Телекоммуникациялық жүйе жөнінде негізгі деректер

 

Желідегі  пакеттерді  маршруттау.

 

Маршруттаудың  мәні,  мақсаты  және  тәсілдері.

 

Маршруттау  міндеті  жіберуші  мен  алушыдан  беруге  арналған  маршрутты  таңдауды.  Ол  желістегі  мәнде:  мұнда  тек  қажетті  емес,  бірақ  оңтайлы  таңдау  немесе  қолайлы  маршрут  мүмкін.  Әуелі  сөз  еріксіз  (ұяшықты)  типологиялы  желіс  жөнінде  болады,   мұнда  пакеттер  коммутациясы  жүзеге  асады.  Алайда,  аралық  типологиялы  қазіргі  желісте  (жұлдызды – сақиналы,  жұлдызды – шинді,  көп  сегментті)  кадрды  беруге  арналған  маршрутты  таңдау  міндеті  нақтылы  түр  және  шешілуде.

Виртуальді  желісте  маршруттау  әрбір  жеке  пакет  үшін  орындалады,  мұнда  деректер  дейтаграмм  формасында  беріледі.

Маршруттау  алгоритмі – бұл  пакетті  беру  үшін  ТКЖ – нің  байланыс  түйінінен  шығатын  желісті  тағайындау  ережесі,  ол  пакен  атында  негізделген  ақпараттар  және  осы  түйінді  салу  ақпараттар  (пакеттер  кезегінің  ұзындығы).

Маршруттаудың  негізгі  мақсаты:

• Жіберушіден  алушыға  оны  беру  кезінде  пакетті  минимальді  кідірту;
• Желінің  өткізу  қабілетін ТКЖ  байланыс  желісін  салу  нивелировкілеумен  қол  жетіледі;
• Пакеттегі  ақпаратты  қауіп – қатерден  барынша  қорғау;
• Пакетті  адресатқа  жеткізу  сенімділігі;

 

Маршруттаудың  мынадай  тәсілдері  болады:

 

1.  Орталықтандырылған  маршруттау,  әдетте  орталықтандырылған  басқаруы  бар  желісте  жүзеге  асады.  Маршрутты  таңдау  желісті  басқару  орталығында  жүзеге  асады,  әрбір  пакет  үшін,  ал  байланыс  желісінің  түйіндері  тек  қабылдайды  және  маршруттау  міндетін  шешу  нәтижелерін  жүзеге  асырады.

2. Таратылған  (орталықсыздандырылған)  маршруттау  орталықсыздандырылған  желісте  орындалады.  Маршруттауды  басқару  қызметі  желіс  түйіні  арасында  бөлінген,  осы  үшін  лайықты  құралдар  бар.  Таратылған  маршруттау  күрделі,  бірақ  үлкен  икемділікпен  өзгешелінеді. 

3. Аралас  маршруттауда  маршруттаудың  орталықтандырылған  және  таратылған  принциптері  жүзеге  асырылған.  Оған  гибритті  адаптивті  маршруттау  қатысты. 

 

Желістегі  маршруттау  міндеті  қысқа  маршруттың  желіс  топологиясына,  байланыс  желісінің  өткізу  қабілетіне,  байланыс  желісіндегі  жүктемеге  байланысты  жағдайында  шешіледі.  Желіс  топологиясы  түйін  мен  байланыс  желісі  бас  тарту  нәтижесінде  және  ТКЖ  жетілуде  өзгереді.  Байланыс  желісінің  өткізу  қабілеті  беру  ортасының  типімен  анықталады  және  аппараттардың  шуылы  мен  параметрлер  деңгейіне  байланысты. 

Ең  динамикалық  факторге  байланыс  желісіне  түсетін  жүктеме  жатады.

Оңтайлы  маршрутты  таңдау  үшін  әрбір  байланыс  түйіні  ТКЖ  күйі  жөнінде  ақпаратқа  ие  болуы  тиіс.  Байланыс  желісінің  ағымды  желіс  тополгиясы  мен  өткізу  қабілеті  жөнінде  деректер  түйіндерге  қиындықсыз  беріледі.  Алпйда,  желістегі  жүктеме  күйін  дәл  жорамалдау  үшін  тәсіл  жоқ . Сондықтан  маршруттау  міндетін  шешуде  пакетті  беру  бағыты  жөнінде  шешім  қабылдау  сәтіне  қатысты  кешігетін  (ақпаратты  беруде  түркіліті  жылдамдығынан)  жүктеме  күйі  жөнінде  деректерді  пайдалануы  мүмкін.  Демек,  барлық  жағдайда  маршруттау  алгоритмі  ТКЖ – нің  ағымды  және  болашақ  күйінің  анықталмаған  жағдайында  атқарылады. 

Маршруттау  алгоритмінің  тиімділігі мынадай  көрсеткіштермен  бағытталады:

• Адресатқа  пакетті  жеткізу  уақытымен;
• Желіске  түсетін  салмақпен.  Жүктеменің  сандық  бағалау  түйіндегі пакеттер  кезегінің  ұзындығымен  жүзеге  асады;
• Байланыс  түйініндегі  қорлар шығынымен  (коммуникациялық  ЭЕМ  жұмысы  уақытымен,  жад (память),  емкостімен);

 

Маршруттау  алгоритмінің  тиімділігін  төмендететін  факторлар:

• Жоғары  жүктеме  астындағы  байланыс  түйініндегі  пакетті  бері  бағыт  бойынша  пакетті  беру;
• Алгоритмді  жүзеге  асыруға  қажетті  ақпарат  беру  есебінен  қосымша  жүктемені  желіде  жасау;

 

Маршруттау  түрлері.

 

Маршруттаудың  үш  түрі  болады – қарапайым,  фиксирленген  және  адаптивті.  Олардың  арасындағы  принципиальді  айырмашалық – маршрутты  таңдау  міндетін  шешуде  желістегі  топологиямен  жүктеменің  өзгеруін  ескеру  дәрежесі. 

Қарапайым  маршруттаудың  өзгешелігіне  желіс  топологиясындағы  өзгеріске,  оның  күйі  (жүктемесі)  өзгерісі  де  маршрутты  таңдау  кезінде  ескерілмейді.  Оның  артықшылығы – маршруттау  алгоритмін  жүзеге  асыру  және  жеке  элементтер  істен  шыққанда  желістегі  тұрақты  жұмысты  қамтамасыз  ету.  Осы  түрлерден  кездейсоқ  және  көшкінді  маршруттаудың  тәжірибелік  қолданыс  табуда.

Кездейсоқ  маршруттауда  пакетті  беру  үшін  бір  кездейсоқ  таңдалған еркін бағыт  таңдалады.  Пакет  желісте  адресатқа  жететін  ықтимал  “адасуға”  түседі.

Көшкінді  маршруттауда  барлық  еркін  шығу  желісі  бойынша  түйіннен  пакетті  беру  қарастырылады.  Бұләрбір  түйінде  болатындықтан  “пакеттің”,  “көбею”  құбылысы  орын  болады.  Ол  желісінің  өткізу  қабілетін  пайдалануды  күрт  төмендетеді.  Бұл  кемшілік  әрбір  түйінде  пакет  дубликатын  (көшірмесін)  жою  жолымен  және  тек  бір  пакеттен  маршрут  бойынша  жылжуға  қол  жетеді.  Ол  әдістің  негізгі  артықшылығы – адресатқа  пакетті  жеткізудің  оңтайлы  уақытын  кепілдікті  қамтамасыз  ету. 

Фиксирленген  (тіркелген) – маршруттауда  маршрутты  таңдауда  желіс  топологиясы  өзгерісі  ескеріледі  және  оның  жүктемесінің  өзгеруі  ескерілмейді.  Әрбір  түйін  үшін  берілістің  бағытын  белгілеу  маршрут  кестесі  бойынша  таңдалады,  ол  қысқа  жолды  анықтайды.  Жүктеме  өзгерісіне  адаптацияның  жоқтығы  желісте  пакеттердің  кідірісіне  ұшыратады.

Фиксирленген  маршруттау  бір  жолды  және  көп  жолды  болып  бөлінеді. 

Біріншісі  екі  абонент  арасында  пакеттерді  беруде  жалғыз  жол  негізінде  тұрғызылады,  ал  екіншісі – екі  абонент  арасында.  Бірнеше  ықтимал  жол  негізінде  тұрғызылады.  Адаптивті  маршруттауда  пакеттерді  беру  бағыты  жөнінде қабылданған  шешім  топология  өзгеруінің  де,  желіс  жүктемесі  өзгеруін  де  ескеріп  жүзеге  асады.

Адаптивті  маршруттаудың  бірнеше  модификациясы  бар.  Олар:  жергілікті,  таратылған,  орталықтандырылған  және  гибритті  адаптивті  маршруттау.

Жергілікті  адаптивті  маршруттау  аталған  түйін  мен  қосылуларда  бар  ақпаратты  пайдалануға  негізделген:  маршрут  таблицасы,  байланыстың  шығу  желісінің  күйі  жөнінде  деректер;  беруді  күткен  пакеттер  кезеңі  ұзындығы.  Маршрут  таблицасы  қысқа  маршрутты  анықтайды.  Мұндай  әдіс  бос  артықшылығы  маршрут  таңдауы  жөнінде  қабылданған  шешімдер  түйін  күйі  жөнінде  ең  соңғы  деректерді  пайдаланумен  жасалады.  Әдістің  кемшілігі  оның  “болжамсыздығында”,  өйткені  маршрутты  таңдау  барлық  желістің  глобальді  күйін  ескерумен  жүзеге  асады.  Демек,  пакетті  көп  тиеу  маршруты  бойынша  беру  қауіптілігі  әрқашан  бар. 

Таратылған  адаптивті  маршруттау  жергілікті  маршруттау  үшін  көрсетілген  ақпаратты  және  көршілес  желіс  түйінінен  алынатын  деректерді  пайдалануға  негізделген.  Әрбір  түйінде  маршрут  таблицасы  (каталог)  қалыптасады,  мұнда  пакетті  минимильдеу  кідіртудің  уақытының  маршруттары  көрсетіледі.  Көршілес  түйіндерде  кідіріс  таблицасымен  алмасуда  болып  тұрады, мұнда  түйін  жүктемесі  көрсетіледі.  Содан  соң  әрбір  түйін  кідірісті  қайта  есептейді  және  маршруттарды  жөнге  келтіреді.  Таблицалармен  алмасу  тек  кезеңдік  емес,  сонымен  асинхронды  түрде  желістің  жүктемесімен  топологиясы өзгеруінде  жүзеге  асады.

Орталықтандырылған  адаптивті  маршруттаудың  желістің  әрбір  түйіні  үшін  маршруттау  міндеті  маршруттаудың  орталығында  (МО)  шешіледі.  Әрбір  түйін  кезеңімен  өө  күйі  жөнінде  қатынасты  қалыптастырады  және  оны  МО  береді.  МО  әрбір  түйін  үшін  маршрут  таблицасы  жасалады.  Қатынасты  МО  беру,  маршруттар  таблицасын  қалыптастыру  мен  жіберу – уақытша  кідірістермен  түйіскен,  демек,  әдіс  тиімділігінің  шығынымен  де  көрінеді.  Мұнан  басқа  желісті  басқару  шығынының  қауіптілігі  МО  істен  шыққанда  болады.

Гибритті  адаптивті  маршруттау  маршрут  таблицасын  пайдалануға  негізделген,  түйіндегі  кезек  ұзындығына  таңдалды  үйлестіруде.  Демек,  мұнда  орталықтандырылған  және  жергілікті  маршруттау  принципі  жүзеге  асады.  Гибритті  маршруттау  орталықтандырылған  маршруттау  (маршруттар)  мен  жергілікті  (“болжамсыздық”  әдісі)  кемшіліктерді  өтейді  және  олардың  артықшылығын  қабылдайды:  орталық  маршруттары  желістің  глобальді  күйіне лайықты,  ал  түйіннің  ағымды  күйін  ескеру  міндетті  шешудің  өз  мерзімділігін  қамтамасыз  етеді.

 

Қателесуден  қорғау  әдістері.

 

Ақпараттарды  қатесіз  беру  мәселесін  қамтамасыз  ету  үлкен  мәнге  ие  болып  отыр.  Егер  телеграмма  мәтіндегі  немесе  сөйлескендегі  мәтіндегі  қателер  мәні  бойынша  жеңіл  байқалады.  Бір  қате  деректерді  бергенде  салмақты  түрде  ақпарат  сапасына  әсер  етеді.  Әдістердің  тәжірибеде  жүзеге  асуы  екі  бөліктен  тұрады – бағдарламалық  және  ақпаратты.  Осылардың  арақатынасы  әртүрлі  болуы  мүмкін.  Бағдарламалықпен  салыстырғанда  аппаратуралық  құралдардың  меншікті  салмағы  үлкен  болған  сайын,  жабдықтар  күрделірек.

Желідегі  ақпаратты  беру  кезінде  туатын  қателерінің  екі  себебін  көрсетеді:

• Желіде  қолайсыз  объективті  оқиғаның  тууына  немесе  желідегі  жабдықтың  бр  бөлігіндегі  жаңылысу;
• Сыртқы  көздер  мен  атмосфералық  құбылыс  әсерінен  болатын  бөгеттер.  Ең  көп  тарағанына  флуктуационды  (кездейсоқ)  бөгеттер  жатады.  Оның  мысалына  атмосфералық  және  индустриалды  бөгеттер  бола  алады,  әдетте  олар  кіші  ұзақтықтағы  бір  импульс  пен  үлкен  амплитуда  түрінде  көріністе  болады.  Және  де  бөгеттер  синусоидальді  тербеліс  түрінде  ықтимал.  Оған  бөтен  радиостанция  сигналы,  жоғары  жиіліктегі  генераторлар  сәулеленуі  жатады.

Қателесуден  қорғау  әдістері  ішінде  әдістердің  үш  тобы  бөлектенеді:  топты

әдістер,  бөгет  тұрақтылық  кодирлеу  мен  кері  байланысты  беріліс  жүйесінде  қателіктен  қорғау  әдістері.

Топты  әдістерде  ішінен  мажоритарлы  әдіс,  ол  Вердан  принципін  жзеге 

асырады  және  ақпаратты  блокпен  беру  әдісі  блоктың  сандық  сипаттамасы  кең  қолднанылуда.  Мажоритарлы  әдіс  мәні  мынада,  әрбір  шектеулі  ұзындықтағы  қатынас  (сообщение)  бірнеше  рет,  көбіне  үш  рет  беріледі.  Қатынас  есте  сақталады,  сосын  оларды  разрядты  салыстыру  жасалады.  Мысалы,  үш  мәртелі  беріліс  кезіндегі  01101  кодты  комбинациясы  жартылай  бөгеттермен  бұрмаланады,  сондықтан  қабылдағыш  мына  комбинацияны  қабылдайды:  01101,  01110, 01001.  Әрбір  позицияны  тексеру  нәтижесіндегі  жеке  дұрыс  деп  01101  комбинациясы  саналады. 

Басқа  топтың  әдісте  ақпаратты  қайта  кодирлеуді  талап  етпейді,  деректерді  блоктап  беруді  ұйғарады.  Ондай  сипаттамалар  болуы  мүмкін:  блоктағы  бірлік  саны  немесе  ноль,  блокта  берілетін  символдарының  бақылау  соммасы,  бақылау  соммасын  тұрақты  шамаға  бөлу  қалдығы  және  т.б.  Қабылдау  пунктінде  бұл  сипаттама  қайта  есептеледі  және  берілген  байланыс  канал  бойынша  салыстырылады.  Егер  сипаттамалар  сәйкес  түссе,  блокта  қате  жоқ  деп  саналады.  Кері  жағдайда  беру  тарапына  блокты  қайталап  беруін  талап  ететін  сигнал  беріледі.  Қазіргі  ТЕЖ – де  мұндай  әдіс  ең кең  таралған.

Бөгет  тұрақты  (артық)  кодирлеу  кеңінен  тек  ТКЖ – де  ғана  емес,  сонымен  ЭЕМ  қолданылады.  Ол  байланыс  жүйедегі  жұмыстың  жоғары  сапалы  көрсеткіштер  алуға  мүмкіндік  береді.  Оның  негізгі  белгіленуі – желіс  жұмысында  бөгет  немесе  жаңылуға  қарамастан  берілетін  ақпараттың  бұрмалануының  кіші  ықтималын  қамтамасыз  ету.

Кодтарды  корриктерлеудің  ең  маңызды  көрсеткіштері  санына  қатысты:

• Код  маңыздылығы,  немесе  кодты  комбинация  ұзындығы,  оған  ақпаратты  символдар  (бастан)  және  тексерісті  немесе  бақылау  символдар (К). Әдетте  n кодының  мәні  Т + К соммасы;
• Кизб кодының  артықшылығы,  кодты  бақылау  символының  саны  қатынасында  көрінеді – кодтың  мәнділігі.
• ККС  кодын  корректирлегіш  қабілет,  кодты  косбинация  санының  L,  берілген  код  комбинациясы  М  жалпы  санына  қатынасына  көрсетеді;

Олардағы  қателер  байқалып  түзетіледі.  Корректирлегіш  кодты  таңдау  ТКЖ – гі 

ақпаратты  беру  дұрыстығы  бойынша  талапқа  тәуелді.  Кодты  дұрыс  таңдау  үшін  қателік  туу  заңдылығы,  сипаты,  уақыт  ішіндегі  саны  мен  бөлінуі  жөнінде  статикалық  деректер  қажет.  Мысалы,  корректирлегіш  код  тиімді  болады,  егер  қателіктер  статикалық  тәуелді  болған  жағдайда,  ал  олардың  пайда  болуы  ықтималдығы  кейбір  шамалардан  аспайды.  Ол  қателіктер  топпен  пайда  болғанда  жарамсыз  ТЕЖ – де  корректирлегіш  кодтар  негізінен  қателіктерді,  түзетулкрді  байқау  үшін  қолданылады,  ол  бұрмаланған  ақпаратты  қайталап  беру  жолымен  жүзеге  асады.  Осы  мақсатта  желістерде  кері  байланыс  беру  жүйесі  пайдаланылады  (абоненттер  арасында  дуплексті  байланыстың  болуы  мұндай  жүйені  қолдануды  жеңілдетеді).

Кері  байланыс  беру  жүйесі  шешуші  кері  байланыс  жүйесі  мен  ақпараттық  кері  байланыс  жүйесіне  бөлінеді.

Шешуші  кері  байланыс  жүйесінің  ерекшелігіне  ақпараты  қайталап  беру  қажеттігі  жөнінде  шешімді  қабылдағыш  қабылдайды.  Мұнда  міндетті  түрде  бөгет  тұрақты  кодирлеу  қолданылады,  оның  көмегімен  қабылданатын ақпаратты  тексеру  қабылдау  станциясында  жүзеге  асады.  Қателік  байқалғанда  кері  байланыс  арна  бойынша  беру  тарапына  қайта  сұрау  сигналы  жіберіледі,  ақпарат  қайталап  беріледі.