Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Шпоры по Вычислительным сетям, системам и телекоммуникациям - файл Ответы.docx


Загрузка...
Шпоры по Вычислительным сетям, системам и телекоммуникациям
скачать (875.3 kb.)

Доступные файлы (36):

041020_B878E_shpora_po_vychislitelnym_sistemam_setyam_i_telekommunikaciya.doc95kb.24.06.2010 20:26скачать
304_E7M.docx111kb.24.06.2010 20:29скачать
312_QV7.docx113kb.24.06.2010 20:29скачать
№10. Режимы работы ЭВМ.txt1kb.19.01.2010 12:53скачать
№18. Классификация вычислительных систем..txt1kb.19.01.2010 12:56скачать
№19.Архитектуры вычислительных систем и их применение.txt1kb.19.01.2010 12:58скачать
№1.Общие принципы построения вычислительных машин.txt2kb.19.01.2010 12:43скачать
№23.Эталонная модель взаимодействия открытых систем.txt2kb.19.01.2010 13:00скачать
№24.Управление доступом к передающей среде.txt2kb.19.01.2010 13:02скачать
№25.Программное обеспечение сетей.txt1kb.19.01.2010 13:03скачать
№26.Передача дискретных сообщений на канальном уровне.txt2kb.19.01.2010 13:04скачать
№27.Маршрутизация в телекоммуникационных сетях.txt8kb.19.01.2010 13:06скачать
№29.Обеспечение достоверности передачи информации.txt1kb.19.01.2010 13:07скачать
№2.Основные характеристики и классификация компьютеров..txt2kb.19.01.2010 12:45скачать
№30. Способы коммутации в телекоммуникационных сетях.txt1kb.19.01.2010 13:09скачать
№31.АТМ технология.txt2kb.19.01.2010 13:10скачать
№33.Технологии ЛКС Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.txt2kb.19.01.2010 13:13скачать
№34.Технологии ЛКС Token Ring.txt2kb.19.01.2010 13:12скачать
№36----№37.Программное обеспечение и функционирование ЛКС.txt23kb.19.01.2010 13:18скачать
№37.Организация и функционирование виртуальных ЛКС.txt3kb.19.01.2010 13:28скачать
№3. Структурные схемы и взаимодействие устройств компьютера..txt2kb.19.01.2010 12:47скачать
№41.Адресация в IP-сетях.txt2kb.19.01.2010 13:14скачать
№42.Корпоративные компьютерные сети, характеристики и типовая структура.txt5kb.19.01.2010 13:20скачать
№43.Программное обеспечение корпоративных компьютерных сетей.txt13kb.19.01.2010 13:22скачать
№44.Сетевое оборудование корпоративных компьютерных сетей.txt14kb.19.01.2010 13:23скачать
№46.Эффективность функционирования коммуникационных сетей.txt4kb.19.01.2010 13:26скачать
№47.Основные направления развитие компьютерных сетей.txt4kb.19.01.2010 13:24скачать
№4----№8.txt4kb.19.01.2010 12:49скачать
№9. Программное обеспечение ЭВМ.txt2kb.19.01.2010 12:52скачать
Структура ЛКС.txt2kb.19.01.2010 13:29скачать
40.docx23kb.03.01.2010 13:24скачать
Организация и функционирование виртуальных.docx13kb.12.01.2010 16:24скачать
Ответы.docx493kb.03.01.2010 20:32скачать
Продолжение.docx102kb.04.01.2010 11:47скачать
Три типа коммутации.docx12kb.12.01.2010 19:58скачать
Шпоры.docx24kb.11.01.2010 23:16скачать

Ответы.docx

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Вопрос № 9 Программное обеспечение ЭВМ: структура ПО, операционные системы.

Программное обеспечение ЭВМ разделяют на общее, или системное (general Software), и специальное, или прикладное (application or special Software) (рис. 10.1).
Общее ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т.д. Общее ПО обычно поставляется потребителям комплектно с ЭВМ.

Специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ пользователей (ППП), обеспечивающие специфическое применение ЭВМ и ВС. Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя. Обычно прикладные программы объединяются в пакеты, что является необходимым атрибутом автоматизации труда каждого специалиста-прикладника.

В некоторых случаях СПО может иметь очень сложную структуру, включающую библиотеки, каталоги, программы-диспетчеры и другие обслуживающие компоненты. СПО ПЭВМ комплектуется в зависимости от места и роли автоматизированного рабочего места (АРМ) работника, использующего в своей деятельности компьютер.

