на алгоритме состояния канала. Официальная спецификация протокола OSPF находится в RFC 124. Критерием выбора наиболее эффективного пути, исходя из документов RFC-1245-48 и RFC-1583-1587, наряду с минимальным числом транзитов, служит качество обслуживания (пропускная способность, задержки при передаче пакета и т.д.).
Выбор показателя качества информационного обмена абонентов телекоммуникационной сети. Постановка задачи исследования
Информация, циркулирующая в телекоммуникационных сетях с течением времени быстро изменяется (стареет). Поэтому сеть должна в первую очередь обеспечивать высокую оперативность передачи многопакетных сообщений [56].
Телекоммуникационная сеть представляет собой сложную динамическую систему с ограниченными ресурсами. Ограниченность ресурсов является необходимым условием их эффективного использования, что достигается путем решения задачи управления маршрутизацией. Задача управления маршрутизацией является основной задачей, решаемой на сетевом уровне. Назначение сетевого уровня состоит в обеспечении средств установления поддержания и разъединение сетевых соединений между открытыми системами, содержащими взаимодействующие прикладные объекты, а также средства для обмена сетевыми блоками данных между транспортными объектами по сетевым соединениям. Сетевой уровень обеспечивает независимость транспортных объектов от маршрутизации и коммутации, выполняемых на сетевом уровне при установлении и функционировании сетевого соединения.
Основная услуга сетевого уровня - прозрачная передача данных между транспортными объектами. Сетевой уровень выполняет все функции, необходимые для маскирования различий между различными передающими средами и подсетями. Таким образом, на границе сетевого и транспортного уровней обеспечивается независимость от используемых сред, за исключением качества обслуживания.
Сетевой уровень предоставляет транспортному уровню следующий перечень услуг: сетевые адреса, используемые для идентификации транспортных объектов; сетевые соединения; идентификаторы оконечных точек сетевого соединения; прозрачная передача сетевых блоков данных любого размера; параметры качества обслуживания; уведомление об ошибках; упорядоченная доставка сетевых блоков данных; управление потоком.
Сетевой уровень обеспечивает поддержку сетевых соединений для различных типов сетей - от простых двухточечных сетей до объединения сетей с различными характеристиками. Сетевой уровень может разбиваться на различные подуровни в зависимости от типов используемых подсетей. На сетевом уровне выполняются следующие функции: маршрутизация и ретрансляция, сетевые соединения, мультиплексирование сетевых соединений, сегментация и укрепление, обнаружение ошибок, упорядочение, управление потоком, передача срочных данных, управление сетевым уровнем. Если используется объединение нескольких подсетей, то для выполнения функций маршрутизации сетевой уровень может делиться на подуровни, причём функции маршрутизации могутвыполняться независимо.
Сетевое соединение может быть образовано несколькими последовательными подсетями. Если при этом подсети обеспечивают различное качество обслуживания, то результирующие качество обслуживания может быть: не выше качества обслуживания подсети с низким качеством; совпадающим с качеством обслуживания в подсети с высоким качеством, если подсеть с низким качеством усилена соответствующим образом.
Функция выбора службы может понадобиться для того, чтобы обеспечить одинаковую службу в различных оконечных точках сетевого соединения при использовании подсетей с различным качеством обслуживания.
Функционирование алгоритма маршрутизации заключается в управлении трафиком внутри сети и состоит в эффективной транспортировке данных по сети к адресату. В соответствии с протоколом управления сетевого уровня алгоритм маршрутизации выполняет следующие функции: 1. Измерение и оценивание сетевых параметров, используемых алгоритмом. 2. Принятие решения о рассылке служебной информации. 3. Расчёт маршрутных таблиц. 4. Реализация принятых маршрутных решений.
В конкретных алгоритмах та или иная из указанных функций и соответствующая ей процедура могут отсутствовать или стать тривиальными.
Для строгого задания функции измерения и оценивания необходимо определить состав сетевых параметров, подлежащих измерению и оцениванию (к ним могут относиться характеристики работоспособности узла и выходящих линий связи, загрузки процессоров, буферов и линий связи различного рода функционалы от этих характеристик и служебной информации, полученной от других узлов), а также моменты, когда проводятся измерения и рассчитываются оценки.
