Лабораторная работа № 4

Методы динамического распределения потоков вызовов на сетях

электросвязи. Метод рельефов

1 Цель работы

• Изучить метод рельефов.

• Приобрести навыки по формированию матриц рельефов и матриц маршрутизации.

• Познакомиться с принципом выбора путей с помощью матрицы маршрутизации.

2 Подготовка к выполнению лабораторной работы

Перед выполнением лабораторной работы необходимо:

• изучить алгоритм метода рельефов;

• изучить меню программы лабораторной работы.

3 Задание

3.1 Получить от преподавателя исходные данные (схему построения сети).

3.2 Ответить на вопросы теста.

3.3 Создать структуру сети с помощью средств программы лабораторной работы.

3.4 Решить комплекс задач:

• сформировать матрицу рельефа для указанного узла.

• сформировать матрицу маршрутизации для указанного узла.

• повторить вышеуказанные пункты при условии, что одна из линий в сети повреждена (линия задается программой и выделяется цветом).

• решить задачи маршрутизации (условия задаются программой).

3.5 Составить отчет по выполненной работе.

4 Описание лабораторной установки и прядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется на рабочей станции локальной сети кафедры АЭС или на ПЭВМ типа IBM PC.

После запуска программы и ввода фамилии и группы, входим в основное меню. Меню включает следующие кнопки: ”Теория”, ”Методичесие ука-зания”, ”Тест”, “Выполнение работы”, “Результаты”, “О программе”.

При необходимости можно повторить теоретический материал ”Динамическое управление потоками вызовов на сетях электросвязи. Метод рельефов”.

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться с методическими указаниями и ответить на вопросы теста. Для этого в меню нужно нажать на кнопку ”Методичесие указания”, а затем - «Тест».

Для решения задач лабораторной работы нажимается кнопка ”Выполнение работы”. При этом входим в основное окно работы.

На первом этапе выполнения работы необходимо создать заданную структуру сети с помощью графического интерфейса. В начале создаются узлы (станции) сети.

Для создания / удаления станций необходимо подвести курсор к соотве-тствующей точке на графической сетке:

• ”Создание станции” – нажать левую кнопку мыши.

• “Удаление станции” – нажать правую кнопку мыши.

Выход из режима “создание/удаление станций” – нажать левой кнопкой мыши на кнопку “Закончить добавление станций”.

После нажатия кнопки ”Закончить добавление станций” программа входит в режим добавления / удаления линий.

“Добавление линии”:

1. Подвести курсор и нажать левую кнопку мыши на исходящей станции.

2. Подвести курсор и нажать левую кнопку мыши на входящей станции.

“Удаление линии”:

1. Определить станции, между которыми необходимо удалить линию связи.

2. Подвести курсор и нажать правую кнопку мыши на первой станции.

3. Подвести курсор и нажать правую кнопку мыши на второй станции.

Выход из режима “Cоздание/удаление линий” – нажать левой кнопкой мыши на кнопку “Закончить добавление линий ”.

В случае необходимости, для возвращения в режим “ добавление /удаление станций” нажать левой кнопкой мыши на кнопку “Вернуться к добавлению станций”.

После создания структуры сети необходимо перейти ко второму этапу. Второй этап заключается в решении двух типов задач:

• построить матрицы рельефа и маршрутизации для указанного узла при исправных и неисправных элементах сети;

• используя матрицы маршрутизации, построить путь между двумя станциями, выполняя заданные в задаче условия.

После нажатия кнопки “Закончить добавление линий ” появляется меню:

• “Метод рельефов” - вхождение в данный режим позволяет решить задачи построения матриц рельефов и маршрутов для указанного узла.

• ”Маршрутизация” - вхождение в данный режим позволяет, используя матрицы маршрутизации построить путь между двумя станциями. задача маршрутизации.

ЗАМЕЧАНИЕ! Решение задач маршрутизации возможно только в том случае, если созданы матрицы рельефов и маршрутизации при исправном и неисправном состояних элементах сети!

“Метод рельефов”

Формирование матрицы рельефов

На экране отображается информация о номере узла, для которого, в соответствии с ранее построенной схемой сети, необходимо указать размерность формируемой матрицы рельефов.

Матрица рельефов имеет размерность m ´ n:

где m – количество строк матрицы, равное числу смежных узлов с заданным узлом;

n – число столбцов равно число узлов сети.

Для ввода размерности матрицы рельефов используются соответствующие окна и клавиатура PC.

ПРИМЕР

Задана структура сети, представленная на рисунке 1.

Рис.1 Структура сети

Матрица рельефа для 3-го узла будет иметь вид:

1 2 3 4 5

R 3= 2| 2 1 0 3 3

4| 2 3 0 1 2

Элементы матрицы рельефов, в данном случае, характеризуют кратчайшие по рангу пути от 3-го узла до любого узла сети соответственно через 2 – ой или 4 - ый узел.

Как следует из выше сказанного, при формировании матрицы рельефов для заданного узла i, необходимо определить кратчайшие пути от узла i до любого другого узла (j) сети через смежные с узлом i узлы.

Для выполнения данных операций в каждом конкретном случае необходимо:

• Определить по структуре сети кратчайший путь от узла i до узла j сети через соответствующий смежный узел.

• Подводить курсор к узлам, входящим в кратчайший путь, и нажимать левую кнопку мыши (сформированный путь отмечается цветом).

• Построив кратчайший путь, нажать кнопку “Ввести элемент”.

В матрицу рельефов вводится ранг кратчайшего пути между узлом i и j.

При неверном определении ранга кратчайшего пути выдается информация о

допущенной ошибке.

--------------------------------------

ЗАМЕЧАНИЕ! Формирование матрицы рельефов осуществляется слева направо и сверху вниз.

Формирование матрицы маршрутизации

Матрица маршрутизации определяет порядок выбора направлений от i – ого вызывающего узла к другим узлам сети.

Матрица маршрутизации имеет размерность (m-1) ´ n,

где m – количество строк, равное числу узлов сети, за исключением i-го узла сети;

n - количество столбцов, равное числу узлов смежных с i-тым узлом сети.

Над столбцами матрицы маршрутизации располагаются цифры, определяющие очередность выбора пути (1 - путь первого выбора, 2 - путь второго выбора,..., n – путь n – ого выбора). Слева от матрицы находятся номера узлов сети, расположенные в порядке возрастания. При этом номер

i – ого узла, для которого сформирована матрица маршрутизации, не указывается.

Исходными данными для формирования матрицы маршрутизации являются данные матрицы рельефов сформированной на предыдущем шаге.

В соответствии с данными матрицы рельефов необходимо:

1. Указать размерность матрицы маршрутизации (количество строк и столб-цов).

2. Сформировать матрицу.

ПРИМЕР

Сформировать матрицу маршрутизации для узла 3, если известна матрица рельефа для этого узла.

Матрица рельефа для 3-го узла имеет вид:

1 2 3 4 5

R 3= 2| 2 1 0 3 3

4| 2 3 0 1 2

Матрица маршрутизации для 3 – ого узла будет иметь вид:

1 2

1| 2 4

M 3= 2| 2 4

4| 4 2

5| 4 2

При выполнении лабораторной работы, формирование матрицы маршрутизации производится на основании матрицы рельефов. Для ввода элемента mi1 (i – номер вызываемого узла , 1 – путь первого выбора) матрицы маршрутизации необходимо на структуре сети отметить смежный узла, через который проходит кратчайший по рангу путь, связывающий заданый узел (на пример 3 – ий узел) c узлом i. Смежный узел выбирается с помощью курсора и нажатием левой кнопки мыши (узел выделяется голубым цветом). После чего необходимо нажать на кнопку «ВВЕСТИ ЭЛЕМЕНТ». Аналогичным способом вводится элемент mi2 и другие элементы матрицы маршрутизации. Сформированные матрицы рельефов и маршрутов зафиксировать в тетради.

Действия по формированию матриц рельефов и маршрутов, описанных выше, повторить для условия: одна из линий повреждена (линия выделяется красным цветом). Сравнить сформированные матрицы с предыдущими результатами. Сделать выводы.

”Маршрутизация”

При переходе в режим решения задач маршрутизации на экране выводится первоначальная структура сети. Для задач маршрутизации на экран выводятся:

• номера узлов (станций), между которыми необходимо создать путь;

• условие выбора;

• матрица маршрутов для узла, от которого ищется путь.

В соответствии с условием выбора и номером узла, к которому необходимо найти путь, в матрице маршрутизации выбирается элемент – узел, через который будет проходить создаваемый путь. Далее на структуре сети необходимо навести курсор мыши на выбранный узел, и выделить его, нажав на левую кнопку мыши. На экране появится матрица маршрутизации для выделенного узла и условие выбора пути. Кроме того, цветом отмечается участок создаваемого пути. Дальнейшие действия по формированию пути аналогичны рассмотренными выше. После построения пути между фикси-рованными узлами выдается информация ”Путь найден”.

--------------------------------------

ЗАМЕЧАНИЕ! При построении пути возможен возврат в ранее пройденный узел.

В случае успешного решения предложенных задач (с количеством ошибок меньшим десяти), в меню «РЕЗУЛЬТАТЫ» выводится оценка, которую необходимо показать преподавателю.