Моделирование алгоритма маршрутизации

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Современные тенденции развития  электросвязи

1.1 Маркетинговое исследование

1.2 Маршрутизация в сети

1.3 Типы алгоритмов

1.4 Классификация  методов маршрутизации вызовов

1.4.1 Фиксированная  маршрутизация

1.4.2 Методы  детерминированной маршрутизации

1.4.3 Групповой  метод  динамической статистической  маршрутизации

1.4.4 Разовый  метод динамической статистической  маршрутизации 

1.4.5 Групповой  метод динамической детерминированной  маршрутизации по остаточной  емкости

1.5 Существующая  междугородняя сеть Республики  Казахстан

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОХОЖДЕНИЯ ВЫЗОВА ПО МЕЖДУГОРОДНОМУ ТЕЛЕФОННОМУ ТРАКТУ

2.1 Построение модели

2.2 Процесс  установления соединения на междугородней  телефонной сети

2.3 Два варианта модели прямого пучка каналов МТС

3 РАСЧЕТ УТОЧНЕННОЙ МОДЕЛИ ПРЯМОГО ПУЧКА МЕЖДУГОРОДНОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

3.1 Базовая модель

3.2 Приближенный алгоритм расчета модели, основанный на использовании формулы Эрланга

3.3 Преобразование модели полнодоступного пучка простейшего типа

4 МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМА  МАРШРУТИЗАЦИИ

4.1 Модель сети связи

4.2 Задача распределения потока

4.3 Метод отклонения потока

4.3.1 Алгоритм Флойда отыскания  множества кратчайших путей 

4.3.2 Оптимальный алгоритм отыскания  потока для выбора маршрутов

4.3.3 Алгоритм отыскания реализуемого  начального потока

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В новом веке именно связь и информатика становятся ключевыми технологиями, и именно они будут определять развитие общества в начале третьего тысячелетия.

Стратегической задачей развития национальной телекоммуникационно – информационной инфраструктуры является обеспечение казахстанского общества средствами и услугами связи высокого качества в необходимом объеме и по доступным ценам. Учитывая огромный неудовлетворенный спрос на услуги электросвязи, а также использование в основном аналоговых систем передачи и коммутации, предусматривается переход на принципиально новые технологии и построение цифровой сети, оснащенной цифровыми автоматическими коммутационными станциями, цифровыми системами передачи, волоконно-оптическими кабелями связи, цифровыми радиорелейными системами связи. Это позволит создать высококачественные цифровые сети связи, сети передачи данных, высокоскоростные системы факсимильной связи, системы получения информации из банков данных, системы обработки сообщений и системы подвижной связи, обеспечивающие как речевой, так и документальный обмен.

Стратегическими направлениями отрасли определены:

- цифровизация процессов формирования, обработки, коммутации и передачи сигналов электросвязи, поэтапное строительство цифровых сетей с последующей заменой ими аналоговых;

- переход к структуре и системе интегрального обслуживания и значительное расширение номенклатуры услуг связи и информатизации;

- формирование интеллектуальных сетей массового обслуживания для быстрого, эффективного и экономного предоставления услуг пользователям, переход к услугам мультимедиа.

 

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ МАРШРУТИЗАЦИИ  ВЫЗОВОВ НА МЕЖДУГОРОДНЕЙ СЕТИ  ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

1.1 Современные тенденции развития электросвязи

Связь развивалась по пути цифровизации всех видов информации. Это стало генеральным направлением, обеспечивающим  экономичные методы не только ее передачи, но и распределения, хранения и обработки. Вслед за ИКМ-24 появляются ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920, а затем системы передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ).

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами этих систем по сравнению с аналоговыми системами передачи: высокой помехоустойчивостью; слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи; стабильностью электрических параметров каналов связи; эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

На смену телеграфной связи пришли такие виды документальной электросвязи, как передача данных, электронная почта, факсимильная связь.

Одновременно с ростом числа услуг связи будет меняться их качество – от простого телефонного сервиса до услуг мультимедиа, которые будут обеспечиваться интегральными цифровыми сетями связи.

