СетиЭВМ - лучше конспекта

Он должен реализовать задачу взаимодействия (коммуникационного) источника с приемником: если выбрать две стороны – источник и приемник – то установление взаимодействия между ними предполагает следующее:

Проверить, что источник и приемник установили начальные условия;

Подготовка порции данных к передаче и приему;

Источник ждет сигнала готовности приемника (квитанции);

Получив квитанцию передатчик передает порцию данных и посылает квитанцию приемнику одновременно;

5. Прием данных;

6. Закончив передачу порции данных, передатчик посылает приемнику квитанцию об этом и ждет от приемника подтверждения о приеме данных;

7. Получив подтверждение источник и приемник подготавливаются и передаче и приему порции данных.

Устанавливается счетчик переданных и принятых порций данных. Общее устройство интерфейсов:

1. Наличие специальных сетей передачи данных;

2. Вспомогательные линии , по которым передаются служебные сигналы;

3. Линии, на которые выдаются сигналы в случае возникновения ошибок;

4. Линии, имеющие специальное назначение.

Интерфейс – набор линий, на которых присутствуют сигналы.

Имеется множество входных линий (каналов), которые нужно скоммутировать с выходными каналами.

Рисунок 1 – Коммутация каналов Коммутация данных связана с коммутацией каналов, в которых присутствуют эти данные. Различают следующие виды коммутаций:

1. Пространственную коммутацию данных (реле);

2. Временную. Данные обладают временной избыточностью.

Коммутационное поле состоит из коммутационных звеньев. Коммутационное звено строится из первичных элементов коммутационных матриц.

Коммутационный механизм должен обеспечивать соединение выходов входных линий со входами выходных линий. Он может быть построен на коммутационной матрице.

На коммутационной матрице строится коммутационное звено. Пример.

Рисунок 2 – Структура коммутационного механизма

Выходы матрицы i соединяются со входами i каждой матрицы.

Полученное коммутационное поле характеризуется тем, что каждая входная линия может быть соединена с каждой выходной линией. В этом заключается свойство полнодоступности коммутационного поля.

Если нужно соединить входную линию 7 с выходной линией 12, при связи входной линии 5 с выходной линией 10, то это соединение выполнено быть не может. Такое поле называется полнодоступным с блокированием.

Важен режим формирования промежуточных линий. Выбирая этот режим и число звеньев в коммутационном поле, можно обеспечивать различные показатели качества коммутации данных – вероятность потери заявки.

Коммутаторы пространственные строятся на основе w-сетей.

w-сеть включает в себя множество входных линий, на которых присутствуют данные, и множество коммутирующих элементов.

Каждый коммутирующий элемент может находиться в четырех состояниях.

Рисунок 3 – w - сеть

Состояния коммутирующего элемента: 1.

2.

3.

4.

Алгоритм коммутации

Рисунок 1 – Коммутатор с -структурой S – множество входов;

D – множество выходов.

Номера выходов записываются в двоичном виде: .

1. Если , то вход коммутирующего устройства подключается к верхнему выходу

коммутирующего устройства. Если , то вход коммутирующего устройства подключается к нижнему выходу коммутирующего устройства;

2. Проверяется .

Прежде чем передавать данные, следует установить состояния переключающих коммутаторов. Данные, поступающие на вход коммутатора, имеют заголовок – тег. В структуре тега записан двоичный номер выхода. Тег устанавливает нужные состояния коммутаторов. После этого передаются данные.

На основе -сети строятся коммутаторы с различной структурой.

Имеется групповой канал с кодово-импульсной модуляцией. Нужно поменять структуру входного кадра. Используем счетчик каналов (счетчик окон). Преобразователь кода для преобразования последовательного кода в параллельный. Нужно данные из канала x передать в канал y. Эту операцию программно реализует транслятор адреса, имеющий таблицу коммутации.

Счетчик каналов определяет номер канала X. Данные записываются в ячейку памяти B(y). Преобразователь кода входного группового канала преобразует параллельный код в последовательный. Когда в выходном кадре окно с номер Y, в него считываются данные из ячейки

B(y).

Для эффективной реализации коммутации данных используют дуплексную связь.

Основной недостаток такого способа временной коммутации в том, что не все окна текущего выходного кадра оказываются заполненными окнами входного кадра.

Рисунок 1 – Схема временной коммутации данных Одному каналу выделяется одна ячейка. Происходит считывание из нее. После этого производится запись в ячейку.

Уплотняемые каналы могут иметь разную скорость обмена информацией.

