Оценка характеристик и возможностей сетей X.25 и Frame Relay

Эффективным механизмом оптимизации процесса передачи информации через сети X.25 является механизм альтернативной маршрутизации. Возможность задания помимо основного маршрута альтернативных, т.е. резервных, имеется в оборудовании X.25, производимом практически всеми фирмами. Различные образцы оборудования отличаются по алгоритму перехода к альтернативному маршруту, а также по количеству альтернативных маршрутов. В некоторых типах оборудования например переход к альтернативному маршруту происходит только в случае полного отказа одного из звеньев основного маршрута. В других переход от одного маршрута к другому происходит динамически в зависимости от загруженности маршрутов и решение принимается на основании многопараметрической формулы. За счет альтернативной маршрутизации могут быть значительно увеличена надежность работы сети. Однако это означает, что между любыми двумя точками подключения пользователя к сети должно быть по крайней мере два различных маршрута. В связи с этим построение сети по звездообразной схеме можно считать вырожденным случаем. К сожалению, такая топология сети еще достаточно часто используется в тех городах, в которых есть только один узел сети X.25, установленный в рамках той или иной сети общего пользования.

Когда X.25 создавался, преобладали аналоговые системы передачи данных и медные линии связи. Стремясь нивелировать невысокое качество каналов того времени, стандарт использует систему обнаружения и коррекции ошибок, что существенно повышает надежность связи, но зато замедляет общую скорость передачи данных. Кроме того, каждый коммутатор, через который проходит пакет информации, выполняет анализ его содержимого, что также требует времени и больших процессорных мощностей. С появлением оптоволоконных сетей столь высокие требования надежности, реализуемые X.25, стали излишними - достоинство протокола превратилось в его недостаток. Скорость передачи по протоколу Х.25 не превышает 64 Кб/с.

Можно сделать вывод, что основным недостатком сетей X.25 являются значительные задержки передачи пакетов, поэтому ее невозможно использовать для передачи голоса и видеоинформации.[11]

Протоколом, призванным исправить недостатки X.25, стал Frame Relay. Он использует тот же принцип виртуальных каналов, однако анализ ошибок осуществляется только на пограничных точках сети, что привело к существенному увеличению скорости (в настоящее время - до 45 Мб/с). Существенным достоинством протокола стала возможность приоритезации разнородного трафика (включая данные, голос и видео), то есть пакетам различных приложений могут предоставляться различные классы обслуживания, благодаря чему пакеты с более высоким приоритетом доставляются "вне очереди". Основными недостатками технологии Frame Relay являются:

- высокая стоимость качественных каналов связи;

- не обеспечивается достоверность доставки кадров.

4. Решение задачи анализа и синтеза сети передачи данных

Структурная схема сети передачи данных:

Задача анализа сети состоит в расчете параметров сети в целом или отдельных ее фрагментов с целью определения степени соответствия характеристик сети заданным нормативам:

1) построим матрицу смежности V_12?12 = {v_ij};

2) показатель связности сети определим по формуле:

б =

где R = ||V|| = 36;

3) рассчитаем диаметр структуры и нагрузку сети d = extr_i,j d_ij:

;

;

Аналогично находим:

z_max = max[z₁, z₂, z₃, z₄,…, z₆₅,z₆₆]

z₁= = 43,90;

Аналогично находим:

z_max = z₁₇ = 102,10;

1. индекс центральности структуры рассчитаем по формуле:

в= = 1,09.

2. показатель сложности структуры определим по формуле:

с=

Задача синтеза сети состоит в выборе структуры, алгоритмики и разработке технических комплексов сети ПД, обеспечивающих выполнение за-данных нормативов к обмену сообщениями между абонентами сети и оптимизирующих некоторую целевую функцию. Воспользуемся алгоритмом алгоритмом Гомори-Ху:

1) строим дерево доминирующих потоков T. Для построения дерева доминирующих потоков Т используем алгоритм Краскала, при условии, что в графе веса ребер берем с противоположными знаками.

2) Производим последовательно разложение дерева доминирующих потоков Т на деревья с равномерными потоками:

1) Синтез циклов. Каждое поддерево заменяется циклом, проходящим через его вершины.

2) Построение результирующей сети G. Результирующая сеть синтезируется с помощью геометрического положения всех циклов, при этом веса ребер графа равны сумме весов соответствующих ребер в циклах:

Можно показать, что полученная сеть, синтезированная таким образом, удовлетворяет требованиям по обмену сообщениями и имеет минимальную пропускную способность.

Заключение

По результатам выполнения данной курсовой работы можно сделать следующие выводы:

1) Техника виртуальных каналов, лежащая в основе построения сетей X.25 и Frame Relay заключается в разделении операций маршрутизации и коммутации пакетов. Первый пакет таких сетей содержит адрес вызываемого абонента и прокладывает виртуальный путь в сети, настраивая промежуточные коммутаторы. Остальные пакеты проходят по виртуальному каналу в режиме коммутации на основании номера виртуального канала, который является локальным адресом для каждого порта каждого коммутатора. Преимуществами являются: ускоренная коммутация пакетов по номеру виртуального канала, а также сокращение адресной части пакета, а значит, и избыточности заголовка. К недостаткам следует отнести невозможность распараллеливания потока данных между двумя абонентами по параллельным путям, а также неэффективность установления виртуального пути для кратковременных потоков данных.[1]

2) Сети Х.25 относятся к одной из наиболее старых и отработанных технологий глобальных сетей. Трехуровневый стек протоколов сетей Х.25 хорошо работает на ненадежных зашумленных каналах связи, исправляя ошибки и управляя потоком данных на канальном и пакетном уровнях.

3) Сети Х.25 поддерживают групповое подключение к сети простых алфавитно-цифровых терминалов за счет включения в сеть специальных устройств PAD, каждое из которых представляет собой особый вид терминального сервера.

4) На надежных волоконно-оптических каналах технология Х.25 становится избыточной и неэффективной, так как значительная часть работы ее протоколов ведется «вхолостую».

5) Сети Frame Relay работают на основе весьма упрощенной, по сравнению с сетями Х.25, технологией, которая передает кадры только по протоколу канального уровня - протоколу LAP-F. Кадры при передаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, из-за чего технология и получила свое название.

6) Важной особенностью технологии Frame Relay является концепция резервирования пропускной способности при прокладке в сети виртуального канала. Сети Frame Relay создавались специально для передачи пульсирующего компьютерного трафика, поэтому при резервировании пропускной способности указывается средняя скорость трафика CIR и согласованный объем пульсаций В_с.

7) Сеть Frame Relay гарантирует поддержку заказанных параметров качества обслуживания за счет предварительного расчета возможностей каждого коммутатора, а также отбрасывания кадров, которые нарушают соглашение о трафике, то есть посылаются в сеть слишком интенсивно.

8) Большинство первых сетей Frame Relay поддерживали только службу постоянных виртуальных каналов, а служба коммутируемых виртуальных каналов стала применяться на практике только сравнительно недавно.

Список используемых источников

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов изд. 2-е. Спб.: Питер, 2005. 864 с.

2. Брейман А.Д. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Глобальные сети. Учебное пособие. М.: МГУПИ, 2006. 116 с.

3. Савостицкий Ю.А. История развития глобальных компьютерных сетей. Учебное пособие. М.: МИС, 2006. 512 с.

4. Шакин В.Н., Лившиц В.М. Принципы построения глобальных сетей и анализ их характеристик: Учебное пособие для слушателей ФПКП. М.: МИС, 2006. 375 с.

5. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.: Техносфера, 2003. 219 с.

6. Платонов В. Глобальная информационная сеть. - М.: Проспект, 2006

7. Бройдо, Владимир Львович. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. СПб.: Питер, 2003. 688 с.

8. Репкин Д.Е. Глобальные сети как средство человеческого общения. - М.: АНО «ИТО», 2007. 75 с.

9. Зингеренко Ю.А. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Спб.: СпбГУ ИТМО, 2005. 143 с.

10. Мур М., Притеки Т., Риггс К., Сауфвик П. Телекоммуникации. Руководство для начинающих. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 624 с.

11. Глобальные сети // lectures.net.ru: сервер технологий сетей ЭВМ и телекоммуникаций. 2009. URL: http://lectures.net.ru/wan/(дата обращения: 5.11.2009)

12. ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1. Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 1. Базовая модель. M., 2000. 62 c.

13. Семенов Ю.А. Телекоммуникационные технологии // book.itep.ru: сервер телекоммуникационных технологий. 2008. URL: http://book.itep.ru (дата обращения 15.11.2009)

14. Компьютерные сети и телекоммуникации. Онлайн учебник // lessons-tva.info: сервер дистанционного обучения. 2009. URL: http://lessons-tva.info/edu/telecom.html (дата обращения 15.11.2009)

15. Голден Телеком: Услуги передачи данных: Учебное пособие для слушателей ФПКП. М.: МИС, 2007. 200 с.

16. Медведовский И.Д. Локальные и глобальные сети. - СПб.: «Мир и семья-95», 2007. 115 с.

17. Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения. М.: ДМК Пресс, 2002. 224 с.