Особенно быстрыми темпами в мире и у нас в стране идет развитие мобильной радиосвязи. Человек с сотовым телефоном, не привязанный шнуром к своему месту, превратился в своеобразный символ конца века. Количество людей, пользующихся мобильными телефонами, приближается к 800 млн. по числу абонентов  системы мобильной связи уже можно судить об уровне и качестве жизни.

Человечество движется  по пути создания Глобального информационного общества. Ее основой станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющей которой будут мощное транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и ее персонализация (доведение услуг до каждого пользователя) – вот две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе развития человечества специалистами электросвязи.

Большинство специалистов сходятся во мнении, что дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий будет идти в направлениях увеличения скорости передачи информации, интеллектуализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

Высокие скорости. Необходимы для передачи изображений, в том числе телевизионных, интеграции различных видов информации в мультимедийных приложениях, организации связи локальных, городских и территориальных сетей.

Интеллектуальность. Позволит увеличить гибкость и надежность сети, сделает более легким управление глобальными сетями. Благодаря интеллектуализации сетей пользователь перестает быть пассивным потребителем услуг, превращаясь в активного клиента – клиента, который сможет сам активно управлять сетью, заказывая необходимые ему услуги.

Мобильность. Успехи в области миниатюризации электронных устройств, снижение из стоимости создают предпосылки к глобальному распространению мобильных оконечных устройств. Это делает реальной задачу предоставления услуг связи каждому в любое время и в любом месте.

Объем информации, передаваемой через информационно - телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые два - три года. Появляются и успешно развиваются новые отрасли информационной индустрии, существенно возрастает информационная составляющая экономической активности субъектов рынка и влияние информационных технологий на научно- технический, интеллектуальный потенциал и здоровье наций.

1.2 Маркетинговое исследование

Связь играет огромную роль в сбалансированном развитии глобальной экономики. Она служит звеном между промышленной сферой, сферой услуг и потребителями, а также между отдаленными территориями и экономическими центрами. Стимулируя общение людей посредством связи, современные средства телекоммуникаций являются необходимым условием для социального сплочения и культурного развития всех стран.

Невероятно возросшие потоки информации в форме телефонных разговоров, факсимильной информации, электронной почты, массивов данных и телевизионного вещания показывают, до какой степени мир становится все более зависимым от средств электросвязи, меняющих бизнес, стиль жизни, общество в целом.

Занятые в сфере услуг фирмы не производят продуктов в вещественной форме, их активность связана с предоставлением услуг, продвижением продуктов и, что наиболее важно – с предоставлением (обменом) информацией. Последние двадцать лет постоянно осуществляются информационно- технологические процессы, воздействие которых на человеческое общество еще предстоит изучить и оценить. Важный фактор в этих процессах – объем инвестиций в информационные технологии. И хотя в развитых странах объем инвестиций в телекоммуникации сокращались, доход этого сектора существенно возросли. Исследования показали, что подавляющее большинство людей работающих в сфере услуг, занимаются производством, обработкой и распределением информации. При этом есть все основания полагать, что обработка информации является одной из наиболее значительных составляющих экономической активности. Отрасль электросвязи – один из важнейших секторов экономики любой страны, причем по темпам роста сектор опережает почти все остальные сектора экономики.

Возможность оплачивать услуги, как в стране пребывания, так и дома, говорит о растущей глобализации рынка телекоммуникаций. Рост туризма, как делового, так и развлекательного, явился одной из важнейших причин увеличения объёмов предоставления телекоммуникационных услуг. Но главное технологические инновации, увеличивая доступность услуг, увеличивают и объем их потребления. Ни одна крупная компания уже не функционирует только в национальных пределах. Увеличивающаяся либеризация сектора открывает новые рынки поставщикам услуг. Появляются новые всемирные альянсы, предоставляющие услуги электросвязи

Общая рыночная сегментация услуг электросвязи осуществляется по трём основным сегментам предоставления услуг связи:

- местной телефонной;

- международной телефонной;

- подвижной.

Существуют еще и другие сегменты, но их доля в совокупных доходах от предоставления услуг невелика. На сегодняшний день телефонная связь остается самой прибыльной услугой электросвязи.