Используют интегрированные способы коммутации: применяется пространственная коммутация, а для эффективной организации обслуживания промежуточных линий используется временное уплотнение. Коммутатор является важным элементом вычислительных сетей. Используются:

1) в целях сегментации участков сети, построение виртуальных сетей;

2) повышение пропускной способности локальной сети. Коммутация осуществляется между определенными адресами портов. Пропускная способность сети при этом равна пропускной способности коммутаторов;

3) коммутаторы ячеек в сетях с развитой ячеистой структурой (ячейка – вид кадра).

Сеть состоит из элементов, связанных каналами передачи информации. Она обслуживает множество абонентов, пользователей.

Рисунок 1 – Сеть с несколькими альтернативными путями из элемента A в элемент B

В связи с многовариантностью возможного движения пакета по сети до пункта назначения возникает множество критериев организации этого движения. Например, как организовать движение пакета, чтобы уменьшить время передачи, минимизировать среднюю длину сквозного канала, минимизировать стоимость затрат. Обобщенным видом такой организации является понятие маршрута.

Маршрут – способ организации движения пакета, удовлетворяющий какому-либо критерию. Есть два вида маршрутов:

1) Ненаправленные (случайные);

2) Направленные, рассчитанные на основе некоторого критерия.

Случайные маршрут определяет следующее правило организации движения. Пакет, поступивший в узел передается по всем линиям, исходящим из этого узла кроме той, по которой он поступил. В узле принятый пакет анализируется и определяется, был ли он ранее в этом узле, или нет. Если пакет первый раз поступил в узел, то в служебное поле пакета записывается номер этого узла, и он посылается дальше. Если пакет уже был в этом узле, то он сбрасывается. Пакет, поступивший первым в пункт назначения, определяет оптимальный маршрут.

Пользуясь процедурой случайной маршрутизации, передают пакет. В конечном пункте определяется оптимальный маршрут, который передается в пункт отправления. Из пункта отправления передается пакет по оптимальному маршруту.

С направленными маршрутами связана таблица маршрутов. ВЛ – выходящая линия.

Таблица 1 – Общая структура таблицы маршрутов

Чтобы составить таблицу направленного маршрута, нужно решить потоковую задачу оптимизации. Для решения задачи оптимизации движения пакета (выбора оптимального направленного маршрута) сеть

представляют в виде графа, вершины которого соответствуют элементам сети, а ребра соответствуют линиям связи (каналам передачи информации). Над каждым ребром надписывают вес – среднее время задержки движения пакета.

Рисунок 2 – Взвешенный граф сети Решая задачу выбора направленного оптимального маршрута, вводят в рассмотрение либо

локальную, либо системную маршрутизацию. В случае выбора локального маршрута определяют узелисточник и узел-приемник; нужно так организовать движение пакета, чтобы суммарная задержка была минимальной. В случае выбора системного маршрута нужно обеспечить маршрутизацию для всех пользователей в среднем оптимальную.

Разработаны протоколы маршрутизации (RIP).

Реализуется в два этапа.

Этап 1. Выделяется исходный узел А. Ему приписывается нулевой вес. Осуществляется многократный обход графа. При каждом обходе рассчитывают текущий вес узла: . В качестве

текущего веса принимается , если он меньше предшествующего значения. Если же он оказался больше, то остается прежний вес.

Этап 2. Определяем оптимальный маршрут. Определяем вес линии . Если эта разность равна весу этой линии в исходном графе, то эта линия входит в оптимальный маршрут, в противном случае эта линия не входит в оптимальный маршрут.

Пример.

Рисунок 1 – Остов, описывающий оптимальные маршруты из исходного пункта A сети Оптимальный маршрут записывается в таблицу маршрута.

Таблица 1 – Таблица маршрута

Трафик – нагрузка сети. В силу того, что трафик сети зависит от времени суток, от исправности сети, от производительности узлов, поэтому оптимальный маршрут, рассчитанный при одном уровне трафика, становится неэффективным при его изменении. Адаптивный маршрут – маршрут, приспосабливающийся к изменению трафика.

Рассмотрим пример адаптивного маршрута.

Рисунок 1 – Взвешенный граф сети Таблица 1 – Таблица маршрутов

В основе адаптации маршрута следующие действия. Выделяют узел А, от которого начинается движение. Выделяют узлы, с которыми узел А связан непосредственными линиями и определяют

среднее время задержек движения пакетов по каналам: , , . Составляют приведенную таблицу задержек для указанных линий.

Таблица 2 – Таблица маршрутов