12. Узловые подсети Сеть с маршрутизацией данных

Сеть с маршрутизацией данных– тип коммуникационной сети, в которой для передачи данных необходимо выполнение процесса маршрутизации.

Важной особенностью, отличающей сеть с маршрутизацией данных от сети с селекцией данных, является наличие узлов коммутации. Поэтому ее именуют также узловой сетью. Характерно, что в этой сети передача данных от одного источника одновременно возможна только одному адресату. Такая сеть состоит из одного либо группы узлов коммутации (1,2,3), связанных каналами друг с другом, а также с абонентскими системами и административными системами, подключаемыми в точках абонентского интерфейса. Этот интерфейс определяет взаимодействие сети с абонентской либо административной системой. Межузловой интерфейс характеризует в сети взаимодействие узлов коммутации друг с другом. И, наконец, межсетевой интерфейс описывает взаимодействие двух сетей.

Простейшим видом рассматриваемой сети является одноузловая звездообразная сеть.

Стратегия передачи данных в сети с маршрутизацией информации строится на следующих принципах. Каждый узел коммутации участвует в процессе маршрутизации, управляя только своей зоной - каналами, связанными с этим узлом. Получая информацию в этой зоне, узел осуществляет маршрутизацию в зоне и коммутацию блоков данных либо каналов. Узлы коммутации могут также сообщать друг другу о состоянии компонентов сети и трафика в различных ее частях. В результате прокладываются маршруты передачи данных в соответствии с адресами их отправления и назначения.

Процесс управления сетью распределен между административной системой и всеми узлами. Структура узла разбивается на несколько крупных блоков:

Ядром ее является коммуникационный блок, который обеспечивает маршрутизацию и коммутацию пакетов. Непосредственно с коммуникационным блоком взаимодействует административный блок, выполняющий функции управления узлом. К узлу, подходят магистральные каналы и абонентские каналы. Первые соединяют узлы и сети друг с другом, вторые подключаются к абонентским системам и административным системам.

13. Методы маршрутизации информационных потоков

Маршрутизация– это процесс определения в коммуникационной сети пути, по которому вызов либо блок данных может достигнуть адресата. Маршрутом в информационной сети именуют путь, по которому осуществляется передача данных из одного порта в другой.

Наиболее удобной формой представления маршрута является граф. Маршрутизация обеспечивает преобразование адреса объекта назначения в перечень каналов, по которым этот блок следует к адресату. Маршрутизация является распределенным процессом и выполняется всеми узлами коммутации сети с маршрутизацией данных. Для этого каждый узел определяет канал, по которому необходимо направить вызов либо блок данных. Выполняя такие действия, в каждом узле обеспечивается передача вызова либо блока данных от системы-отправителя к системе-адресату, возможно, по оптимальному маршруту.

Последний изменяется в зависимости от выхода из строя отдельных каналов, их загрузки и протяженности.

На рисунке стрелками показаны возможные направления передачи данных через коммуникационную сеть от абонентской системы А до абонентской системы B.

При коммутации каналов прокладка маршрута через коммуникационную сеть осуществляется только в момент начала сеанса взаимодействия абонентских систем. Для этой цели система-инициатор сеанса передает через сеть вызов. Он проходит через узлы коммутации, каждый из которых вносит свою лепту в маршрутизацию. В результате создается последовательность каналов, соединяющих две взаимодействующие в течении сеанса системы.

При осуществлении коммутации пакетов маршрутизация происходит в течение всего сеанса взаимодействия. Через сеть не передается сигнальная информация и не создается постоянная (на все время сеанса) последовательность каналов. Здесь узлы коммутации осуществляют маршрутизацию блоков данных по адресам их назначения.

В сетях используются различные методы маршрутизации:

Селективная маршрутизацияхарактеризуется тем, что блоки данных посылаются сразу по нескольким направлениям, исходя из того, что они достигнут адресата. Примерлавинный алгоритм: основан на рассылке копий пакета по всем направлениям. Пакеты сбрасываются, если в данном узле копия уже проходила. Лавинный алгоритм обеспечивает надёжную доставку, но порождает значительный трафик, поэтому используется для передачи пакетов большой ценности.

Вероятностная маршрутизацияпредполагает случайный выбор пути блоков данных, при этом считается, что они обязательно достигнут адресата.

Фиксированная (статическая) маршрутизацияпредусматривает составление таблиц маршрутов, указывающих наиболее эффективные пути предполагаемого трафика сети. Здесь маршрут выбирается заранее и не зависит от состояния сети.

Адаптивная маршрутизацияотличается от фиксированной тем, что таблицы маршрутов обновляются в зависимости от колебаний трафика. Примералгоритм «кратчайшей очереди»: пакет посылается по направлению, в котором наименьшая очередь в данном узле.

Блоки данных не всегда прибывают в пункты назначения в том же порядке, в котором отправляются. Это происходит по следующим причинам:

• различные время и расстояние при передаче блоков, связанное с использованием разных маршрутов коммуникационной сети.

• потеря блоков в сети и повторная их передача.

• блуждание блоков по сети, в результате чего блоки передаются повторно и адресат может получать одинаковые блоки.

В результате для того, чтобы восстанавливать сообщение, передаваемое последовательностями блоков, последнее необходимо обрабатывать в пунктах назначения.

Составление таблицы маршрутов для фиксированной (статической) маршрутизации осуществляется администрацией сети при проектировании или модификации сети. Однако такой принцип маршрутизации во многих случаях может оказаться неэффективным, т.к. на сети могут оказаться повреждения или перегрузки. Поэтому целесообразно корректировать план распределения информации в зависимости от текущей топологии сети, длин очередей в узлах коммутации, интенсивности входных потоков и т.д.

Цель маршрутизации – доставка пакетов по назначению с максимизацией эффективностью. Чаще всего эффективность выражена взвешенной суммой времени доставки сообщений при ограничении снизу на вероятность доставки.

Алгоритмы маршрутизации включают процедуры:

• измерение и оценивание параметров сети;

• принятие решения о рассылке служебной информации;

• расчёт таблиц маршрутизации;

• реализация принятых маршрутных решений.

В зависимости от того, используется при выборе направления информация о состоянии только данного узла или всей сети, различают алгоритмы изолированные и глобальные.

Простейший алгоритм – это изолированный статический.

В алгоритмах маршрутизации используется много различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один отдельный (гибридный) показатель.

Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

1. Длина маршрута

2. Надежность

3. Задержка

4. Ширина полосы пропускания

5. Нагрузка

6. Стоимость связи

Наиболее широко используемые протоколы маршрутизации: RIP(метод рельефов) иOSPF.