Введение к работе
Актуальность работа. В развитии индустрии обработки информации наступил новый период,базирующийся иа передовой компьютерной технологии и сетях связи,соединяяиих в единое целое совокупность разнородных вычислительных машин.терминалов и других' источников информации.Объединение различных сетей в национальные и межнациональные ассоциации открывает новую возможность в индустрии обработки информации для нужд современного общества.
Одним из направлений в развитии интегрированных сетей является использование спутниковых сетей,которые позволяют создавать сетевые соединения между подвигними и неподвиашыни абонентами, находящимися на значительном расстоянии друг от друга,и оперативно изменять конфигурация сети,используя спутниковые радиоканалы,в которых применяются специальные протоколы.
Источниками и получателями информации в таких сетях является оконечное оборудование данных (00Д),имеющее интерфейс с сетевыми станциями связи,например,авиационное бортовое оборудование,подключенное к авиационной станции (АС) спутниковой связи,терминальное оборудование абонентских пунктов,взаимодействующих с наземними станциями (НС J спутниковой связи и т.д.
Эффективность функционирования сетей в значительной степени ' зависит от используемых протоколов передачи,которые управляют установлением и разъединением соединений меяду абонентами, обеспечивают надеянуя передачу данных для каждого действуя-ввго соединения и позволяю: мультиплексировать многие сетевые соединения через единый канал доступа к сети.
Следует отметить,что протоколы Физического,канального,сетевого уровней.используемые в спутниковых сетях.имеют свою специфику, связанную с необходимостью наведения антенны абонентских систем на спутник,выбором частотных рекимов работы передатчиков и /Ериемников.значительным временем распространения сигнала и т.д.
Международных стандартов на спутниковые сети передачи данных еще нет.и они строятся на основе различных подходов.при чем, протоколы,используемые в сетях ЭВМ, не могуг быть полностью применимы,
В свчзи с этим,актуальной является разработка методов оцен-
- 4 -ки характеристик протоколов связи в вычислительных сетях,учитывающих их специфические особенности,связанные,в частности,с применением спутниковых каналов передачи данных.
Актуальность тени диссертационной работы подтверядается также тем.что она является составной часть» комплекса науч-мо-исследовательских работ.проводимых кафедрой ВИСиС МЭИ в соответствия г, планом НИР.
Цель работы. Целья диссертационной работы является разра-ботк:, моделей и метода анализа вероятностно-временных 'характеристик .-Штоколов сетевого уровня и уровня звена данных спутниковой системы связи ИШРСПТ-АЗРО.
Наличие таких моделей, катодов и получение количественных результатов позволяет обоснованно выбрать параметры протоколов систем,согласованно,надежно,достоверно и своевременно обеспечивать обкен информацией.
Лля достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
!. разработать метод аналитического определения вероятност-' но-временних характеристик для оценки эффективности функционирования канального и сетевого уровней: .
-
исследовать аналитически протоколы канального и сетевого уровнен -интегрированной спутниковой сети ИННйРСнТ;
-
разработать имитационную иодель для изучения .исследуемых сетевых протоколов;
-
исследовать протоколы канального и сетевого уровней с поисцък имитационного моделирования и сравнить полученные результаты с результатами аналитических исследований;
-
разработать контроллер сопряжения имитационной модели с физическим уровнем для совместного изучения протоколов сетевого,канального и физического уровней;
-
смоделировать взаимодействие ЙС и НС на различных уровнях архитектуры системы ИНМАРСAT С сетевом,канальном и физическом) с отображением процессов исполнения протоколов.
Кетоды 'исследования. Для определение функциональных характеристик протоколов использован аппарат теории вероятностей, теории градов, теории производящих Функций, высвей алгебры, а также методі; имитационного моделирования, Для реализации алгоритмов выбора параметров протокола и моделирования работы про-
- 5 -токолов использовано прикладное программирование. Научная новизна. Научная новизна работы состоит:
в создании метода определения вероятностно-временных характеристик для оценки эффективности протоколов в спутниковых сетях передачи данных с учетом наиболее существенных параметров протоколов и каналов связи;
получении аналитических соотношении, которые позволяют определять вероятностно-временные характеристики эффективности Функционирования протоколов в интегрированной спутниковой сети ИНМЙРГйТ и оптимизировать их параметри;
разработке аппаратно-программных средств моделирования, анализа .расчета характеристик эЗфектииюсм прстоколоз в спутниковых сетях передачи дайнах и их реализации.
Теоретическая ценность диссертации состоит в том. что разработанная методика аналитического моделирования и расчета характеристик эффективности протоколов мояет быте использована для сетевых протоколов с различным уровнем сложности, а такме для исследования работы систем, в которых моделью объекта служит вероятностный граф с конечным числом состояний и дискретний временем.
Практическая ценность. Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что на основе применения разработанной методики получены математические модели и проведена аналитическая сценка характеристик протоколов спутниковой сети 1Ш-МйРСйТ для различных вероятностей ошибок в каналах связи и дони рекомендации по оптимальному выбору параметров указанных протоколов; полученные с помощью разработанной имитационной модели результаты дополняют результаты аналитических расчетов и позволяют оценить характеристики протоколов сети ИКЧйРСйТ в условиях Функционирования, близких к рйальним;отлакеннне на имитационной «одели модули могут переноситься в специализированный контроллер для управления радиостанциями; модульная структура разработанной имитационной модели позволяет иелользппаїь ее для исследования других сетевых протоколов.
Реализация и внедрение результатів ра'оти. Материалы диссертационной работы были использованы:
-при составлении программы аналитических и имитационных моделей, позволяющих рассчитывать основные характеристики функци-
«жирования протоколов сетевого, канального уровней спутниковой сети ИНМАРСЙТ;
-при проектировании программной реализации протоколов спутниковой сети ШЛРСАТ ;
-при создании системы комплексной отладки аппаратно-программных средств совместно с приемно-нередаиедей аппаратурой АС.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на научно-те.снических семинарах в МЭИ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи. Результаты работы включены в .5 отчетов по КИР.
Структура и обгем работы. Диссертация состоит из введения, S глав . заключения, списка литературы из 91 наименований и приложений. Основной текст диссертации изложен на 225 страницах, из которых 39 страницы занимают рисунки, 13 страниц -' таблицы и g страниц - список использованной литературы.