3. Методы и средства динамической маршрутизации в глобальных ткс

Методы маршрутизации определяют формальные правила, в соответствии с которыми либо априори определяется оптимальный или субоптимальный маршрут, связывающий узел-источник и узел-получатель данных, либо в каждом узле ТКС осуществляется обоснованный (например, оптимальный) выбор каналов связи для дальнейшей целенаправленной (адресной) передачи потоков данных (запросов, сообщений и т.п.).

Существует много признаков, классифицирующих различные методы и алгоритмы маршрутизации потоков данных в глобальных ТКС [1-4, 17-20].

По признаку учёта особенностей динамики глобальной ТКС методы маршрутизации подразделяются на статические и динамические.

Статические методы формируют оптимальные маршруты в статических ТКС с фиксированной структурой (топологией связей) и постоянными параметрами (весами) каналов связи. Основные методы статической маршрутизации были рассмотрены в предыдущем разделе. Эти методы позволяют вычислять оптимальные маршруты сразу для нескольких пар узлов “источник-получатель”, т.е. осуществляют много-адресную маршрутизацию.

Динамические методы маршрутизации ориентированы на динамические ТКС, когда число узлов и веса каналов связи могут изменяться с течением времени. Такие методы требуют обновления информации о текущем состоянии ТКС с помощью сигналов внутренней обратной связи, формируемых распределённой информационной системой (РИС) ТКС.

Обычно динамические методы основываются на геометрических алгоритмах типа “алгоритм поиска кратчайшего пути” [1-3,6-9,17-19] и вычисляют оптимальные маршруты для одной пары узлов “источник-получатель”. Они позволяют учитывать состояние ТКС (например, загруженность каналов связи) с помощью соответствующего задания весов (стоимостей) каналов связи в функционале качества маршрутизации. Поэтому эффективность этих алгоритмов может приблизиться (в предельном случае) к эффективности алгоритмов потокового типа.

3.1. Постановка задачи динамической маршрутизации

Задача динамической маршртуизации существенно отличается от задачи статической маршрутизации тем, что при её постановке допускается динамическое изменение состояния ТКС с течением времени. Состояние ТКС определяется её топологией (множеством узлов и соединяющих их каналов связи) и весовыми параметрами (пропускная способность каналов связи или узлов, их загруженность и т.д.).

Предполагается, что в процессе мониторинга текущее состояние ТКС известно или оно измеряется в определённом интервале времени. Для графовой модели ТКС условия задачи динамической маршрутизации можно сформулировать следующим образом. Пусть задан граф динамической ТКС вида

G(t) = G(A(t), R(t),W(t)), , (3.1.1)

где A(t) соответствует множеству активных узлов ТКС на момент времени t, R(t) – множество каналов связи на момент времени t, а W(t) – множество их весов T=t_T-t₀ – время функционирования ТКС.

Требуется построить оптимальный маршрут передачи потоков данных узлом-источником и узлом-получателем ТКС с изменяющейся динамикой.

Принципы построения оптимальных маршрутов в задачах динамической маршрутизации во многом схожи с методами статической маршрутизации. Однако, к алгоритмам динамической маршрутизации предъявляется дополнительное требование: они должны “отслеживать” изменения состояния ТКС. Поэтому эти алгоритмы должны иметь невысокую вычислительную сложность и использовать обратную связь о текущем состоянии ТКС.