Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Конспект лекции - Сети и системы передачи дискретных сообщений - файл 1.doc


Конспект лекции - Сети и системы передачи дискретных сообщений
скачать (1581.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1582kb.26.11.2011 10:55скачать

1.doc

1   2   3   4

Оперативная память предусмотрена для промежуточного накопления небольших массивов информации – блоков или сообщений – целиком в блоке обмена АС, а также для хранения части программ математического обеспечения ЦКС, связанных с процессами приема и передачи сообщения. В качестве оперативных ЗУ, как правило, используется полупроводниковая память.


^ Внешняя память предназначена для более длительного хранения целых сообщений. По существу, во внешних ЗУ (ВЗУ) организуется очередь из сообщений, принятых в ЦКС. Здесь также может храниться определенная часть программного обеспечения, краткосрочный архив, таблицы, различный справочный материал и т.д. Для этих целей в качестве ВЗУ в современных системах используются накопители на магнитных дисках (НМД).

Для долговременного архива (например, для недельного хранения копий всех прошедших через ЦКС сообщений) используются ВЗУ в составе накопителей на магнитной ленте (НМЛ), накопителей на перфоленте (НПЛ), перфокартах (НПК) и буквопечатающие устройства (БПУ).

^ Анализ сообщений. Как отмечалось выше, эта процедура является одной из наиболее сложных и выполняется ЦПр. В процессе накопления сообщения ЭВМ (или соответствующее устройство, выполненное в жесткой логике) анализирует служебную часть формата и определяет адрес (или набор адресов, если сообщение многоадресное), категорию срочности, его порядковый номер, время нахождения сообщения в сети и т.д. Если при анализе порядкового номера обнаруживается, что какое – то сообщение не поступило, на предыдущий узел передается запрос; аналогичная операция выполняется при обнаружении ошибок в принятом сообщении. Процессор также управляет движением сообщения между различными ЗУ центра в соответствии со служебными знаками начала и конца сообщения, выявленными в процессе анализа.

Здесь же может возникнуть необходимость в редактировании сообщений. Например, если в ЦКС поступило многоадресное сообщение, то определяется направление для каждого адреса и служебная часть формата редактируется таким образом, чтобы адресные части рассылаемой по разным направлениям информации не содержали адресов пунктов, не входящих в данное направление. Если же редактирование не будет выполнено, это приведет к перегрузке сети, поскольку каждый ЦКС должен анализировать все адреса, указанные в заголовке, и одно и то же сообщение будет поступать к абоненту многократно.

^ Передача сообщений. Функции передачи информации из ЦКС в канал связи выполняются АСик. В соответствии с принятым в данной сети форматом вначале передается служебная информация, определяющая начало сообщения, после чего передаются заголовок, информационная часть и т.д. В конце сообщения передается соответствующая управляющая информация, включающая набор служебных признаков, необходимых для следующего центра коммутации, и признак конца сообщения. Что касается операции над кодовыми комбинациями, выполняемыми непосредственно при передачи информационной части (считывание из внешней в оперативную память, позначное считывание из ОЗУ в регистры АСик , побитное считывание из регистров, преобразование уровней ), они реализуются

аналогично операциям на приеме, но в обратном порядке.

^ Выбор пути передачи сообщения. После обнаружения и дешифровки адресной части ЦПр коммутационной системы анализирует состояние исходящего канала в требуемом направлении и в случае занятости последнего ставит сообщение в очередь. Затем ЦПр определяет путь передачи от данного ЦКС к следующему.

^ Контроль сообщений. Поскольку современных системы КС являются полностью автоматическими, т.е. участие человека – оператора в процессе коммутации полностью исключено, большое внимание в сетях с КС уделяется вопросам автоматического контроля за правильной и своевременной доставкой сообщений потребителю.

Как указывалось выше, одним из элементов служебной части формата сообщения являются порядковый номер сообщения и номер канала, по которому оно поступило в центр. Процессор анализирует поступившую служебную информацию и сопоставляет ее с данными о сообщениях, поступивших ранее. Кроме того, время нахождения сообщения в сети сопоставляется с доступным временем доставки, на основании чего определяется место сообщения в очереди на передачу.

К функциям контроля относятся также снятие копий с сообщений и хранение их в архиве ЦКС, где они находятся определенное время или до получения информации о поступлении оригинала сообщения в определенный пункт сети. В зависимости от назначения сети срок хранения копии сообщения в ЦКС может колебаться от нескольких часов до суток.

При снятии копии, записываемой на магнитную ленту, в журнале регистрации фиксируются адреса отправителя и получателя, время приема, номер входящего канала и порядковый номер сообщения, поступившего по данному каналу, номер исходящего канала и т.д. Все перечисленные сведения могут быть выведены на пульт оператора для контроля и принятия оперативных мер в том случае, если у абонентов сети возникают претензии к качеству передачи информации.
6.3.3. Основные характеристики ЦКС.
Анализ принципов построения ЦКС и функций, выполняемых им в сети связи, позволяет определить его основные характеристики, задаваемые на этапе проектирования. Такими характеристиками являются: производительность ЦКС, число каналов связи, подключаемых к ЦКС, их тип и скорости передачи, надежность ЦКС, типы ЦПр и АС.

Производительность ЦКС определяется максимальным числом сообщений, проходящих через него в единицу времени.

Центр коммутации сообщений должен обеспечивать следующие показатели надежности: среднее время наработки на отказ То, среднее время восстановления Тв, коэффициент готовности Кг и др. В современных ЦКС время То должно составлять десятки тысяч часов при Тв, равном десяткам минут, коэффициент готовности Кг ≈ 0,999...0,9999.

Кроме того, ЦКС также должен обеспечивать следующие показатели надежности работы: вероятность ошибки на знак в обрабатываемой информации не более 10 –7 ...10 – 8 ; вероятность засылки сообщения по неправильному адресу не более 10 –9 ...10 – 10 ; вероятность потери сообщения из – за выхода элементов центра из строя не более 10 –7 ...10 – 8 . Для телеграфных ЦКС обязательно указываются величина (или диапазон значений) исправляющей способности при приеме кодовых элементов (45...48%) и процент искажений при передаче (2%).
^ 6.3.4. Программное обеспечение ЦКС.
Программное обеспечение (ПО) является одним из главных компонентов современных ЦКС. Основная задача, решаемая ПО , – реализация связных алгоритмов типа обработки сообщений, поступивших в ЦКС, управление работой центра, формирование очередей и управление ими, контроль за состоянием ЦКС. Объем программного обеспечения ЦКС в существенной степени зависит от его структуры. Аппаратно – программная реализация ЦКС характеризуется большей простотой и меньшим объемом ПО по сравнению с чисто программой реализацией. Дадим характеристику основных особенностей программного обеспечения ЦКС.

Сложность ПО в целом и его специфика определяются несколькими факторами. Одним из факторов является то, что ЦКС является элементом сети с КС – большой системы, которая может включать в свой состав десятки и сотни подобных центров, десятки тысяч удаленных пользователей самого различного типа. Другой существенный фактор, определяющий специфику и сложность программного обеспечения ЦКС по сравнению с ПО универсального вычислительного комплекса, состоит в том, что обработка сообщений в ЦКС должна производиться в сравнительно небольшие интервалы времени. В отличии от сетей с КК или КП сеть с КС не должна функционировать в реальном масштабе времени. Тем не менее в сетях с КС предъявляются достаточно жесткие требования к времени доставки сообщения. Время пребывания сообщения в одном ЦКС не должно превышать несколько минут.

Еще одним фактором, в существенной степени влияющим на сложность ПО, является требование высокой надежности ЦКС. Программное обеспечение должно гарантировать высокие показатели ЦКС по работоспособности, отказоустойчивости и ремонтопригодности. Он должен нормально функционировать даже в случае выхода из строя каких – либо его устройств и появления ошибок в ПО.

Как правило, ПО остается практически неизменным в процессе эксплуатации системы коммутации. Модификация программ может быть вызвана рядом причин: развитием сети и, следовательно, появлением новых терминальных установок и ЦКС; необходимостью новых сетевых сервисных функций, появление которых определяется принятием новых рекомендаций для сетей с КС; созданием новых связных систем, которые могут быть использованы для повышения качества функционирования ЦКС.

Программное обеспечение ЦКС можно разделить на обеспечение общего и специального типов. В состав общего ПО входят: операционная система (ОС), стандартные программы, библиотеки и сервисные программы контроля состояния центра. Специальное ПО включает в свой состав, в основном, программы, реализующие алгоритмы функционирования ЦКС, и средства автоматизации программирования.


    1. ^ Центры коммутации пакетов.




      1. Структурная схема и функции ЦКП.


Основной задачей центров коммутации пакетов ЦКП является доставка пакетов данных в пункты назначения на основе организации и коммутации виртуальных каналов, постоянных или временных. В процессе решения этой задачи ЦКП реализует ряд операций над кадрами и пакетами, проходящими через него, а также выполняет определенный набор функций. Все функции в ЦКП можно разделить на основные и дополнительные. К основным функциям, кроме коммутации, относятся маршрутизация, контроль потоков, а также контроль качества функционирования центра и отчасти сети с КП. Дополнительными функциями являются обратная передача, подтверждение доставки, эхоконтроль и т.д.

Основными процессами, протекающими в ЦКП, являются взаимодействие оборудования центра с каналами связи, состоящее в приеме и передаче кадров, обработка поступающих пакетов и промежуточное хранение информации, проходящей через центр. Исходя из содержания названных процессов, можно считать, что в состав структуры ЦКП так же, как и ЦКС, входят аппаратура сопряжения с каналами связи, центральный процессор, выполняющий основные функции обработки и управления, и система накопителей, используемая для хранения пакетов, справочных данных и программного обеспечения. ЦКП строятся полностью на базе систем с ПО. Роль АС обычно выполняет специализированный процессор.

Первые ЦКП, появившиеся в начале 70–х годов (например, ЦКП в сети ARPANET), были реализованы на базе одного универсального процессора, выполняющего функции сопряжения, обработки, контроля и т.д. Затем появились двухпроцессорные центры, в которых функции сопряжения и обработки были разделены. С ростом масштабов сетей (увеличение числа ЦКП, АП, географических размеров сетей и т.д.) и расширения списка функций изменилась и структура самих центров.

В основу реализации современных ЦКП положена мультипроцессорная структура,

содержащая несколько микро- или мини- ЭВМ, каждая из которых является менее мощной, чем процессор центра одно- или двухпроцессорного типа. Однако принцип модульности позволяет наращивать вычислительные мощности центра, его функциональные возможности, увеличивать надежность и улучшать другие качественные характеристики. Кроме того, мультипроцессорная система является более естественной для центра коммутации, так как в этом элементе сети выполняется параллельно достаточно большое число операций (прием, хранение и передача пакетов, определение маршрутов, управление очередями и ряд других функций, характеризуемых высокой степенью вычислительной сложности).

Пример структуры мультипроцессорного ЦКП приведен на рис.6.7.

ПрБ



ЦПр

ЦПр






. . .


Процессорная шина


Шина ЗУ

БЗУ


. . .





.


МЗУ

МЗУ
.

.


Шина ввода – вывода






. . .



. . .
БВВ



ИМ

ИМ



. . .

Каналы связи


Рис.6.7.
Центр состоит из трех основных блоков: процессорного ПрБ, ввода – вывода БВВ и запоминающих устройств БЗУ.

Процессорный блок состоит из нескольких центральных процессоров ЦПр с собственной оперативной и постоянной памятью сравнительно небольшой емкости. Управление выбором процессоров для реализации той или иной функции выполняет программа Арбитр.

Блок запоминающих устройств содержит модули запоминающих устройств (МЗУ), суммарная емкость которых определяется характеристиками сети – нагрузкой, скоростью передачи, временем реакции, а также выполняемыми центром функциями. Обычно емкость БЗУ превышает емкость индивидуальных накопителей ЦПр примерно на один – два порядка. Блок ЗУ также имеет арбитражную логику, определяющую выбор того или иного накопителя.

Блок ввода – вывода состоит из интерфейсных модулей ИМ различных типов: для включения удаленных АП в соответствии с Рекомендациями Х.25 (для пакетных АП), Х.29 (для стартстопных АП), для подключения интерфейсных устройств ЦКП и т.д. В БВВ располагается также программное обеспечение, выполняющее ряд управляющих функций, общих для всего центра – генератор синхросигналов, блок оценки задач, управляющий программами Арбитр, и блок обработки пакетов, содержащих информацию о перегрузке. Все три основных блока подключаются к своим общим шинам, которые в свою очередь, соединяются друг с другом. Соединение шин между собой производится таким образом , чтобы любой ЦПр мог иметь доступ к каждому модулю памяти и взаимодействовать с любым ИМ.

Рассмотрим некоторые функции, выполняемые ЦКП. Такие функции, как коммутация пакетов, выбор пути их передачи, управление потоками, уже были частично рассмотрены. Поэтому здесь остановимся на дополнительных функциях ЦКП, характерных именно для сетей с КП.

^ Подтверждение доставки. В сетях с КП существует несколько форм подтверждения приема пакета адресатом. Например, организуется специальная служба квитанций, которая оповещает источник, что пакет доставлен в АКД адресата. Получение квитанции подтверждает правильность работы программного и аппаратного обеспечения данного участка сети. Однако информация о том, что происходит с пакетом в вычислительной системе, для которой он был предназначен (т.е. не уровнях сети выше транспортного), источнику в этом случае недоступна. Поэтому при необходимости можно реализовать систему квитанций и для сервисных уровней сети.

^ Обратная передача. Эта функция, выполняемая ЦКП, называется также эхоконтролем. Целью обратной передачи является проверка правильности разработанных протоколов и ПО в реальных условиях работы сети. Центр коммутации пакетов в составе ПО имеет специальную подпрограмму службы обратной передачи. В пакет, отправляемый источником, включается адрес этой службы. Центр, получив пакет, в поле услуг которого указан данный адрес, меняет местами адреса получателя и источника и передает пакет обратно к источнику. При этом пакет, переданный обратно, содержит отметку службы обратной передачи данного ЦКП. Включив службу обратной передачи в ПО всех центров сети, можно проанализировать работу сети в целом.

^ Запрет доступа. В некоторых случаях необходимо блокировать определенную часть терминалов, подключенных к данному ЦКП. Центр, подключив пакет, анализирует его информационную часть, выявляет адреса блокируемых терминалов и затем все поступающие к этим терминалам пакеты стираются. Очевидно наличие такой службы требует и дополняющей службы разрешения доступа. Запуск этой службы определяется также текстом в соответствующем пакете.



      1. Программное обеспечение ЦКП.


Принципы построения программного обеспечения ЦКП во многом аналогичны принципам, рассмотренным в 6.3.4. Этот факт объясняется тем, что принципы коммутации сообщений и пакетов во многом близки, поскольку в обеих системах коммутация связана с накоплением информации. Вместе с тем особенности организации виртуальных каналов и их коммутации определяют специфику ПО, нашедшую отражение в технологических программах.

Программное обеспечение ЦКП делится на две группы программ – общего и специального назначения. К ПО общего типа относятся стандартные программы, операционная система, библиотеки, общие сервисные и контроль – диагностические программы, обеспечивающие контроль состояния аппаратного и программного обеспечений. В состав программ специального назначения входят программы технологического типа, функционального контроля и программы, обеспечивающие сервисные функции в соответствии с протоколами, реализованными в данной сети.

Характеристика ПО общего типа дана при рассмотрении ЦКС. Основные отличия ПО содержатся в технологических программах и программах, реализующих сервисные сетевые функции, такие как обратная передача, запрет доступа и ряд других. На технологические программы возлагается организация виртуальных каналов, прием, хранение и передача кадров и пакетов, анализ содержания служебных частей протокольных единиц, организация очередей, выбор пути передачи пакета, контроль перегрузок и т.д.

Рассмотрим пример программы, реализующей протокол передачи по организованному виртуальному каналу, т.е. пример программы сетевого уровня. Обращение к этой программе производится после того, как программы управления физической линией и каналом выполнили свои функции. Команды от программ обрабатываются модулем общей обработки пакета, анализирующим идентификатор общего формата. Если в результате анализа установлено, что пришедший пакет имеет формат, отвечающий Рекомендации Х.25, вызывается соответствующий программный модуль, определяющий тип пакета (Запрос вызова, Запрос завершения и т.д.). Далее вызывается модуль обработки пакета установленного типа и в соответствии с результатом анализа содержания пакета запускается

определенный сервисный сетевой модуль, модули маршрутизации, контроля перегрузок и т.д. Затем начинают действовать модули формирования пакетов на передачу, с выхода которых команды направляются в модули, реализующие канальный и физический уровни. По модульному принципу строятся и остальные технологические и сервисные пакеты программы. Общие требования к программному обеспечению ЦКП во многом аналогичны требованиям к программному обеспечению ЦКС, изложенным в 6.3.4. и здесь не рассматриваются.


http://KIS-kiev.narod.ru - неофициальный сайт Института Связи Государственного Университета Информационно Комуникационных Технологий. Київського інституту зв’язку - Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій.

Курсовые, комплексные, рефераты, лабораторные, конспекты, методички, фотографии студентов, фотографии преподавателей, истории про преподавателей и студентов, новости с вуза.
1   2   3   4



Скачать файл (1581.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации