24. Построение кратчайших путей. Дерево путей. Маршрутизация

Если между парой вершин имеется больше одного пути, то путь, имеющий наименьшую характеристику, называют кратчайшим.

Длина кратчайшего пути между s и t называется расстоянием d_st между s и t, т.е.

	dst = min  l  is,t 	 st =   1s,t  2s,t      ks,t
	 is,t  st

               Например. На приведенном на рис графе на дугах проставлены числа, пусть это будут длины дуг, (а можно их интерпретировать стоимостью и т.п.).

Соответствующая графу матрица расстояний представляет собой квадратную таблицу, вхождения которой определены соотношениями

Можно построить матрицу кратчайших путей ранга 2. Для этого используется некоторая операция над матрицами  .

А = || a _i,j||_           B = || b _i,j|| _N           C = || c _i,j|| _

A  B = C,              где c _i,j = min  a_i1 + b_1j, ai₂ + b_2j,..., ai_n + b_nj)

Применив операцию  к матрице D получим новую матрицу D ², вхождения которой представляют собой длины кратчайших путей, ранга меньше и равного 2, т.е. расстояния.

Вхождения d_ij = говорит о том, что между  i  и  j  нет пути ранга 1 или 2. Применяя операцию  последовательно к матрицам  D ², D ³, …, D^q  получим множества длин путей ранга 2, 3 и т.д. до характеристического числа  q. Продолжая аналогично, получим

³ - матрица весов минимальных путей, ранг которых не превышает 3.

Маршрутизация. Типы маршрутизации:

- фиксированная (неразветвленная, однопутевая) маршрутизация (процедура), при которой при передачи данных от источника к стоку будет существовать только 1 маршрут;

- альтернативная (многопутевая, разветвленная) допускает использование более одного маршрута.

В общем случае альтернативная маршрутизация является предпочтительнее, чем фиксированная, т.к. она более полно использует ресурсы сети.

Однако фиксированная является более простой. Частный случай альтернативной маршрутизации является процесс, использующий в каждом узле определенное количество исходящих линий. Это так называемая k-путевая маршрутизация. На стадии проектирования сети и в процессе ее развития задача выбора алгоритма маршрутизации является одной из главных. При этом могут быть использованы различные средства: 1) измерение и статистический анализ в реальной сети; 2) натурное моделирование; 3) имитационное моделирование; 4) математическая оптимизация моделирования.

Дерево путей. Необходимо построить множество путей между любыми двумя вершинами. Для построения выделенная плоскость разбивается

2-4

Путь abe˅ce˅d.

Определения сети управления

Сеть управления электросвязью (Telecommunications Management Network - TMN)  специальная сеть, обеспечивающая управление сетями электросвязи и их услугами путем организации взаимосвязи с компонентами различных сетей электросвязи (первичных, вторичных, транспортных, доступа, интегральных и других) на основе единых интерфейсов и протоколов, стандартизированных МСЭ.Элемент сети (Network Element - NE)  оборудование, включаемое в сеть управления. В качестве элемента сети могут рассматриваться: система передачи, коммутационная система, мультиплексоры, терминалы абонентские, контроллеры, аналоговая и цифровая аппаратура и другое оборудование.Функциональная модель (архитектура) сети TMN описывает соответствующее распределение функциональных возможностей в сети управления, что позволяет создавать блоки функций, из которых может быть построена сеть управления произвольной сложности. Информационная модель (архитектура) сети TMN дает разумное объяснение применению принципов управления системами взаимосвязи открытых систем (Open System Interconnection, OSI) к принципам сети TMN. Вводится принцип "администратор (менеджер - М) - агент (А)".

Физическая модель (архитектура) - описывает реализуемые интерфейсы (физические и логические - протокольные) и примеры физических компонентов, которые составляют сеть TMN (каналы передачи данных, промежуточные устройства)

Операционная система управления обрабатывает информацию, относящуюся к управлению электросвязью, с целью контроля/координации и/или управления функциями электросвязи, включая функции управления самой сети TMN.

Рабочая станция сети управления обеспечивает средства для интерпретации информации сети TMN пользователю информации управления  человеку.

Промежуточные устройства сети управления (медиаторы) обеспечивают хранение, адаптацию, фильтрование, ограничение и сжатие информации, поступающей от сетевых элементов к операционным системам TMN и наоборот.

Q-адаптеры устройства, которые обеспечивают подсоединение в виде части сети TMN объектов, не оборудованных для управления.

Услуги управления сети TMN продукт функционирования сети TMN по передаче, приему, обработке, хранению и доставке сообщений в сети управления. Примерами услуг сети TMN могут быть: управление транспортными сетями, управление абонентским доступом и другие.

