Управління функціонуванням СВО

Під управлінням в СВО будемо розуміти процес приведення і підтримки мережі в стані, в якому її функціонування оптимально в сенсі обраного критерію і з урахуванням відповідних обмежень, шляхом вибору керуючих впливів з безлічі можливих. Система управління СВО являє собою сукупність апаратно-програмних засобів, призначених для встановлення з ’ єднань, контролю над ними, для прийому, накопичення, передачі і переробки інформації. Під структурою системи управління СВО розуміється сукупність її окремих підсистем з їх зв'язками, розглянута в процесі взаємодії з об'єктом керування.

Система керування мережею повинна забезпечити, з одного боку, розвиток і підтримка в робочому стані як СВО в цілому, так і її окремих складових, для того, щоб мережа могла виконувати свої функції, а з іншого боку, - розподіл і доставку окремих Спін за адресами з дотриманням вимог до цієї доставки. У СІО, як і в ІТТ, можна виділити чотири основних рівня управління:

Підтримання в робочому (справному стані окремих апаратно-програмних засобів, коли об'єктом є кошти, які реалізують мережу, а метою управління є забезпечення різними способами (введенням надмірності, дублюванням, резервуванням, тестуванням і т. д.) заданих показників надійності СІО.
Керування доставкою Спін за адресою, коли об'єктами управління служать комутаційні системи КК і основною метою управління є вибір шляху в комутаційної системи, створення тракту передачі згідно з адресою та задоволення додаткових вимог (пріоритетом, часу доставки, вірогідності передачі і т. п.), тобто на цьому рівні здійснюється управління комутацією. У КК з програмним керуванням, застосовуваних у СВО, стала можливою реалізація адаптивних алгоритмів, здатних реагувати на мінливі параметри вхідних і вихідних потоків, оцінювати стан комутаційної системи КК.
Управління розподілом КСв і регулювання (обмеження) інтенсивностей потоків Спін, коли об'єктами управління є системи кросування, а основною метою - розподіл та перерозподіл каналів між вторинними мережами, створення пучків прямих каналів і розробка алгоритмів вибору шляхів для забезпечення задоволення вимог доставки Спін при змінах в мережі або в інтенсивностях потоків; по суті на цьому рівні здійснюється управління переданої інформації, що включає в себе управління інтенсивністю потоків (обмеження інтенсивності) і маршрутизацією потоків.
Керування мережею в цілому як технико-економічної системою, включаючи завдання адміністративного управління, завдання експериментальних досліджень і сетеметрии і т. д., які, враховуючи складність СІО як об'єкта управління, повинні бути автоматизовані, тобто повинні бути реалізовані автоматизовані системи керування зв'язком і мережею.

Так як СВО є інтегральними мережами, функції, для виконання яких вони призначені, увібрали в себе функції однорідних мереж, таких, як СПД, ІТТ, телефонна мережа і т. д. Крім того, у міру розвитку інтегральних мереж постає завдання забезпечення їх взаємодії з існуючими та створюваними обчислювальними мережами, тому управління процесом обміну інформацією в СВО доцільно будувати на основі концепцій і стандартів, прийнятих для нині існуючих мереж. Загальноприйнятою моделлю обчислювальної мережі є ЭМВОС.

Під управлінням процесом обміну інформацією в СВО будемо розуміти завдання вибору оптимальних по відношенню до деякого критерієм методів маршрутизації і обмеження інтенсивності потоків у мережі з заданої топологічної структури при відповідних обмежень.

Управління процесом обміну інформацією в СВО тісно пов'язане з використовуваними в мережі методами (режимами) комутації, тому розглянемо наявні в даний час методи комутації та можливості їх застосування в СВО.

Вище вказувалося, що в існуючих ІТТ до теперішнього часу одержали поширення в основному два методу комутації: комутація каналів і комутація повідомлень (пакетів). Метод КП застосовується в двох різновидах: комутація дейтаграм (ДГ), при якій кожен пакет Спін забезпечується адресою одержувача і може при проходженні через мережу мати маршрут, відмінний від маршруту інших пакетів того ж повідомлення, і комутація віртуальних каналів (ВК), при якій всі пакети одного Спін проходять одним і тим же шляхом, що визначаються у фазі встановлення віртуального каналу. Найбільше поширення за останні роки в ІТТ отримав метод КП, до достоїнств якого можна віднести можливість ефективного використання пропускної здатності КСв при передачі щодо коротких Спін; можливість забезпечення малого часу затримки Спін без закріплення для взаємодіючих абонентів пропускної здатності КСв; гнучкість і високу надійність, пов'язану з можливістю використання обхідних маршрутів при виході з ладу окремих ділянок або вузлів мережі; збільшення скритності передачі внаслідок того, що окремі частини Спини можуть передаватися по різних маршрутах і через проміжні вузли не проходять повні повідомлення (при використанні методу ДГ).

Разом з тим очевидні недоліки, за яких метод КП не може бути єдиною основою для побудови базової мережі СІО. До цих недоліків, зокрема, відносяться наступні:

у певних умовах роботи мережі (при великому трафіку) часи доставки Спін можуть бути дуже великими і не задовольняти вимогам користувачів до якості передачі;
метод не забезпечує прозорості по часу при передачі інформації, тобто середньоквадратичне відхилення часу доставки Спін не може бути нульовим, і навіть у разі використання методу ДГ, окремі пакети можуть Спін прибувати в КК-одержувач з порушенням їх послідовності;
у певних умовах метод КП поступається методом КК за показником використання пропускної здатності КСв, тобто в кінцевому рахунку, з економічної точки зору.

Прагнення подолати недоліки «чистих» методів комутації викликало появу великої кількості методів гібридної комутації, при яких смуга КСв ділиться між режимами КК і КП, причому найбільш перспективною з точки зору використання КСв та економічної ефективності, видається адаптивна комутація, при якій розподіл пропускної здатності КСв відбувається динамічно в залежно від стану мережі в даний момент. Дослідження показали, що використання гібридних і адаптивних принципів комутації дозволяє досягти високої ефективності функціонування СВО при забезпечення необхідної якості доставки інформації користувачам.

З точки зору реалізації конкретних ІТТ, найбільше застосування знайшов метод КП як з комутацією дейтаграм (наприклад, ARPA, EIN, CYCLADES та ін.), так і з комутацією віртуальних каналів (наприклад, TYMNET, DADAPAC та ін.), хоча в деяких мереж застосовується і комутація каналів (наприклад, EDS). В останні роки спостерігається поступовий перехід до мереж з ЦК і АК.

У СВО, через велику різноманітність переданих видів інформації зі специфічними вимогами до якості передачі кожного з них, застосування гібридних і адаптивних методів комутації стає необхідністю. З цієї причини, а також враховуючи перспективи розвитку існуючих ІТТ, надалі будемо вважати, що в інтегральної мережі реалізована ЦК або АК.
Управління процесом обміну інформацією в СВО характеризується низкою особливостей.

Мережа, по якій передається службова інформація про об'єкт керування, володіє тими ж характеристиками, що і СІО, в якій здійснюється обмін користувача інформацією, так як у загальному випадку вони збігаються.
Елементи системи управління територіально віддалені один від одного. Це призводить до того, що службова інформація про стан об'єкта управління завжди запізнюється і відображає минуле стан процесу обміну інформацією, тобто рішення з управління процесом обміну інформацією завжди приймаються на основі інформації про минуле стані цього процесу.
Пропускна здатність СІО, під якою будемо розуміти кількість інформації (біт/с), яке одночасно можна передавати між усіма КК за одиницю часу, може бути менше продуктивності джерел інформації, генеруючих Спін.
Умови роботи СВО змінюються, тобто мають місце випадкові зміни інтенсивностей і напрямків, що входять в мережу потоків Спін; випадкові впливу помилок у КСв на передану цифрову інформацію; випадкові зміни топологічної структури мережі внаслідок виходу з ладу КК або КСв (повністю або частково) і подальшого відновлення; еволюційні зміни топологічної структури СІО, тобто додавання нових КК, нових КСв, видалення КК або КСв і т. д.

За ознакою централізації управління розрізняють наступні методи вибору маршрутів:
1) метод централізованої маршрутизації, коли в мережі існує один централізований керуючий вузол, який аналізує стан мережі і передає керуючі впливи всім КК (деякі методи централізованої маршрутизації, наприклад, так звана «дельта-машрутизация», залишають КК деяку свободу у виборі маршрутів, коли остаточне рішення приймається в КК);
2) метод децентралізованої маршрутизації, при якому рішення щодо вибору маршрутів приймаються в кожному КК незалежно;
3) метод зоновій маршрутизації, при якому вся територія, охоплена мережею, розбивається на зони і всередині кожної зони і між зонами може використовуватися свій метод адаптивного управління.