Для задания функции "решения о рассылке СИ необходимо определить состав рассылаемой информации для данного узла, её адресатов, процедуру определения моментов рассылки, а также требования к протоколу рассылки
СИ по качеству доведения СИ. Для определения функции расчёта маршрутных таблиц задаются место маршрутных вычислений, моменты пересчёта и сам алгоритм расчёта маршрутных таблиц. Как правило, маршрут выбирается по критерию кратчайшего в некоторой метрике пути до адресата с использованием одного из известных алгоритмов расчёта кратчайших путей в графе.
Структура пакетов- сетевой информации и базы данных маршрутизатора, используемых протоколом коррекции таблиц маршрутизации на основе пакета-агента
Сетевая информация, используемая протоколом для корректировки таблиц маршрутизации, содержит информацию о состоянии сети, а точнее информацию о загруженности очередей маршрутов доведения информации. В рамках данного протокола сетевая информация о состоянии и загрузке направлений связи будет называться базовой сетевой информацией [56]. Получателями и отправителями базовой сетевой информации являются все маршрутизаторы УК сети. Протокол обеспечивает передачу сетевой информации, которая позволяет информировать УК о потенциально лучших маршрутах передачи информации до конкретных получателей.
Коммутируемыми блоками данных протокола являются пакеты сетевой информации, которые в рамках данного протокола могут называться служебными пакетами-агентами (СПА). При реализации данного протокола используются два типа пакетов сетевой информации: - служебный пакет идентификации состояний (СПИС) - выполняет функции прямого пакета" агента, определяющего"" состояние исследуемого маршрута, - служебный корректирующий пакет (СКП) - выполняет функции обратного пакета агента-по распространению информации для корректировки таблиц маршрутизации. Таким образом, с целью обмена базовой сетевой информацией между УК сети протокол выполняет следующие функции: - формирование, выдача и трансляция блоков данных протокола (ПСИ) для определения и размножения информации о характеристиках и состоянии сети. - расшифровка заголовка ПСИ с целью определения типа СИ; - выбор направлений передачи ПСИ, содержащих характеристики направлений связи; - контроль времени существования ПСИ. Выполнение данных функций обеспечивается формированием ПСИ в соответствии с принятыми правилами кодирования. Структура и кодирование ПСИ (блока данных протокола) должна определяться настоящим протоколом и соответствовать рекомендациям ЭМВОС.
Согласно требованиям ЭМВОС по кодированию и структуре формат ПСИ должен содержать следующие части, которые передаются в указанном порядке [56, 57]: фиксированная часть, часть сетевых адресов, часть дополнительных услуг. При этом все ПСИ должны содержать целое число октетов. Октеты нумеруются, начиная с номера 1, с возрастанием в порядке их поступления на обслуживание. Биты октета нумеруются от 1 до 8, где 1 является младшим (наименее значимым) битом. Когда смежные октеты используются для представления двоичного числа, октет с меньшим номером имеет более значимую величину. В соответствии с изложенными правилами кодирования формат пакетов СПИС и СКП содержит следующие поля с информацией (см. рисунок 2.1): адрес отправителя, адрес получателя, тип пакета, информация о сети. При разработке форматов пакетов-агентов была учтена общая структура пакетов Х.25. Соответственно этому три первых октета содержат: - идентификатор общего формата; - идентификатор логического канала; - идентификатор типа ПСИ. Согласно Х.25 значение поля «идентификатор протокола сетевого уровня» с кодом (Ь8,...Ь5)=(0011) показывает версию протокола и указывает Значение следующего октета, равное 00000000, соответствует подмножеству «холостой протокол», которое может использоваться, когда известно, что оконечные системы отправителей и получателей соединены единственной подсетью. Поле «идентификатор длины» содержит двоичное число, указывающее длину заголовка в октетах. Разновидность элементов ПСИ определяется в соответствии с его типом. С пятого октета следует информационная часть пакета. В первом октете информационной части пакета размещается номер узла адресата. Во втором октете номер узла - источника пакета. Далее следуют октеты, в которые записывается информация о состоянии топологии и загруженности очередей телекоммуникационной сети. При передаче ПСИ по сети в его поле данных формируется совокупность октетов, содержащих полную информацию обо всём пути от источника до адресата. При этом соблюдается строгая последовательность информационных полей:
Методика запуска процедуры обновления маршрутных таблиц УК в условиях динамики сети
Интегрируя основные результаты изложенного выше материала, формируем методику запуска процедуры обновления маршрутных таблиц УК сети в условиях динамики её состояний. Задача идентификации изменения состояния топологии и трафика сети решается постоянно с момента начала работы маршрутизатора и на стадии ее эксплуатации. При этом результаты решения используются программным обеспечением, входящим в состав маршрутизатора УК сети для управления интенсивностью пакетов-агентов [38]. Методика запуска процедуры обновления маршрутных таблиц телекоммуникационной сети включает в себя следующие-этапы. 1. Уточнение и ввод исходных данных по работе маршрутизатора УК с учётом требуемых значений вероятностей ошибок первого и второго рода. Данному этапу предшествует набор статистических данных, определяемый как участок наблюдения. Участок наблюдения необходим для формирования математической модели тренда. Данные операции выполняются маршрутиза тором УК сети. Исходными данными также являются: - числовые характеристики случайных потоков информации в к-м направлении связи - Мк Gk - интенсивность поступления пакетов в / -й узел коммутации - Я/; - интенсивность обслуживания пакетов в / -м узле коммутации - /Л{; - среднее время задержки пакетов - Т3\ - набор статистических данных Lt; - границы интервала сглаживания временного ряда - m; - допустимое время определения состояния сети - Тдоп с; - требуемое значение вероятности ошибки первого рода, - a = PHQ (//,); - требуемое значение вероятности ошибки второго рода, - /3 = Рн (Н0). 2. Расчёт сглаженных уровней динамического ряда длин очереди. Данная процедура осуществляется с заданным интервалом сглаживания т. 3. Определение числовых последовательностей с верхними и нижними рекордными значениями ряда длин очереди. 4. Расчёт числовых значений характеристик изменения математического ожидания и дисперсии уровней временного ряда длин очереди. 5. Нахождение расчётных значений t- критерия Стьюдента для средней и для дисперсии. 6.
Проверка гипотез об отсутствии тенденции развития в средней и в дисперсии. Вывод полученных результатов о состоянии очередей информационных направлений в блок управления интенсивностью ПСИ. Ввод исходных данных: набор статистики, требуемые значения вероятностей ошибок первого и второго рода, допустимое время наблюдения 1 Подготовка исходных данных для построения математической модели тренда: - определение времени измерения длины очереди; -расчёт сглаженных уровней динамического ряда длин очереди. 2 Определение рекордных точек и формирование числовых последовательностей: - определение последовательности с верхними рекордными значениями длины очереди; - определение последовательности с нижними рекордными значениями длины очереди. 3 Расчёт показателей тенденции временного ряда: - определение характеристики изменения математического ожидания длины очереди; - определение характеристики изменения дисперсии длины очереди. 4 Определение расчётных значений t-критерия Стьюдента: -расчёт t-критерия для математического ожидания длины очереди; - расчёт t-критерия для дисперсии длины очереди. 5 Проверка статистических гипотез об отсутствии тенденции развития: - проверка гипотезы об отсутствии тенденции для среднего во временном ряду длин очереди; - проверка гипотезы об отсутствии тенденции для дисперсии во временном ряду длин очереди. Вывод результатов о состоянии очередей информационных направлений в блок управления интенсивностью ПСИ В маршрутизаторе функции, как запуска, так и останова службы сбора информации о сети возложены на блок управления интенсивностью ПСИ. Согласно с решаемыми задачами сетевого уровня протокол адаптивной децентрализованной маршрутизации должен не только определять моменты времени запуска функции обновления таблиц маршрутизации, но и знать когда, необходимо этот процесс остановить. Использование для этих целей процедуры идентификации состояния сети на основе анализа очередей не представляет информацию об окончательном формировании таблиц маршрутизации. Для решения задачи останова процесса обмена ПСИ необходимо, в дополнение к методике управления службой сбора информации о сети разработать способ, позволяющий принимать решение о стационарности состояния топологии и трафика сети при условии, что осуществляется обмен сетевой информацией. При этом необходимо выбрать параметр, характеризующий стационарность сети. В рамках децентрализованного управления уловить стационарность сети представляется по средствам наблюдения за таблицами маршрутизации. Если процедура идентификации состояния сети улавливает стационарность сети и при этом таблицы маршрутизации длительное время не претерпевают изменения, то делается вывод о выполнении функции обновления маршрутных таблиц и нецелесообразности генерации ПСИ.