Услуга управления сети TMN может быть представлена в виде компонентов, например, в транспортной сети происходит управление трактом измерение трафика и другое.

Управляемые объекты представляют собой схематические виды ресурсов, которые управляются или могут существовать для обеспечения определенных функций управления (например, препровождения события или его регистрации). Управляемые объекты группируются в классы, например, запись аварий, кроссовые соединения и другие.

Протокол управления совокупность правил управления, передачи управляющей информации и получения уведомлений о выполнении управляющих воздействий при взаимодействии в системе "М - А"

Пример взаимосвязи определений

Атрибуты объектов управления информация, относящаяся к управляемому объекту и используемая для описания этого управляемого объекта (частично или полностью). Эта информация состоит из типа атрибута и соответствующего ему значения атрибута. Примером атрибута может служить в управляемом объекте "Аварии" степень серьезности аварии.

Сеть передачи данных представляет собой сеть электросвязи в рамках TMN. которая обеспечивает функцию передачи данных. Она представляет собой реализацию уровней 1 - 3 взаимосвязи открытых систем.

Основными задачами системы управления связью являются задачи обеспечения функционирования сетей на протяжении всего жизненного цикла. Эти задачи включают задачи ввода в эксплуатацию сетей (планирование, создание баз данных, установка оборудования) и в процессе эксплуатации (техническое обслуживание, восстановление связей, управление трафиком, контроль качества, расчеты с потребителями), а также задачи развития (прогнозирование трафика, модернизация сетей).

В разработанных рекомендациях сектора телекоммуникаций Международного Союза Электросвязи (МСЭ-Т) по TMN Задачи системы управления определены по следующим функциональным направлениям:

- управление конфигурацией сети;

- управление устранением отказов;

- управление качеством;

- управление расчетами;

- управление защитой информации.

При управлении конфигурацией решаются задачи формирования и развития сети, реконфигурации сети, планирования услуг, ведения банка данных.

При управлении устранением отказов решаются задачи контроля за состоянием сети и ее элементов в реальном времени, обнаружения и локализации повреждений, восстановления трафика, оперативного перестроения сети, устранения повреждений, оповещение пользователей о проводимых работах.

При управлении качеством решены задачи сбора и анализа статистических данных по функционированию сетей и их элементов, регулирование трафика, расширение диапазона услуг связи и другое.

При управлении расчетами решаются задачи сбора данных по предоставляемым средствам и услугам связи, разработки тарифов за предоставляемые средства и услуги, проведения взаимозачетов между участниками предоставления услуг, технических расчетов, касающихся возможностей сетей.

При управлении зашитой информации (безопасностью связи) решаются задачи разработки мер по обеспечению закрытости информации и контроля их осуществления, защиты баз данных от злонамеренного доступа, мер технической безопасности и охраны объектов связи.

Система управления сетью основана на функциональной иерархической структуре TMN, в которой различаются четыре уровня управления:

• административный;

• обслуживания (услуг);

• сетевой;

• элементами сети.

Систему управления сетью часто называют пирамидой управления, в которой четко определена вертикаль управления .

Пирамида управления

Уровень управления элементами (нижний уровень управления) включает в себя контроль, отображение параметров работы, техническое обслуживание, тестирование, конфигурирование применительно к отдельным элементам или их классам и атрибутам.

На уровне управления сетью происходит охват в целом сети связи и отдельных ее элементов с целью контроля и управления всеми ресурсами сети или ее части (подсети)

Уровень управления обслуживанием обеспечивает качество услуг, их своевременное предоставление или прекращение, их планирование и учет. Этот уровень, в отличие от нижележащих уровней, обращен к пользователям сетей связи. На этом уровне реализуются функции по взаимодействию с администрациями связи, операторами, поставщиками оборудования, пользователями сетей и устанавливается связь с административным уровнем.

На административном уровне управления обеспечивается функционирование компании - оператора сети связи. Здесь решаются организационные и финансовые вопросы, осуществляется взаимодействие с компаниями - операторами других сетей связи и с центральными органами управления (правительством страны) Для управления сетью связи Российской Федерации разработана подробная структурно-функциональная система управления, в которой большая роль отводится уровню управления сетью связи. В этой системе уровень управления сетью разбит на три уровня :

8. региональный уровень управления;

9. зональный уровень управления;

10. местный уровень управления.

Кроме того, в этой системе уровни управления услугами и административный объединены. При этом выделены системы управления операторов сетей общего пользования, операторов ведомственных сетей и центральных органов управления (федеральных органов исполнительной власти в области связи).