Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов



Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов
Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов
Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов

 


Владельцы патента RU 2574814:

Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" (ЗАО "Институт телекоммуникаций") (RU)

Изобретение относится к способам оперативного управления потоками данных и предназначено для контроля состояния сети и построения плана распределения потоков данных в сетях с коммутацией пакетов в условиях высокой неоднородности каналов и динамических структурных изменений сети. Технический результат заключается в повышении эффективности функционирования сети путем повышения быстродействия оперативного управления потоками данных. Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов заключается в формировании первоначального зонд-сигнала, передаче его на узлы сети по всем инцидентным каналам, дополнении информацией поступившего зонд-сигнала о связях с другими узлами и дальнейшей передаче на другие узлы сети этого и последующих дополненных зонд-сигналов согласно установленным условиям. При этом осуществляется построение таблицы связей и полной матрицы маршрутов на каждом из узлов сети на основании информации, переносимой зонд-сигналами. 3 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к телекоммуникационным сетям, в частности к способам оперативного управления потоками данных, и может быть использовано для контроля состояния сети и построения плана распределения потоков в сетях с коммутацией пакетов с высокой неоднородностью каналов связи и динамической структурой сети.

Информационно-телекоммуникационная сеть - это технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники. Современный этап развития информационных технологий характеризуется повсеместным внедрением цифровых систем обработки, хранения и передачи информации, обуславливающим применение данных как наиболее удобной формы представления информации, что, в свою очередь, позволяет рассматривать телекоммуникационную сеть как сеть передачи данных, включающую совокупность узлов и каналов электросвязи. При построении сети может быть реализовано централизованное либо децентрализованное управление. Для организации передачи данных могут применяться коммутируемые и некоммутируемые сети, при этом в коммутируемых сетях может применяться коммутация каналов, коммутация сообщений или коммутация пакетов. Управление сетями передачи данных является многокритериальной оптимизационной задачей, призванной обеспечить максимальную эффективность доведения данных между абонентами сети при заданных организационно-технических ограничениях.

При управлении потоками данных в сетях с коммутацией пакетов стремятся обеспечить максимальную эффективность передачи данных при заданных структурных и канальных характеристиках сети. При динамических изменениях структуры сети и использовании нестационарных канальных ресурсов осуществляют оперативное управление потоками данных, при котором учитываются происходящие в сети изменения.

Эффективность функционирования сети передачи данных характеризуется двумя показателями: пропускной способностью сети и вероятностью доставки сообщений от источника адресату. Одной из основных характеристик сети, имеющей влияние на оба показателя эффективности, является устойчивость сети, определяемая как способность сети выполнять требуемые функции как в нормальных условиях эксплуатации, так и в условиях, создаваемых воздействиями внешних дестабилизирующих факторов. Устойчивость характеризуется надежностью и живучестью сети. Второй немаловажной характеристикой является быстродействие оперативного управления потоками в условиях динамически меняющейся структуры сети и нестационарности потоков данных, вызывающих временное снижение показателей эффективности. Быстродействие оперативного управления характеризуется временем реакции системы на структурные и канальные изменения.

Для осуществления оперативного управления потоками данных на каждом узле сети должна быть сформирована полная матрица маршрутов и таблица связей.

Выбор каналов связи при передаче данных между узлами сети осуществляется с помощью матриц маршрутов. Полная матрица маршрутов отдельного узла сети включает все возможные пути доставки данных от указанного узла до любого другого узла сети. Полученные полные матрицы маршрутов всех узлов сети определяют план распределения потоков данных в сети. Информация, содержащаяся в таблицах связей узлов сети, обеспечивает построение матрицы смежности, которая, таким образом, содержит информацию о топологии сети в целом, а также о работоспособности каналов связи.

При оперативном управлении потоками данных осуществляется построение и непрерывная актуализация плана распределения потоков данных по сети как совокупности всей маршрутной информации, присутствующей в сети. План распределения должен учитывать все изменения, происходящие в структуре сети и каналах связи, что обуславливает необходимость непрерывного контроля состояния сети.

Неоднородность каналов связи и высокая динамика структурных изменений сети (например, вследствие применения беспроводных каналов) могут стать причинами снижения показателей эффективности функционирования сети. Таким образом, в настоящее время в связи с широким применением технологий беспроводных каналов связи в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов особенно актуальным становится осуществление оперативного управления потоками данных, обеспечивающего повышение устойчивости сети и снижение времени реакции системы на структурные, канальные изменения, а также потоковые изменения графика.

Известен способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных [патент RU 2486703 С1, МПК H04W 40/30, дата публикации: 02.04.2012, патентообладатель: ЗАО «НПФ «Микран»].

Известный способ заключается в обновлении записей в таблицах маршрутизации в каждом из узлов сети путем обмена информацией о топологии сети, содержащейся в служебных пакетах.

Способ включает передачу пользовательских пакетов информации по каналам связи от узла отправления сети к узлу назначения сети, периодическую рассылку каждым узлом сети информации о связях, исходящих из каждого узла сети, назначая им ограниченное время жизни, и формирование подмножества соседних узлов сети, ретранслирующих служебные пакеты. Каналы связи выполнены двухуровневыми. Служебные пакеты, не требующие фрагментации, передают по низкоскоростным каналам связи первого уровня, а пользовательские пакеты передают по высокоскоростным каналам связи второго уровня. Информацию об обновлениях связи узла сети передают служебными пакетами первого типа, а после установления новой связи с узлом, не входящим в сеть, или между двумя узлами, принадлежащими к разным сетям, информацию из таблицы связи передают служебными пакетами второго типа. Время жизни служебных пакетов зависит от известной узлу сети топологии сети, а промежутки времени между рассылками служебных пакетов прямо пропорциональны суммарному количеству связей между узлами сети. Узлы сети выполняют ретрансляцию служебных пакетов первого типа.

Несмотря на то, что известный способ обеспечивает сокращение времени поиска оптимального маршрута, в качестве недостатка данного способа следует отметить низкую эффективность при высокой динамике структурных изменений в сети, обусловленной повышенной нагрузкой на сеть служебных сообщений, низким быстродействием системы периодического оповещения, а также необходимостью в априорной информации о топологии сети, которая используется для назначения времени жизни служебных пакетов, что приводит к резкому снижению устойчивости сети и ограничивает область применения указанного способа только в сетях с низкой динамикой структурных изменений.

В качестве прототипа - технического решения, наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению, предлагается выбрать способ контроля сети связи [а.с. № SU 896770 А1, МПК Н04В 3/46, дата публикации: 07.01.1982], который относится к области связи, может быть использован при централизованном управлении сетью с коммутацией пакетов и обеспечивает оперативное управление потоками данных в сети. При выполнении известного способа на центральном узле сети связи формируют зонд-сигнал с адресом узла назначения. Сформированный зонд-сигнал по всем инцидентным данному узлу сети связи каналам передачи информации передают на узлы сети, смежные с данным узлом. На каждом из принявших сформированный зонд-сигнал узлов определяют номер канала, по которому принят зонд-сигнал, дополняют принятый зонд-сигнал полученным номером и передают дополненный зонд-сигнал далее на смежные с данным узлы сети связи по всем инцидентным данному узлу сети связи каналам, кроме того, по которому принят зонд-сигнал. На узле назначения формируют отраженный зонд-сигнал, который передают на сформировавший зонд-сигнал узел сети связи по каналам, номера которых содержатся в дополненном зонд-сигнале, и на каждом узле сети связи при определении номера канала параллельно запоминают номер канала, по которому пришел принятый первым зонд-сигнал. При этом на смежные с данным узлы сети связи по всем инцидентным данному узлу сети связи каналам (кроме того, по которому принят зонд-сигнал) передают только дополненный принятый первым зонд-сигнал, а остальные дополнительные зонд-сигналы передают на центральный (сформировавший зонд-сигнал) узел сети связи по каналам передачи информации с запомненными номерами.

Данный способ позволяет концентрировать всю необходимую информацию о состоянии сети связи на центральном узле сети.

Однако известный способ относится к способам централизованного управления сетью, что обуславливает необходимость выделения отдельного центра управления сетью, осуществляющего контроль состояния сети и построение плана распределения потоков данных, что в свою очередь приводит к снижению устойчивости сети, связанному с уязвимостью центрального узла сети, и усложнению управления потоками данных вследствие необходимости резервирования центра управления.

Кроме того, при осуществлении известного способа требуется последовательное выполнение вначале процедур сбора информации о состоянии сети, а затем доведение собранной информации до каждого узла сети, что приводит к увеличению длительности построения плана распределения потоков данных. При этом увеличивается время реакции на структурные и канальные изменения в сети и имеет место существенное снижение пропускной способности в течение продолжительного интервала времени, затрачиваемое на перестроение плана распределения потоков данных. Указанные выше факторы обуславливают снижение эффективности функционирования сети при передаче данных.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение устойчивости сети при повышении быстродействия оперативного управления потоками данных, что в свою очередь обеспечивает повышение эффективности функционирования сети с коммутацией пакетов.

Для достижения указанного выше технического результата предлагается способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов, заключающийся в том, что на узле сети формируют первоначальный зонд-сигнал (или зонд) с адресом данного узла. После чего передают первоначальный зонд-сигнал на узлы сети по всем инцидентным данному узлу каналам. Зонд-сигнал, передаваемый с узла сети по инцидентным этому узлу каналам, приходит на узлы, смежные с узлом-отправителем.

Затем на каждом из узлов, принявших первоначальный зонд-сигнал, определяют номер канала, по которому принят данный зонд-сигнал, запоминают данный номер канала как имеющий наивысший приоритет для узла, на котором был сформирован первоначальный зонд-сигнал, дополняют первоначальный зонд-сигнал адресом принявшего его узла, формируя тем самым дополненный зонд-сигнал. После этого запоминают содержащуюся в дополненном зонд-сигнале информацию о связи между узлом, на котором был сформирован первоначальный зонд-сигнал, и принявшим этот первоначальный зонд-сигнал узлом, после чего дополненный зонд-сигнал передают на узлы сети по всем инцидентным узлу, принявшему первоначальный зонд-сигнал, каналам. Узлы сети, на которые приходит дополненный зонд-сигнал, являются смежными с узлом, с которого отправлен данный зонд-сигнал.

При получении дополненного зонд-сигнала, также как и любого из последующих дополненных зонд-сигналов, на каждом из узлов сети определяют номер канала, по которому принят дополненный зонд-сигнал, запоминают данный номер канала в качестве имеющего наивысший приоритет для каждого узла, адрес которого содержится в дополненном зонд-сигнале в том случае, если информация об указанном адресе не содержится на узле, принявшем дополненный зонд-сигнал, либо в качестве следующего по порядку приоритетов, если информация об указанном адресе содержится на узле, принявшем дополненный зонд-сигнал.

После этого дополняют принятый дополненный зонд-сигнал адресом принявшего его узла и запоминают информацию обо всех связях между узлами, адреса которых являются соседними в дополненном зонд-сигнале.

В том случае, если последующий дополненный зонд-сигнал содержит информацию о связях, не содержащуюся на узле до его получения, указанный последующий дополненный зонд-сигнал передают на узлы сети по всем инцидентным узлу, принявшему дополненный зонд-сигнал, каналам.

Формирование первоначального зонд-сигнала возможно на любом из узлов сети.

Общими признаками заявляемого способа оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов и прототипа являются следующие:

формирование первоначального зонд-сигнала,

передача сформированного первоначального зонд-сигнала на смежные узлы сети по инцидентным данному узлу каналам,

определение на каждом из узлов, принявших первоначальный зонд-сигнал,

номера канала, по которому принят данный зонд-сигнал,

дополнение принятого первоначального зонд-сигнала (формирование

дополненного зонд-сигнала),

передача дополненного зонд-сигнала по инцидентным данному узлу каналам.

Реализация способа оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов в приведенной выше совокупности существенных признаков позволяет осуществить зондирование сети с любого узла сети. При этом получают полные матрицы маршрутов всех узлов сети, определяющие план распределения потоков данных в сети, а также матрицу смежности сети, что обеспечивает возможность осуществления контроля состояния сети при децентрализованном оперативном управлении.

Заявляемый способ обеспечивает повышение устойчивости сети, так как все узлы сети равнозначны (зонд-сигнала может быть сформирован на любом из узлов), и оперативное управление потоками данных является децентрализованным. При этом обеспечивается полное новое построение всех матриц маршрутов с учетом всех изменений в сети, а не актуализация построенных ранее матриц маршрутов, что обеспечивает повышение живучести сети - в условиях активного воздействия на сеть, а также надежности - при единовременной перестройке сети на новую топологию.

Построение и наполнение матриц маршрутов на всех узлах сети осуществляется в процессе зондирования, что обеспечивает повышение быстродействия оперативного управления потоками данных.

В предлагаемом техническом решении на основе анализа информации о связности сети, переносимой зондами, реализован механизм селекции зонд-сигналов, позволяющий существенно снизить нагрузку на сеть служебной информацией, что обеспечивает повышение пропускной способности сети.

Указанные выше факторы обеспечивают повышение эффективности функционирования сети в целом.

Графические материалы, поясняющие реализацию заявляемого способа, содержат:

фиг.1, на которой представлена графовая модель сети;

фиг.2, на которой представлено дерево маршрутов, отображающее маршруты зонд-сигналов в масштабе времени;

фиг.3, на которой представлена графовая модель сети, для каждого узла которой приведена полная матрица маршрутов и таблица связей.

Графовая модель сети, в которой вершины графа представляют узлы сети, а ребра - каналы связи, является наиболее распространенной.

Предлагаемый способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов может быть реализован при функционировании сети, графовая модель которой представлена на фиг.1.

Для осуществления оперативного управления потоками данных на каждом узле сети должна быть сформирована полная матрица маршрутов и матрица смежности графа сети.

Полная матрица маршрутов отдельного узла сети включает все возможные пути доставки данных от указанного узла до любого другого узла сети. Полученные полные матрицы маршрутов всех узлов сети определяют план распределения потоков данных в сети.

Матрица смежности графа сети содержит информацию о топологии сети в целом, а также о работоспособности каналов связи. Матрица смежности может быть построена исходя из информации, содержащейся в таблице связей любого из узлов сети.

В процессе функционирования сети (передачи пакетов данных по каналам связи) осуществляется зондирование сети с целью построения и актуализации плана распределения потоков данных, а также с целью контроля состояния сети.

Ниже рассмотрено осуществление заявляемого способа оперативного управления потоками данных (формирование полных матриц маршрутов и матрицы смежности) на примере его реализации в сети, графовая модель которой представлена на фиг.1.

Сеть содержит узлы 1, 2, 3 и 4, соединенные каналами связи: узел 1 соединен с узлом 2 и узлом 3, узел 2- с узлами 1, 3, 4, узел 3- с узлами 1, 2, 4, узел 4 - с узлами 2 и 3.

На узле 1 (фиг.1) формируют первоначальный зонд-сигнал, который содержит адрес данного узла (т.е. узла 1, сформировавшего первоначальный зонд-сигнал). Следует отметить, что в качестве узла, на котором формируется первоначальный зонд-сигнал, может быть выбран любой узел сети. После того как первоначальный зонд-сигнал сформирован на узле 1, его передают по всем инцидентным узлу 1 (т.е. исходящим из данного узла) каналам связи 1′ и 2′ на узлы 2 и 3, являющиеся смежными с узлом 1 (т.е. соединенными с узлом 1). На каждом из узлов 2 и 3 принимают первоначальный зонд-сигнал и определяют номер канала, по которому принят первоначальный зонд-сигнал: канал 1′ узла 2 и канал V узла 3. Затем на каждом из узлов 2 и 3 запоминают номер канала, который был определен, в качестве канала, имеющего наивысший приоритет для узла 1. Данный номер вносят в матрицу маршрутов, начиная таким образом ее формировать на каждом из узлов 2 и 3. После этого на каждом из узлов 2 и 3, принявших первоначальный зонд-сигнал, дополняют данный зонд-сигнал адресом принявшего его смежного узла: первоначальный зонд-сигнал, принятый на узле 2, дополняют адресом узла 2, а первоначальный зонд-сигнал, принятый на узле 3, дополняют адресом узла 3, запоминают информацию о связи между узлом 1, на котором был сформирован первоначальный зонд-сигнал, и узлом, принявшим этот зонд-сигнал и являющийся смежным с узлом 1: на узле 2 запоминают связь узла 1 и узла 2, на узле 3 - связь узла 1 и узла 3.

Затем с каждого из узлов 2 и 3 дополненный зонд-сигнал передают по всем инцидентным каждому из указанных узлов каналам: с узла 2 по каналам 1′, 2′, 3′ узла 2 соответственно на узлы 1, 3, 4 уходит дополненный зонд-сигнал, содержащий адрес узла 1 (который содержался еще в первоначальном зонд-сигнале, сформированном на узле 1) и адрес узла 2 (которым первоначальный зонд-сигнал был дополнен после его приема на узле 2), а с узла 3 по каналам 1′, 2′, 3′ узла 3 соответственно на узлы 1, 2, 4 уходит зонд-сигнал, содержащий адрес узла 1 и адрес узла 3.

На каждом из принявших дополненный зонд-сигнал узлов сети определяют номер канала, по которому принят данный зонд-сигнал, и запоминают данный номер канала в качестве имеющего наивысший приоритет для каждого узла, адрес которого содержится в принятом дополненном зонд-сигнале, если на принявшем дополненный зонд-сигнал узле отсутствует информация о вышеуказанном адресе узла. В случае, если информация о каком-либо адресе, содержащемся в дополненном зонд-сигнале, уже содержится на узле, принявшем дополненный зонд-сигнал, то номеру канала присваивают следующий по порядку приоритет. Каждый принятый дополненный зонд-сигнал дополняют адресом принявшего его узла и запоминают информацию обо всех связях между узлами, адреса которых являются соседними в дополненном зонд-сигнале. Так, например, на узле 3, получившем дополненный зонд-сигнал от узла 2 по каналу 2', содержащий адреса узлов 1 и 2, запомнят информацию о связи между узлами 1 и 2 и между узлами 2 и 3. Передачу последующего дополненного зонд-сигнала по всем инцидентным данному узлу (принявшему дополненный зонд-сигнал) каналам осуществляют, если последующий дополненный зонд-сигнал содержит информацию о связях, которая отсутствовала на узле до его получения.

При получении на узле сети любого из последующих дополненных зонд-сигналов выполняют то, что было описано выше - при получении дополненного зонд-сигнала: определяют номер канала, по которому принят данный зонд-сигнал, запоминают данный номер в соответствии с вышеназванными условиями, затем дополняют адресом принявшего узла и запоминают информацию обо всех связях между узлами, адреса которых являются соседними, после чего передают этот зонд-сигнал дальше, если этот зонд-сигнал содержит информацию о связях, которая отсутствовала на узле до его получения.

Таким образом, информация о связности сети, содержащаяся в зонд-сигналах, позволяет осуществить селекцию зондов, заключающуюся в том, что для каждого узла, адрес которого содержится в зонд-сигнале, дополняют таблицу связей, в которой для каждого узла указывают адреса всех соседних узлов. Зонд-сигнал рассылают далее по всем исходящим каналам только при условии, если в результате обработки зонд-сигнала таблица связей была дополнена информацией о новых связях.

Процесс распространения зонд-сигналов является конечным, что подтверждено результатами проведенных авторами аналитических расчетов и имитационного моделирования.

Ниже приведены пояснения к построению полных матриц маршрутов и таблиц связей по графовой модели сети (фиг.1). Узлы сети представлены в виде вершин графа, каналы связи - в виде ребер. Инцидентные ребра пронумерованы. Над ребрами в квадратах указано условное время передачи по ребру зонд-сигнала.

Зондирование сети осуществляется с узла (вершины) 1 в соответствии с тем, как описано выше.

На фиг.2 представлено дерево маршрутов, в соответствии с которым на узлах сети заполняются матрицы маршрутов и таблицы связей. В кружках указаны адреса узлов, через которые прошли зонд-сигналы. Цифры над стрелками указывают номера каналов, по которым зонд-сигналы поступили в соответствующий узел.

Построение полных матриц маршрутов для узлов сети происходит следующим образом.

Вершины просматриваются в порядке их расположения по временной оси. Номер вершины указывает, какую матрицу маршрутов необходимо корректировать. Номер над стрелкой, входящей в вершину, указывает на значение, которое будет занесено в матрицу маршрутов. Номер строки матрицы маршрутов соответствует очередности выбора исходящего из вершины ребра по критерию минимума времени передачи зонд-сигналов. Номера строк увеличиваются по мере заполнения матрицы маршрутов. Номера вершин, расположенных от рассматриваемой вершины вверх по маршруту, указывают номера столбцов матрицы маршрутов, в которые необходимо внести изменения.

Таблица связей заполняется по дереву маршрутов следующим образом.

Вершины просматриваются в порядке их расположения по временной оси. Номер вершины указывает, какую таблицу связей необходимо корректировать. Номера вершин, расположенных от рассматриваемой вершины вверх по маршруту, указывают номера столбцов таблицы связей, в которые необходимо внести изменения. Номера вершин, находящиеся на один шаг вверх и вниз от вершины, указывающей на номер столбца, добавляются по порядку в таблицу связей в случае их отсутствия в таблице.

На фиг.2 видно, что процесс распространения зонд-сигналов по сети является конечным, что подтверждают результаты выполненного авторами имитационного моделирования на сетях произвольной структуры.

На фиг.3 представлены полностью заполненные матрицы маршрутов и таблицы связей для каждого узла после зондирования сети с вершины 1. Таким образом, показано, что зондирование с одной вершины позволяет построить план распределения потоков данных на сети и получить информацию о топологии сети на каждом узле, т.е. построить матрицу смежности графа сети.

В результате зондирования сети, которое может быть осуществлено с любого узла сети в любой момент времени согласно тому, как описано выше, получают полные матрицы маршрутов всех узлов сети, определяющие план распределения потоков данных в сети. При этом все узлы сети являются равнозначными, т.е. обеспечено децентрализованное оперативное управление потоками данных.

Одновременно с матрицами маршрутов на каждом узле сети осуществляется построение таблицы связей на основе информации, переносимой зонд-сигналами. Таблицы связей служат для построения матрицы смежности сети, что обеспечивает возможность контроля состояния сети при децентрализованном оперативном управлении потоками данных.

Зондирование сети с любого узла позволяет выполнить построение полных матриц маршрутов на каждом узле сети за счет того, что маршрутная информация формируется на основе адресной информации, содержащейся в каждом зонд-сигнале. Аналитические расчеты и результаты имитационного моделирования показывают, что построение матриц маршрутов согласно тому, как описано выше, обеспечивает существенное повышение быстродействия оперативного управления потоками данных, что обусловлено реализацией поиска локально-независимого маршрута путем прохождения по этому маршруту зонд-сигнала, который приносит информацию о маршруте на каждый узел, содержащийся в маршруте, что означает осуществление построения и наполнения матриц маршрутов на всех узлах сети в процессе зондирования.

Децентрализация сети обеспечивает повышение ее устойчивости. При этом следует особо отметить, что заявляемый способ является инвариантным к количеству одновременных структурных и канальных изменений, приводящих к необходимости повторного зондирования сети, поскольку в результате зондирования осуществляется полное перестроение построенных ранее матриц маршрутов с учетом всех изменений в сети, что обеспечивает более высокую живучесть сети в условиях активного воздействия на сеть, основанного на стратегии многократного кратковременного подавления одного или нескольких каналов связи, а также множественного одновременного вывода из строя действующих каналов связи с целью наводнения сети служебной информацией.

Инвариантность заявляемого способа обуславливает более высокую надежность сети при единовременной перестройке сети на новую топологию (что зачастую возникает при использовании беспроводных каналов связи в условиях изменения радиоэлектронной обстановки в районе функционирования сети), а также в случае возникновения так называемых «мигающих» каналов связи, что может быть связано с использованием беспроводных каналов связи, работающих на границе чувствительности. Также указанная выше особенность позволяет избегать накапливаемых ошибок в плане распределения сети, характерных для способов оперативного управления на основе матричных методов сбора информации, опирающихся на априорную информацию о состоянии сети.

При этом наличие полных матриц маршрутов на каждом узле позволяет находить обходные маршруты в случае отдельных изменений топологии сети, что в свою очередь позволяет избегать повторного зондирования при незначительных структурных изменениях, т.е. выполнить перераспределение потоков данных без генерирования служебного графика.

На основе анализа информации о связности сети, переносимой зонд-сигналами, реализован механизм селекции зонд-сигналов, позволяющий существенно снизить нагрузку на сеть служебной информацией, что обеспечивает повышение пропускной способности сети. Здесь же надо отметить, что проведенное авторами оценивание загруженности сети служебной информацией показало, что зависимость между количеством служебных сообщений (зондов) и количеством узлов в сети имеет линейный характер, за счет чего зондирование не оказывает существенного влияния на пропускную способность сети, в то время как при оперативном управлении потоками на основе волновых методов сбора информации имеет место существенное снижение пропускной способности сети.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, применение заявляемого технического решения позволяет существенно повысить устойчивость сети и быстродействие оперативного управления потоками данных при снижении служебной нагрузки на сеть, что обеспечивает повышение эффективности функционирования сети.

Предлагаемый способ оперативного управления потоками данных может быть реализован в телекоммуникационных сетях, построенных на базе пакетных коммутаторов, являющихся узлами сети и соединенных проводными и/или беспроводными каналами связи.

Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов, заключающийся в том, что на каждом узле сети осуществляют построение полной матрицы маршрутов и одновременно с матрицами маршрутов на каждом узле сети осуществляют построение таблицы связей на основе информации, переносимой зонд-сигналами, при этом на узле сети формируют первоначальный зонд-сигнал с адресом данного узла, после чего передают первоначальный зонд-сигнал на узлы сети по всем инцидентным данному узлу каналам; на каждом из узлов, принявших первоначальный зонд-сигнал, определяют номер канала, по которому принят данный зонд-сигнал, запоминают данный номер канала как имеющий наивысший приоритет для узла, на котором был сформирован первоначальный зонд-сигнал, дополняют первоначальный зонд-сигнал адресом принявшего его узла и запоминают содержащуюся в дополненном зонд-сигнале информацию о связи между узлом, на котором был сформирован первоначальный зонд-сигнал, и принявшем его узлом, после чего передают дополненный зонд-сигнал на узлы сети по всем инцидентным узлу, принявшему первоначальный зонд-сигнал, каналам; при получении дополненного зонд-сигнала, также как и любого из последующих дополненных зонд-сигналов, на каждом из узлов сети определяют номер канала, по которому принят дополненный зонд-сигнал, запоминают данный номер канала: в качестве имеющего наивысший приоритет для каждого узла, адрес которого содержится в дополненном зонд-сигнале - если информация об указанном адресе не содержится на узле, принявшем дополненный зонд-сигнал, либо в качестве следующего по порядку приоритетов - если информация об указанном адресе содержится на узле, принявшем дополненный зонд-сигнал, дополняют принятый дополненный зонд-сигнал адресом принявшего его узла и запоминают информацию обо всех связях между узлами, адреса которых являются соседними в дополненном зонд-сигнале, после чего передают на узлы сети последующий дополненный зонд-сигнал по всем инцидентным узлу, принявшему дополненный зонд-сигнал, каналам, если последующий дополненный зонд-сигнал содержит информацию о связях, не содержащуюся на узле до его получения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройству выполнения процесса очистки в порте сетевого коммутатора. Технический результат заключается в повышении быстродействия очистки в сетевом коммутаторе.

Изобретение относится к области осуществления связи в компьютерных системах. Технический результат - обеспечение уменьшения потребления ресурсов компьютерной системы за счет реализации оптимальной маршрутизации.

Изобретение относится к сетям связи. Технический результат заключается в повышении безопасности передачи данных внутри сети.

Изобретение относится к способу отправки и приема информации управления, устройству и системе связи. Техническим результатом является повышение эффективности использования служебной нагрузки, требуемой для передачи информации управления.

Изобретение относится к системе управления для использования в подземной разработке по меньшей мере с двумя управляющими вычислительными машинами и по меньшей мере с одним сетевым кабелем, соединяющим управляющие вычислительные машины, причем управляющие вычислительные машины выполнены для передачи данных по меньшей мере по первому проводу сетевого кабеля посредством высокочастотных сигналов.

Изобретение относится к области управления ресурсами в телекоммуникационной сети или в информационной системе. Техническим результатом является оптимизация времени исполнения базовых операций на календаре резервирования ресурсов.

Изобретение относится к области защиты интерфейса Ethernet. Техническим результатом является повышение эффективности перемаршрутизации интерфейса Ethernet.

Настоящее изобретение относится к компьютерной технике, а именно к системам управления содержанием веб-страниц. Технический результат заключается в возможности быстрой выдачи веб-страниц пользователю и достигается за счет применения в веб-страницах динамических частей, которые обрабатываются на оборудовании пользователя.

Изобретение относится к получению информации о топологии расширения порта (РЕ). Технический результат - эффективное получение информации о топологии каждого подключенного PE к управляющему мосту (CB) и установление канала для передачи данных.

Изобретение относится к базовой станции системы связи. Технический результат заключается в обеспечении быстрой передачи пакетов.

Изобретение относится к области средств передачи информации в виде пакетов. Техническим результатом является уменьшение энергопотребления, а также обеспечение гарантированной доставки данных. Способ характеризуют предварительным определением количества необходимых оконечных станций и коммутаторов с определением необходимой топологии каналов связи между ними путем передачи через используемые каналы связи конфигурационных пакетов. Настраивают используемые коммутаторы и оконечные устройства для приема/передачи информации. Передаваемую информацию разбивают на пакеты для передачи по стандарту PCI-Express размером не свыше 4 килобайт с учетом служебных слов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам маршрутизации. Технический результат заключается в снижении частоты обработки таблицы потоков. Каждый из множества коммутаторов выполняет в отношении принятого пакета, удовлетворяющего правилу из записи, зарегистрированной в его собственной таблице потоков, операцию на основе действия, заданного в этой записи. Контроллер регистрирует запись, в которой идентификатор, уникальный для пути, вычисленного на основе физической топологии сети, состоящей из упомянутого множества коммутаторов, задан в качестве правила, а вывод из заранее заданного выходного порта - в качестве действия, в каждом из этого множества коммутаторов до начала осуществления связи среди упомянутого множества коммутаторов. Обнаруживают физическую топологию сети и классифицируют упомянутое множество коммутаторов на краевые коммутаторы и центральные коммутаторы при обнаружении топологии до начала осуществления связи. Назначают уникальный идентификатор каждому из краевых коммутаторов. Вычисляют путь между краевыми коммутаторами и регистрируют запись о ретрансляции в таблице потоков центрального коммутатора, где запись о ретрансляции обозначает, что когда идентификатор заранее заданного краевого коммутатора описан в поле информации об адресате принятого пакета, этот принятый пакет должен быть переслан следующему коммутатору. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сетевым системам. Технический результат заключается в повышении скорости передачи данных в сети. Сетевая система содержит: коммутатор, сконфигурированный для передачи пакета на основе записи, зарегистрированной в таблице потоков; и контроллер, сконфигурированный для задания для упомянутого коммутатора записи об отбрасывании, определяющей условие соответствия для указания пакета и действие для отбрасывания пакета, когда в результате выборки пакета для упомянутого коммутатора определяется, что выборочный пакет является причиной шторма трафика, причем упомянутый коммутатор отбрасывает пакет, являющийся причиной, в блоке потока на основе записи об отбрасывании при возникновении шторма трафика. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системе связи. Технический результат изобретения заключается в эффективном совместном обмене информацией при работе множества устройств управления. Система связи включает в себя: устройство связи, которое обрабатывает пакеты, в соответствии с управляющей информацией, заданной посредством устройств управления; первое устройство управления, которое управляет устройством связи посредством задания вышеупомянутой управляющей информации в устройстве связи; и второе устройство управления, которое функционирует совместно с первым устройством управления. Первое устройство управления отсылает на второе устройство управления через устройство связи информацию, необходимую для совместной работы первого и второго устройств управления. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в осуществлении коммутации компьютера с одной или несколькими компьютерными сетями через внешнее устройство, программное обеспечение которого, включающее пользовательский интерфейс, устанавливается на компьютере. Аппаратно-программный комплекс коммутации компьютерных сетей содержит внешнее устройство для коммутации компьютера с одной или несколькими сетями, подключаемое к компьютеру, и программное обеспечение, устанавливаемое на компьютер, при этом программное обеспечение изменяет очередность подключения одной или нескольких сетей к сетевой карте компьютера с помощью внешнего устройства, посредством которого осуществляет физическое подключение/отключение сетей к сетевой карте компьютера, причем осуществляет физическое отключение от всех сетей, кроме того, внешнее устройство посредством пользовательского интерфейса изменяет настройки коммутации компьютерных сетей, подключаемых к внешнему устройству между собой, причем с возможностью кнопочного управления режимом работы без использования программного обеспечения. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при регистрации сейсмических данных. Заявлена сейсмическая регистрирующая система. Согласно одному воплощению сейсмическая регистрирующая система включает в себя регистратор, имеющий запоминающее устройство, снабженное прикладной программой протокола связи, сохраняемой в нем, и один или несколько блоков чувствительных элементов, находящихся на связи с регистратором по сети связи. Каждый блок чувствительных элементов может включать в себя запоминающее устройство, снабженное прикладной программой протокола связи, сохраняемой в нем. Технический результат - повышение точности и достоверности данных сейсморазведки. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сфере обеспечения информационной безопасности вычислительных сетей (ВС) и, в частности, определяет особенности организации межсетевых экранов (МЭ), применяемых для фильтрации сетевого трафика и защиты узлов ВС от несанкционированного доступа. Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в получении возможности сегментировать ВС без необходимости переконфигурирования узлов сети, переконфигурирования МЭ и формирования правил фильтрации. Указанный технический результат достигается следующими конструктивными особенностями и алгоритмом фильтрации трафика. Автоматический межсетевой экран, представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, содержит, по меньшей мере, два сетевых интерфейса, позволяет фильтровать транзитный трафик без назначения своим интерфейсам сетевых адресов, при этом содержит процессор, реализующий алгоритм многоуровневой фильтрации сетевого трафика, базирующейся на анализе направления транзита трафика, определяемого по принадлежности входного и выходного сетевых интерфейсов, к разделяемым сегментам вычислительной сети, а также с учетом анализа состояний телекоммуникационных протоколов транзитного трафика. 2 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения параллельных вычислительных систем. Техническим результатом является уменьшение задержки передачи данных и повышение числа коммутируемых абонентов сети. Устройство состоит из двух каскадов, первый из которых состоит из N коммутаторов r×2r с 3r дуплексными портами, а второй каскад состоит из 2N коммутаторов r×r с r дуплексными портами, причем r портов всех коммутаторов первого каскада образуют R=N×r внешних портов устройства, первые r портов из 2r внутренних портов коммутаторов 1-го каскада соединены с r портами первых N коммутаторов 2-го каскада, а вторые r портов из 2r внутренних портов коммутаторов 1-го каскада соединены с r портами вторых N коммутаторов хребта в соответствии с одной и той же таблицей соединения, удовлетворяющей условию N=2(r-1)+1. Таблица межкаскадных соединений имеет N строк и r столбцов, в ячейке ij которой указан номер коммутатора 1-го каскада, который соединен с i-м коммутатором хребта через j-е порты каждого из них. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 8 табл.

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в сетях передачи данных для фильтрации и маршрутизации фрагментированных дейтаграмм Интернет-протокола. Технический результат заключается в повышении эффективности системы защиты от DDoS-атак. Указанный технический результат достигается применением изменяющегося во времени критерия фильтрации, в качестве которого используется по меньшей мере один из следующих параметров: IР-адрес источника, IР-адрес получателя, маска подсети, порт источника, порт получателя, диапазон портов источника, диапазон портов получателя, номер протокола, тип обслуживания для IP версии 4 (IPv4), класс трафика для IP версии 6 (IPv6), метка потока для IPv6, индекс параметра безопасности IPSec (SPI), общая длина IР-дейтаграммы или их комбинация. 5 ил.

Изобретение относится к области связи. Технический результат - уменьшение количества записей, хранимых в узле связи, и уменьшение нагрузки на устройство управления в сети централизованного управления. Для этого осуществляющее связь устройство содержит первую таблицу с первой записью с условием соответствия, которое включает в себя, по меньшей мере, адрес получателя и соотнесено с получателем вывода пакета, соответствующего условию соответствия; вторую таблицу со второй записью с предварительно определенным условием соответствия; блок изучения получателя, который регистрирует набор из источника и порта приема принятого пакета в качестве условия соответствия и получателя вывода, соответственно, в первой таблице; и блок обработки пакета, который пересылает пакет получателю вывода, определенному в первой таблице, когда запись, имеющая условие соответствия, соответствующее принятому пакету, найдена в каждой из первой и второй таблиц. Блок обработки пакета широковещательно передает принятый пакет согласно третьей записи, когда запись, имеющая условие соответствия, соответствующее принятому пакету, не найдена. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх