20.4. Центры коммутации сообщений и пакетов

Современные центры коммутации сообщений (ЦКС) строятся с приме­нением ЭВМ. Они состоят (рис. 20.6) из блоков сопряжения с канала­ми БСК, вычислительного комплекса ВК, системы математического обес­печения, службы эксплуатационного контроля и управления.

В блоке сопряжения с каналами имеются индивидуальные комплекты для приема (входное устройство Вх У, приемник ПРМ, блок управления БУ) и передачи (передатчик ПРД, выходное устройство Вых У, блок управления БУ) дискретных сигна­лов, а также периферийное управля­ющее устройство ПУУ. С их помощью формируются знаки на приеме и эле­ментные импульсы на передаче. Блок ввода БВв обеспечивает формирова­ние из знаков машинных слов, которые поступают в ВК для анализа, обработки и сборки сообщений. Машинные слова накапливаются в оперативном запоминающем устройстве ОЗУ машины. Сформиро­ванные в ОЗУ массивы сообщений после обработки их центральным процессором ЦПр переносятся во внешнее запоминающее устройство R4V Лппкттгпй рмкости (накопители

на магнитных дисках НМД или магнитных лентах НМЛ), которое управляется автономным устройст­вом управления через блок прерыва­ния программ. Здесь обеспечивается организация очереди на передачу в нужном направлении и длительное хранение сообщений. При передаче сообщения поблочно считываются из ВЗУ в ОЗУ, машинные слова разбиваются в блоке вывода БВыв на знаки и через БСК импульсы передаются в каналы связи.

Центры коммутации сообщений по существу, выполняют асинхрон­ную пространственно-временную ад­ресно-кодовую коммутацию боль­ших массивов информации. В отли­чие от электронных станций коммута­ции и каналов они не имеют четко выраженной коммутационной систе­мы. Основные функции ЦКС можно разделить на три группы. К первой группе необходимо отнести сравни­тельно простые, но часто повторяю­щиеся операции над элементарными импульсами, кодовыми комбинаци­ями, блоками сообщений. Это пре­образование уровней сигналов на входе и выходе ЦКС (электрическое сопряжение), регистрация телеграф­ных посылок, сборка элементарных импульсов в комбинации на приеме и разборка их на передаче, накопле­ние блоков сообщений в оперативной памяти и их вывод из памяти.

Вторую группу функций ЦКС составляют более редкие, но сложные операции над сообщениями и их заголовками. Это перезапись сообще­ний во внешнюю память и выборка их при передаче, анализ заголовка сообщения на приеме и его формиро­вание на передаче, поиск исходящего направления и свободного канала в нем, организация очередности передачи, хранение и учет переприни­маемых сообщений.

Остальные функции относятся к третьей группе. Они не имеют непосредственного отношения к про­цессу коммутации сообщений, могут выполняться с большими задержка­ми, но также носят достаточнс сложный характер, связанный с про-

изводством вычислений. Это конт­роль работоспособности и качества каналов связи, контроль за прохож­дением сообщений через центр, накопление, обработка и анализ различных статистических данных о работе ЦКС, функционировании каналов связи и сети в целом.

Простые операции в большинстве случаев выполнять с помощью ЭВМ нецелесообразно, их проще реализо­вать аппаратным путем. Поэтому современные крупные ЦКС строятся по аппаратно-программному принци­пу. Функции первой-группы выполня­ет БСК, а второй и третьей — В К-Для повышения надежности работы центра ВК дублируются.

Программное управление работой ЦКС осуществляется ЭВМ с исполь­зованием системы математического обеспечения. Служба эксплутаци-онного контроля и управления, имея в своем составе специальные рабочие места телеграфного обмена и пульты отображения информации, выполня­ет управление процессом коммутации при возникновении критических и не­предвиденных ситуаций, требующих вмешательства человека.

Центры коммутации пакетов

(ЦКП) предназначены для обра­ботки пакетов с промежуточным их хранением в памяти узла в режиме виртуальной или датаграммной пере­дачи. Основными процессами в ЦКП являются: взаимодействие с канала­ми связи, обработка поступающих пакетов, промежуточное хранение транзитных пакетов. Эти операции схожи с операциями в ЦКС. Поэтому в состав ЦКП входят аппаратура сопряжения, центральный процессор и система хранения информации. Однако в отличие от ЦКС, которые строятся на аппаратно-программной основе, ЦКП строятся на базе систем с программным управлением.

Центр коммутации пакетов (рис. 20.7) включает в себя три блока: процессорный, запоминающих устройств, ввода/вывода.

Процессорный блок состоит из нескольких центральных процессоров ЦПр, включающих собственный мик­ропроцессор МП, оперативную ОЗУ и постоянную ПЗУ память.

Блок запоминающих устройств (БЗУ) включает в себя несколько мод_. тей запоминающих устройств МЗУ, количество которых определя­ется характеристиками сети (нагруз-

ка, скорость передачи, время реакции сети и др.)- Общая емкость всех модулей БЗУ превышает емкость индивидуальных накопителей ЦП р.

Блок ввода/вывода содержит интерфейсные модули ИМ, преобра­зующие параллельную работу в по­следовательную и обратно, сопряже­ние ЦКП с каналами связи.

В основу построения современных ЦКП положен принцип мультипро­цессорных систем на базе мини-и микропроцессоров, который обла­дает следующими особенностями. Во-первых, это шинная организация связей между входящими в состав микропроцессорной системы модуля­ми. Она дает возможность наращи­вать вычислительные мощности, из­менять функциональные возможно­сти центра, увеличивать надежность его работы, улучшать другие каче­ственные характеристики. Во-вторых, мультипроцессорная система может обеспечить параллельное выполнение достаточно большого числа опера­ций, характеризуемых высокой сте­пенью вычислительной сложности.

Каждый из основных блоков ЦКП подключается к своей общей шине: процессорная шина ОШ1, шина запоминающих устройств ОШ2, ши­на ввода/вывода ОШЗ. Межшинные ....„,,,^.™_а таким' обпазом.

чтобы каждый ЦПр мог иметь доступ к любому модулю запоминающих устройств и взаимодействовать с лю­бым интерфейсным модулем.