Поскольку телекоммуникация сегодня рассматриваются как существенный элемент общечеловеческого развития, то универсальный доступ хотя бы к базовым телекоммуникационным услугам является одной из фундаментальных целей всех стран. Десять лет назад было сделано предположение, что эта цель будет достигнута к 2000 году. Но за этот период, хотя в некоторых развивающихся странах и виден явный прогресс, в большинстве стран существенных позитивных сдвигов нет. В результате, в настоящее время все еще сохраняется достаточно большой разрыв в уровне развития телекоммуникаций между развитыми и развивающимися странами, так как развитие телекоммуникаций тесно связано с общим уровнем экономического развития региона. Между тем современные телекоммуникационные технологии позволяют обеспечить всеобщий доступ к базовым услугам. Здесь нужны совместные усилия развитых и развивающихся стан, причем развитие телекоммуникаций должно рассматриваться не под углом зрения простой помощи одних стран другим, но в боле широком контексте непрерывного и устойчивого мирового развития, кода каждая страна делает собственные усилия.

Необходимость насытить рынок качественными услугами связи, защита прав потребителей на получение традиционных и новых услуг, получение доступа к сетям связи общего пользования в условиях конкуренции предприятий разной ведомственной принадлежности формируют, с одной сторон, новые условия дальнейшего развития и модернизации как существующей сети, так и альтернативных операторов, а, с другой, выдвигают новые совершенно отличные от прежних требования к органам, регулирующим деятельность отрасли в интересах потребителей и обеспечивающих условия целостности систем связи, её прозрачность для пользователя.

 

1.3 Маршрутизация в сети

В общедоступном значении слова маршрутизация означает передвижение информации от источника к пункту назначения через объединенную сеть. При этом, как правило, на пути встречается по крайней мере один узел. Маршрутизация часто противопоставляется объединению сетей с помощью моста, которое, в популярном понимании этого способа, выполняет точно такие же функции. Основное различие между ними заключается в том, что объединение с помощью моста имеет место на Уровне 2 эталонной модели ISO, в то время как маршрутизация встречается на Уровне 3. Этой разницей объясняется то, что маршрутизация и объединение по мостовой схеме используют различную информацию в процессе ее перемещения от источника к месту назначения. Результатом этого является то, что маршрутизация и об'единение с помощью моста выполняют свои задачи разными способами; фактически, имеется несколько различных видов маршрутизации и об'единения с помощью мостов.

Тема маршрутизации освещалась в научной литературе о компьютерах более двух десятилетий, однако с коммерческой точки зрения маршрутизация приобрела популярность только в 1970 году. В течение этого периода сети были довольно простыми, гомогенными окружениями. Крупномасштабное объединение сетей стало популярно только в последнее время.

Маршрутизация включает в себя два основных компонента: определение оптимальных трактов маршрутизации и транспортировка информационых групп (обычно называемых пакетами) через объединенную сеть. В настоящей работе последний из этих двух компонентов называется коммутацией. Коммутация относительно проста. С другой стороны, определение маршрута может быть очень сложным процессом.

Определение маршрута может базироваться на различных показателях (величинах, результирующих из алгоритмических вычислений по отдельной переменной - например, длина маршрута) или комбинациях показателей. Программные реализации алгоритмов маршрутизации высчитывают показатели маршрута для определения оптимальных маршрутов к пункту назначения.

Для облегчения процесса определения маршрута, алгоритмы маршрутизации инициализируют и поддерживают таблицы маршрутизации, в которых содержится маршрутная информация. Маршрутная информация изменяется в зависимости от используемого алгоритма маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации заполняют маршрутные таблицы неким множеством информации. Ассоциации "Пункт назначения/следующая пересылка" сообщают роутеру, что определенный пункт назначения может быть оптимально достигнут путем отправки пакета в определенный роутер, представляющий "следующую пересылку" на пути к конечному пункту назначения. При приеме поступающего пакета роутер проверяет адрес пункта назначения и пытается ассоциировать этот адрес со следующей пересылкой. В таблице приведен пример маршрутной таблицы "место назначения/следующая пересылка".