Общее ПО включает в свой состав:

операционную систему (ОС);

• систему автоматизации программирования (САП);

• комплекс программ технического обслуживания (КПТО);

• пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос);

• систему документации (СД).

Операционная система служит для управления вычислительным процессом путем обеспечения его необходимыми ресурсами.

Средства автоматизации программирования объединяют программные модули, обеспечивающие этапы подготовки задач к решению.

Модули КПТО предназначены для проверки работоспособности вычислительного комплекса.

СД предназначается для изучения программных средств подсистем ПО, она определяет порядок их использования, устанавливает требования и правила разработки новых программных компонентов и особенности их включения в состав ОПО или СПО.



Программные модули ПО, относящиеся к различным подсистемам, представляют для пользователя своеобразную иерархию программных компонентов, используемую им при решении своих задач
Нижний уровень образуют программы ОС, которые играют роль посредника между техническими средствами системы и пользователем. На практике пользователи, как правило, работают не напрямую с ОС, а через командные системы пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос).

^ Операционные системы

Центральное место в структуре ПО занимает операционная система. Она представляет собой ≪систему программ, предназначенную для обеспечения определенного уровня эффективности цифровой вычислительной системы за счет автоматизированного управления ее работой и предоставляемого пользователям набора услуг≫. Программные компоненты ОС обеспечивают управление вычислениями и реализуют такие функции, как планирование и распределение ресурсов, управление вводом-выводом информации, управление данными.

Применение ОС имеет следующие цели:

• увеличение пропускной способности ЭВМ, т.е. увеличение общего объема работы, выполняемой ЭВМ в единицу времени;

• уменьшение времени реакции системы, т.е. сокращение интервала времени между моментами поступления заданий в ЭВМ и моментами получения результатов;

• контроль работоспособности технических и программных средств;

• помощь пользователям и операторам при использовании ими тех нических и программных средств, облегчения их работы;

• управление программами и данными в ходе вычислений;

• обеспечение адаптации ЭВМ, ее структурной гибкости, заключающейся в способности изменяться, пополняться новыми техническими и программными средствами.

Для каждого типа ЭВМ возможно использование нескольких типов ОС. Все они имеют несколько версий. Для IBM PC распространение получили MS DOS фирмы Microsoft, OS/2Warp и DOS фирмы IBM, DR DOS фирмы Digital Research, Novell DOS фирмы Novell. Отличия ОС определяются составом и детализацией системных функций. Более распространенной является MS DOS, она используется в большинстве компьютеров. Система DR DOS имеет развитые средства защиты информации и разграничение доступа, что предопределяет ее использование в системах с закрытием обрабатываемой информации. OS/2Warp позволяет более полно использовать возможности самых мощных микропроцессоров при организации вычислительного процесса. Novell DOS ориентирована на работу ЭВМ в сети. Вычислительный процесс в системе представляется в виде последовательности, как правило, ветвящейся, простых процессов —одноразовых работ, выполняемых ресурсами ВС. Ресурсы ВС —это средства, необходимые для вычислений. К ресурсам ВС в первую очередь относят машинное время ЭВМ (процессоров), объемы внешней и особенно оперативной памяти, любые внешние устройства, подключаемые к ВС, вплоть до каналов связи. Ресурсами являются и программные средства как общего, так и специального ПО и даже отдельные информационные массивы, например базы данных, библиотеки и т.д.

Функции управления ресурсами осуществляет операционная система путем построения специальных управляющих таблиц, отражающих наличие и состояние ресурсов. Связь процессов в цепочки осуществляется по событиям, где событие — это изменение состояния ресурса, изменение его характеристик. Основу любой ОС составляет управляющая программа, основными функциями которой являются: управление заданиями, управление задачами, т. е. управление ходом выполнения отдельных программ, и управление данными.



Задание — это требование пользователя на выполнение некоторого объема вычислительных работ. Процедуры управления заданиями обеспечивают предварительное планирование работы ЭВМ и оперативную связь пользователя и оператора с машиной во время работы. Планирование работы включает: ввод пакетов или одиночных заданий, формирование очередей заданий в соответствии с их приоритетами, активизацию (запуск) и завершение заданий. Каждое задание реализуется как определенная последовательность отдельных программ — задач.

Задачи образуют отдельные программы вместе с обрабатываемыми ими данными. Например, типовое задание пользователя включает этапы трансляции, редактирования и собственно выполнения сформированной машинной программы. На каждом из этих этапов выполняется некоторая программа (задача), обрабатывающая определенные данные. Комплекс программ управления задачами обеспечивает автоматическое выполнение последовательности программ каждого задания пользователя.

Управление задачами требует распределения и назначения ресурсов (управления временем работы процессора, распределения оперативной памяти для программ пользователей и программ ПО, синхронизации выполнения задач и организации связей между ними, управления очередностью задач, внешними устройствами, защиты задач от взаимных помех). Ведущей программой управления задачами является управляющая программа-диспетчер: супервизор, базовый модуль ДОС или др. Часто используемые модули образуют ядро ОС, которое постоянно находится в оперативной памяти и быстро реагирует на изменяющиеся условия функционирования. Примером такой программы может служить командный процессор command.com для ПЭВМ типа IBM PC. Остальные программы ОС вызываются из ВЗУ в оперативную память ЭВМ по мере их надобности в вычислительном процессе.

Набор программ управления данными обеспечивает процессы организации, идентификации, размещения в ОП и на ВЗУ, хранения, построения библиотек и выборки всех данных, которые могут обрабатываться в ЭВМ.

В ПЭВМ программы управления заданиями представлены достаточно слабо, так как они изначально создавались как однопользовательские и однозадачные ЭВМ. С появлением ОС типа Windows, ориентированных на многозадачные и многопользовательские режимы, появились и эти процедуры. Программы управления задачами и данными представлены достаточно полно. Так, ядро MS DOS включает следующие системы: файловую, управления памятью, управления программами, связи с драйверами устройств для управления внешними устройствами, обработки ошибок, службы времени, ввода-вывода для консоли оператора.

Структурно ОС IBM PC состоит из следующих элементов, представленных на рис. 10.3.

Кроме программных компонентов, указанных на рисунке, к ДОС относят еще вспомогательные файлы autoexec.bat и config.sys. Они предназначаются для настройки на конкретные режимы работы.
Программа начальной загрузки (Boot Record) находится в первом секторе на нулевой дорожке системного диска. Она занимает объем 512 байт. После включения компьютера и его проверки постоянный модуль BIOS формирует вызов данной программы и ее запуск. Назначением программы начальной загрузки является вызов модуля

расширения io.sys и базового модуля ДОС MSDOS.sys.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) является надстройкой аппаратуры компьютера. Постоянный модуль BIOS отвечает за тестирование компьютера после его включения, за вызов программы начальной загрузки. Он обрабатывает прерывания вычислительного процесса нижнего уровня и обслуживает стандартную периферию: дисплей, клавиатуру, принтер и дисководы.



Модуль расширения BIOS обеспечивает подключение к компьютеру дополнительных периферийных устройств, изменение некоторых параметров ДОС, замещение некоторых стандартных функций, загрузку командного процессора и его запуск.

Базовый модуль ДОС (MSDOS.sys или IBMDOS.com) отвечает за работу файловой системы, обслуживает прерывания верхнего уровня (32...63), обеспечивает информационное взаимодействие с внешними устройствами.

Командный процессор (command.com) предназначен для выполнения команд, загружаемых в командную строку ДОС. Все команды делят на внутренние и внешние. Внутренние команды содержатся в внутри самого файла command.com. Внешние команды это требования запуска каких-либо программ, находящихся на дисках. Кроме этого командный процессор выполняет команды файла autoexec.bat, если он находится на системном диске. Файл autoexec.bat содержит список команд, "выполнение которых позволяет развернуть в оперативной памяти компьютера некоторый набор вспомогательных программ или пакетов для обеспечения последующей работы пользователя. Файл config.sys отражает специфические особенности формирования конфигурации компьютера, т.е. состава его технических и программных средств. В связи с постоянным совершенствованием ПЭВМ все больше усиливается роль интегрированных ОС типа MS Windows 98, Windows 2000, Linux, NetWare. Первая из них предназначается в основном для работы пользователей в автономном режиме. Версия Windows 2000 пришла на смену Windows NT (операционной сетевой среде крупных предприятий и корпораций).

Фирма Microsoft включила в ее состав четыре различных версии операционной среды:

• Windows 2000 Professional - для профессиональной работы на ав-

тономных ПК;

• Windows 2000 Server;

• Windows 2000 Advanced Server;

• Windows 2000 Data Center.

Они представлены в порядке увеличения их возможностей. Последние три версии служат для комплектования серверов вычислительных сетей. Больших успехов и признательности пользователей-профессионалов добилась операционная система Linux. Она так же, как и Windows 2000, является многозадачной, многопроцессорной и многопользовательской средой. Отличительными ее особенностями являются свободное и бесплатное распространение; открытость программного кода, что позволяет постоянно ее совершенствовать; более высокая, чем у Windows, надежность и устойчивость, масштабируемость (см. п.11.5), а также ориентация на Unix-платформу.




Вопрос №10 Режимы работы ЭВМ

Под режимом работы понимают принципы структурной и функциональной организации аппаратных и программных средств. В общем случае режимы использования ЭВМ подразделяют на однопрограммные и многопрограммные.

Однопрограммные режимы работы появились первыми. При их реализации все основные ресурсы ЭВМ (время работы процессора, оперативная память и др.) полностью отдаются в монопольное владение пользователя. Однопрограммный режим может иметь модификации: однопрограммный режим непосредственного доступа и однопрограммный режим косвенного доступа.

В режиме непосредственного доступа пользователь получает ЭВМ в полное распоряжение: он сам готовит ЭВМ к работе, загружает задания, инициирует их, наблюдает за ходом решения и выводом

результатов. По окончании работ одного пользователя все ресурсы ЭВМ передаются в распоряжение другого. Этот тип режима характеризуется весьма низкой полезной загрузкой технических средств. К снижению производительности ЭВМ из-за простоев процессора приводят затраты времени на подготовку ЭВМ к работе (включение, проверка, загрузка ОС, ввод заданий и т.д.) и большое время реакции пользователя. По этим причинам режим практически не используется в универсальных ЭВМ.

^ В режиме косвенного доступа пользователь не имеет прямого контакта с ЭВМ. Этот режим был предшественником многопрограммных режимов в ЭВМ высокой и средней производительности, он предназначался обеспечить более полную загрузку процессора за счет сокращения непроизводительных его простоев. В настоящее время режим косвенного доступа практически не используется.

Суть режима состоит в следующем. Из подготовленных заданий пользователей составляется пакет заданий. Процессор обслуживает программы пользователей строго в порядке их следования в пакете. Процесс выполнения очередной программы не прерывается до полного ее завершения. Только после этого процессор как ресурс отдается в монопольное владение следующей очередной программе.

Режим косвенного доступа имеет существенный недостаток. Он не позволяет полностью исключить случаи простоя процессора или непроизводительного его использования. Всякий раз, когда очередная программа, вызванная в процессор, предварительно не обеспечена данными, процессор вынужден простаивать. При этом резко снижается эффективность использования ЭВМ.

Неэффективно работает ЭВМ и тогда, когда обрабатываемые программы захватывают процессор на длительное время. В этих случаях остальные программы пакета остаются без обслуживания. Особенно опасны ситуации, в которых текущая программа не выходит на завершение (например, испортилась≫ после сбоя во время решения или некорректно сформирована пользователем). В этом режиме у ЭВМ отсутствуют средства разрешения подобных конфликтов, и требуется вмешательство оператора.

Многопрограммный (многопользовательский) режим работы ЭВМ позволяет одновременно обслуживать несколько программ пользователей. Реализация режима требует соблюдения следующих непременных условий:

• независимость подготовки заданий пользователями;

• разделение ресурсов ЭВМ в пространстве и во времени;

• автоматическое управление вычислениями.

Независимость подготовки заданий пользователями обеспечивается развитыми средствами САП. Используя имеющиеся языки программирования, пользователи не должны учитывать ситуации, в которых может произойти одновременное их обращение к одним и тем же ресурсам ЭВМ. Они могут использовать даже одинаковые идентификаторы, обращаться к одним и тем же библиотекам программ и массивам данных, задействовать одни и те же устройства и т. д. Очереди к общим ресурсам должны обслуживаться средствами ОС, не создавая взаимных помех пользователям.

Разделение ресурсов ЭВМ между программами пользователей обеспечивается аппаратно-программными средствами системы. Программы управления заданиями ОС определяют виды требуемых ресурсов в заданиях пользователей и регламентируют их использование. Отдельные виды 

ресурсов, например области оперативной и внешней памяти, допускают одновременное их использование программами пользователей

Автоматическое управление вычислительным процессом в многопрограммном режиме выполняется центральной программой управления задачами. Сущность управления сводится к управлению ресурсами. При этом ОС составляет таблицы управления, выделяет ресурсы, запускает их в работу и корректирует таблицы. Разные формы многопрограммных (мультипрограммных) режимов работы различаются в основном значимостью различного рода ресурсов и правилами перехода от обслуживания одной программы пользователя к другой. Эти правила отличаются условиями прерывания текущей программы и условиями выбора новой программы из очереди, которой передается управление.

Различают следующие виды многопрограммной работы: классическое мультипрограммирование, режим разделения времени, режим реального времени и целый ряд производных от них.

Резким классического мультипрограммирования, или пакетной обработки, применительно к однопроцессорным ЭВМ является основой для построения всех других видов многопрограммной работы. Режим имеет целью обеспечить минимальное время обработки пакета заданий и максимально загрузить процессор. Пакет заданий упорядочивается в соответствии с приоритетами заданий, и обслуживание программ ведется в порядке очередности. Обычно процессор обслуживает наиболее приоритетную программу. Как только ее решение завершается, процессор переключается на следующую по приоритетности программу. В этом данный режим во многом похож на режим косвенного доступа. В режиме мультипрограммирования имеется существенное отличие. Если при обслуживании наиболее приоритетной программы создается ситуация, что вычисления не могут быть продолжены (например, требуется ввести дополнительные данные), то прерывание обслуживания сопровождается передачей управления следующей по приоритетности программе. Но как только условия, препятствующие продолжению наиболее приоритетной задачи отпадут, процессор вновь возвращается к продолжению решения ранее прерванной программы.

В качестве недостатка надо отметить, что в режиме мультипрограммирования улучшение качества обслуживания пользователей по сравнению с косвенным доступом не предусматривается. Здесь так же отдельные программы могут надолго монополизировать процессор, блокируя тем самым программы других пользователей.

Режим разделения времени является более развитой формой многопрограммной работы ЭВМ. В этом режиме, обычно совмещенным с фоновым режимом классического мультипрограммирования, отдельные наиболее приоритетные программы пользователей выделяются в одну или несколько групп. Для каждой такой группы устанавливается круговое циклическое обслуживание, при котором каждая программа группы периодически получает для обслуживания достаточно короткий интервал времени — время кванта.

После завершения очередного цикла процесс выделения квантов повторяется. Это создает у пользователей впечатление кажущейся одновременности выполнения их программ.

Для реализации режима разделения времени необходимо, чтобы ЭВМ имела в своем составе развитую систему измерения времени: интервальный таймер, таймер процессора, электронные часы и т.д. Это позволяет формировать группы программ с постоянным или переменным квантом времени.

Более сложной формой разделения времени является режим реального времени. Этот режим имеет специфические особенности:

  • поток заявок от абонентов носит, как правило, случайный, непредсказуемый характер;

  • потери поступающих на вход ЭВМ заявок и данных к ним не допускаются, поскольку их не всегда можно восстановить;

  • время реакции ЭВМ на внешние воздействия, а также время выдачи результатов i'-й задачи должно удовлетворять жестким ограничениям вида

Режим реального времени объединяет практически все системы, в которых ЭВМ используется в контуре управления.

Специфические особенности режима реального времени требуют наиболее сложных операционных систем. Именно на базе этого режима строятся так называемые диалоговые системы, обеспечивающие одновременную работу нескольких пользователей с ЭВМ. Диалоговые системы 

могут иметь различное содержание: системы, обслуживающие наборы данных; системы разработки документов, программ, схем, чертежей; системы выполнения программ в комплексе ≪человек — машина≫ и др. Диалоговый режим обслуживания предполагает использование дисплеев —устройств оперативного взаимодействия с ЭВМ. Они получили широкое распространение в различных информационных и автоматизированных системах управления.

Многозадачный и многопоточный режимы Windows. Операционная среда Windows 2000 и ее предшественница Windows NT поддерживают так называемые многозадачные и многопоточные режимы работы.

Многозадачный режим предполагает, что каждый из процессов (отдельных запущенных программ), активизированных в среде Windows, требует определенных ресурсов. В ранних версиях Windows 3.x многозадачность называлась кооперативной (Cooperative) или не вытесняющей. Этот режим практически полностью соответствовал режиму косвенного доступа, т.е. работа очередной программы монополизировала ресурсы системы и не прерывалась до ее окончания. При этом возникали случаи, когда отказ (зависание) одного из процессов парализовывал всю систему.

Windows 2000 обеспечивает подлинную вытесняющую (Preemptive) многозадачность, что предполагает при необходимости перераспределение ресурсов (вытеснение), квантование времени при круговом циклическом обслуживании и управление выполнением задач с учетом их приоритетов. Взаимодействие активных задач возможно только через операционную среду с целью исключения взаимных помех. Каждой активной задаче (DOS- или Windows-приложению) предоставляется так называемая виртуальная машина — собственная операционная система с возможностью ее конфигурирования и настройки.

Отметим, что DOS-приложения способны обращаться к ресурсам напрямую, и это может быть источником конфликтов в обеспечении защиты. Базовые варианты Windows 2000 Server и DataCenter поддерживают, кроме того, многопроцессорность и многопоточность, т. е. позволяют распределять задачи между процессорами сервера (до 32 процессоров). Здесь предполагается симметричная многопроцессорная структура сервера, в которой все процессоры идентичны, равноправны и способны решать любые задачи. Windows 2000 позволяет реализовывать многопоточный режим обработки программ. Каждая независимая программа — это отдельный поток или ≪нить≫. Параллельное выполнение этих потоков особенно важно при одновременном обслуживании сервером многочисленных пользователей.



Вопрос 24. Управление доступом к передающей среде

Существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями абонентских систем сети, реализующие при этом те или иные методы доступа к передающей среде. Эти процедуры называются протоколами передачи данных (ППД). Речь идет о ППД, которые относятся к категории линейных (канальных) протоколов, или протоколов управления каналом. Такое название они получили потому, что управляют потоками трафика (данных пользователя) между станциями на одном физическом канале связи.



Вопрос № 27 Маршрутизация в сетях.

Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи от отправителя к получателю. Она имеет смысл в сетях, где не только необходим, но и возможен выбор оптимального или приемлемого маршрута.

Выбор маршрутов в узлах связи ТКС производится в соответствии с реализуемым алгоритмом (методом) маршрутизации.

^ Алгоритм маршрутизации — это правило назначения выходной линии связи данного узла связи ТКС для передачи пакета, базирующееся на информации, содержащейся в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, ТКС в целом.

^ Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении:

• минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к получателю;

• максимальной пропускной способности сети, что достигается, в частности, нивелировкой загрузки линий связи ТКС;

• максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащейся в нем информации;

• надежности доставки пакета адресату;

• минимальной стоимости передачи пакета адресату.

Различают следующие способы маршрутизации.

^ 1. Централизованная маршрутизация реализуется обычно в сетях с централизованным управлением. Выбор маршрута для каждого пакета осуществляется в центре управления сетью, а узлы сети связи только воспринимают и реализуют результаты решения задачи маршрутизации.

2. Распределенная (децентрализованная) маршрутизация выполняется главным образом в сетях с децентрализованным управлением. Функции управления маршрутизацией распределены между узлами сети, которые располагают для этого соответствующими средствами. Распределенная маршрутизация сложнее централизованной, но отличается большей гибкостью.

^ 3. Смешанная маршрутизация характеризуется тем, что в ней в определенном соотношении реализованы принципы централизованной и распределенной маршрутизации. Задача маршрутизации в сетях решается при условии, что кратчайший маршрут, обеспечивающий передачу пакета за минимальное время, зависит от топологии сети, пропускной способности линий связи, нагрузки на линии связи.

^ Методы маршрутизации. Различают три вида маршрутизации - простую, фиксированную и адаптивную. Принципиальная разница между, ними — в степени учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи выбора маршрута.

Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе маршрута не учитывается ни изменение топологии сети, ни изменение ее состояния (нагрузки). Она не обеспечивает направленной передачи пакетов и имеет низкую эффективность. Ее преимущества — простота реализации алгоритма маршрутизации и обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя отдельных ее элементов. Из этого вида некоторое практическое применение получили случайная и лавинная маршрутизации.

Случайная маршрутизация характеризуется тем, что для передачи пакета из узла связи выбирается одно, случайно выбранное, свободное направление. Пакет ≪блуждает≫ по сети и с конечной вероятностью когда-либо достигает адресата.

Лавинная маршрутизация (или заполнение пакетами всех свободных выходных направлений) предусматривает передачу пакета из узла по всем свободным выходным линиям. Поскольку это происходит в каждом узле, имеет место явление ≪размножения≫ пакета, что резко ухудшает использование пропускной способности сети. Значительное ослабление этого недостатка достигается путем уничтожения в каждом узле дубликатов (копий) пакета и продвижения по маршруту только одного пакета. Основное преимущество такого метода — гарантированное обеспечение оптимального времени доставки пакета адресату, так как из всех направлений, по которым передается пакет, хотя бы одно обеспечивает такое время.

Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута учитывается изменение топологии сети и не учитывается изменение ее нагрузки. Для каждого узла назначения направление передачи выбирается по таблице маршрутов (каталогу), которая определяет кратчайшие пути. Каталоги составляются в центре управления сетью. Они составляются заново при изменении топологии сети. Отсутствие адаптации к изменению нагрузки приводит к задержкам 

пакетов сети. Различают однопутевую и многопутевую фиксированные маршрутизации. Первая строится на основе единственного пути передачи пакетов между двумя абонентами, что сопряжено с неустойчивостью к отказам и перегрузкам, а вторая — на основе нескольких возможных путей между двумя абонентами, из которых выбирается наиболее предпочтительный путь. Фиксированная маршрутизация применяется в сетях с мало изменяющейся топологией и установившимися потоками пакетов.

Адаптивная маршрутизация отличается тем, что принятие решения о направлении передачи пакетов осуществляется с учетом изменения как топологии, так и нагрузки сети. Существуют несколько модификаций адаптивной маршрутизации, различающихся тем, какая именно информация используется при выборе маршрута. Получили распространение такие модификации, как локальная, распределенная, централизованная и гибридная адаптивные маршрутизации.

Локальная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации, имеющейся в данном узле и включающей: таблицу маршрутов, которая определяет все направления передачи пакетов из этого узла; данные о состоянии выходных линий связи (работают или не работают); длину очереди пакетов, ожидающих передачи. Преимущество такого метода состоит в том, что принятие решения о выборе маршрута производится с использованием самых последних данных о состоянии узла. Недостаток метода заключается в его ≪близорукости≫, поскольку выбор маршрута осуществляется без учета глобального состояния всей сети. Следовательно, всегда есть опасность передачи пакета по перегруженному маршруту.

Распределенная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации, указанной для локальной маршрутизации, и данных, получаемых от соседних узлов сети. В каждом узле формируется таблица маршрутов (каталог) ко всем узлам назначения, где указываются маршруты с минимальным временем задержки пакетов. До начала работы сети это время оценивается, исходя из топологии сети. В процессе работы сети узлы периодически обмениваются с соседними узлами, так называемыми таблицами задержки, в которых указывается нагрузка (длина очереди пакетов) узла. После обмена таблицами задержки каждый узел пере рассчитывает задержки и корректирует маршруты с учетом поступивших данных и длины очередей в самом узле. Обмен таблицами задержки может осуществляться не только периодически, но и асинхронно в случае резких изменений нагрузки или топологии сети.

Централизованная адаптивная маршрутизация характеризуется тем, что задача маршрутизации для каждого узла сети решается в центре маршрутизации (ЦМ). Каждый узел периодически формирует сообщение о своем состоянии (длине очередей и работоспособности линий связи) и передает его в ЦМ. По этим данным в ЦМ для каждого узла составляется таблица маршрутов. Естественно, что передача сообщений в ЦМ, формирование и рассылка таблиц маршрутов - все это сопряжено с временными задержками, следовательно, с потерей эффективности такого метода, особенно при большой пульсации нагрузки в сети. Кроме того, есть опасность потери управления сетью при отказе ЦМ.

Гибридная адаптивная маршрутизация основана на использовании таблиц маршрутов, рассылаемых ЦМ узлам сети, в сочетании с анализом длины очередей в узлах. Следовательно, здесь реализуются принципы централизованной и локальной маршрутизации. Гибридная маршрутизация компенсирует недостатки централизованной (маршруты, формируемые центром, являются несколько устаревшими) и локальной (≪близорукость≫ метода) маршрутизации и воспринимает их преимущества: маршруты центра соответствуют глобальному состоянию сети, а учет текущего состояния узла обеспечивает своевременность решения задачи


  1   2   3



Скачать файл (875.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru