Алгоритмы адаптивной коммутации на сетевом и канальном уровнях

Предполагаем, что узел коммутации ЦСИО обслуживает на сетевом уровне поток пакетов, которые содержат речевую информацию и данные, находящиеся в сообщении.

Алгоритм коммутации сетевого уровня при адаптивной коммутации выполняет следующие функции:

- изменяет режим коммутации (КК, КС, КП, ДГ-датаграмма, пакет передаваемый по случайному маршруту, и ПКС- прозрачная КС, когда сразу же по окончании передачи заголовка первого сообщения параллельно с содержимым сообщения передается заголовок второго сообщения и т. д.) переда­ваемых сообщений;

- изменяет длины передаваемых пакетов;

- перераспределяет полосу пропускания исходящих магистралей между информационными каналами в данном направлении пере­дачи;

- реорганизовывает информационные каналы и логические соеди­нения по приоритетной схеме при перегрузках информационного канала;

- осуществляет управление потоками с помощью механизма окна (выделяет время на передачу сообщения в количестве окон).

Каждая функция реализуется отдельным алгоритмом, для которого обеспечено взаимодействие с остальными частными алго­ритмами. Алгоритм изменения режимов коммутации срабатывает при одной из следующих ситуаций.

Если отсутствует свободная пропускная способность для пере­дачи относительно коротких, несвязанных пакетов (например, для уплотнения речевых каналов), то при наличии в очереди сообщений и датаграмм связанные ДГ перелаются как пакеты (каждая с пол­ным заголовком, т. е. независимо от остальных ДГ в датаграммной цепочке), а сообщения разбиваются на пакеты, которые также снаб­жаются заголовками и передаются по соответствующим логическим каналам; при этом формируются служебные пакеты для обозначения конца сообщения, что необходимо для работы алгоритма управления потоком.

Если в режиме КК передаются данные (основной поток), то они передаются по методу ПКС.

При создании транспортного канала большой протяженности, т. е. при увеличении задержки при передаче пакетов, режим КП может быть реорганизован в ПКС.

При перегрузке каналов, отведенных в информационном канале под КК, при уплотнении речевых вызовов, когда имеет место превышение вероятности потерь речевых вызо­вов, можно использовать ПКС, при которой можно увеличивать эффективную пропускную способность за счет ухудшения качества передаваемой речи.

Управление потоками с помощью механизма окна заложено в протоколах сетевого уровня и в их модификациях для интегральных сетей связи.

Алгоритмы АК на сетевом уровне позволяют улучшить показа­тели оценки эффективности функционирования ЦСИО за счет под­держания максимально высокого качества управления в условиях большой нагрузки при взаимодействии с соответствую­щими алгоритмами маршрутизации и ограничения интенсивности потоков.

Более гибким и универсальным средством повышения ка­чества функционирования ЦСИО является АК на канальном уровне. Алгоритм АК на канальном уровне состоит из следующих групп частных алгоритмов:

а) алгоритмов коммутации, которые реализуют один из типов обработки речевых кадров и кадров данных, соответственно в режимах коммутации каналов и пакетной коммутации;

б) алгоритмов перенастройки информационного канала - перехода из одного режима в другой, переназначения выходных каналов в информационном канале, смены начальных установок частных алгоритмов коммутации и переназначения;

в) алгоритмов управления, обеспечивающих оперативное взаи­модействие между алгоритмами первых групп и между этими алго­ритмами и алгоритмами коммутации сетевого уровня.

Для оценки моделей процессов коммутации проводились имитационные эксперименты на ЭВМ. На основе анализа полученных экспериментальных зависимо­стей были сделаны следующие выводы.

Использование режима КК наиболее эффективно в области малого трафика и больших длин поступающих пакетов, а режим КС дает наилучшие показатели эффективности в области среднего трафика и длинных пакетов. В целом этот режим является прием­лемым только для доставки пакетов, некритичных к задержке.

Режим КП имеет лучшие показателя в области большого тра­фика (при перегрузках), а ДГ режим - в области среднего и не­сколько завышенного трафика. При этом ДГ режим не подходит для передачи речи при наличии большого количества промежуточ­ных УК. Эти режимы менее чувствительны к числу выходных КСв, чем режим КК. но более чувствительны, чем режим КС.

Режим ПКС является наи­более приемлемым в области большого трафика и почти не­чувствителен к длине передава­емых пакетов и числу выходных КСв. Этот режим, если не учитывать затра­ты и трудности на его реализа­цию, является наиболее прием­лемым простым (негибридным) режимом коммутации с точки зрения пользователей ЦСИО.

Гибридная коммутация дает более значительный выигрыш при 60-канальной системе в области малых и особенно средних длин поступающих пакетов. Это указывает на то, что применение режима ГК целесообразно с точки зрения затрат только на больших УК.

Использование адаптивного прогноза делает алгоритм АК применимым и при достаточно больших значениях цикла управ­ления и приводит к заметному улучшению эффективности алго­ритма в области большого трафика.