Методические указания по выполнению лабораторной работы

"Методы динамического распределения потоков вызовов на сетях электросвязи.

Метод рельефов".

1. Цель работы.

1.1. Приобрести навыки по формированию матриц рельефов и матриц маршрутизации.

1.2. Изучить принцип выбора пути с помощью матрицы маршрутизации.

2. Подготовка к выполнению лабораторной работы.

2.1 Перед выполнением лабораторной работы необходимо:

- изучить алгоритм метода рельефов;

- изучить структуру программы лабораторной работы.

2.2. Получить у преподавателя задание на выполнение работы.

3. Задание.

3.1. Получить от преподавателя исходные данные.

3.2. Ответить на вопросы теста.

3.3. Создать структуру сети с помощью средств, используемой программы.

3.4. Выполнить комплекс предложенных задач.

3.5. Получив оценку по тесту и по задачам, сообщить преподавателю.

3.6. Составить отчет о выполнении работы.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Ознакомиться с методом рельефов.

4.2. Создать структуру сети.

4.3. Сформировать матрицу рельефа для указанного узла.

4.4. Сформировать матрицу маршрутизации для указанного узла.

4.5. Повторить пункты 4.3. и 4.4. при условии, что одна из линий повреждена

(линия задается программой).

4.6. Решить три задачи маршрутизации (условия задаются программой).

Краткая теория.

Метод рельефов предусматривает формирование плана распределения информации для каждого УК (узла коммутации) сети по числу транзитных участков.

Суть метода рельефов. Пусть i-произвольный УК сети связи. i-рельефом называется процедура присвоения значения числовой функции каждой ЛС (линии связи). i-рельеф строится следующим образом. Из i-го УК по всем исходящим ЛС передается число "1". Все УК, в которые поступило число "1", передают по всем исходящим ЛС, кроме тех ЛС по которым поступила "1", число "2". Далее УК, на которые поступило число "2" передают по исходящим ЛС, кроме тех ЛС, по которым поступила "2" число "3" и т.д., до тех пор, пока все линии не будут пронумерованы. Говорят, что ЛС имеет n высоту, если она обозначена числом n в i-рельефе.

Указанным способом формируется рельеф из каждого УК сети связи. В итоге получается, что каждая ЛС имеет s высот. Рассмотрим метод рельефов только относительно i-рельефа. Тогда ЛС, имеющая минимальную высоту, является исходящей линией первого выбора. ЛС, имеющие большие высоты, соответственно, являются исходящими линиями второго, третьего и т.д. выбора.

В случае загруженности или неисправности ЛС необходимо переформировать рельеф. При восстановлении или освобождении ЛС первоначальный рельеф потребуется восстановить.

Данный метод формирования метода распределения информации каждого УК позволяет определить не только ЛС первого выбора, но и второго, третьего и т.д. Однако недостатком данного метода является необходимость передавать информацию между узлами сети, что значительно загружает сеть связи служебной информацией.

Порядок выполнения работы.

Перед выполнением работы необходимо ответить на вопросы теста, для этого в меню нужно нажать на кнопку “ТЕСТ”.

На первом этапе выполнения работы необходимо создать структуру сети с помощью графического интерфейса, для этого в меню нужно нажать на кнопку “ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ”.

После нажатия кнопки “ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ”, запускается режим создания вершин графа (станций).

Для создания / удаления станций необходимо подвести курсор к соответствующей

точке на графической сетке:

Создание станции – Нажать левую кнопку мыши.

Удаление станции – Нажать правую кнопку мыши.

Выход из режима создание/удаление станций –Нажатие левой кнопкой мыши на кнопку

“ЗАКОНЧИТЬ ДОБАВЛЕНИЕ СТАНЦИЙ”.

После нажатия кнопки “ЗАКОНЧИТЬ ДОБАВЛЕНИЕ СТАНЦИЙ” программа входит в режим добавления / удаления линий.

Создание линии – 1. Нажать левую кнопку мыши на станции, с которой будет

начинаться линия.

2. Нажать левую кнопку мыши на станции, с которой будет

произведено соединение.

Удаление линии – 1. Нажать правую кнопку мыши на первой станции, с которой имеет

соединение удаляемая линия.

2. Нажать правую кнопку мыши на второй станции, с которой имеет

соединение удаляемая линия.

Выход из режима создание/удаление линий – Нажатие левой кнопкой мыши на кнопку

“ЗАКОНЧИТЬ ДОБАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ”.

Возвращение в режим создание/удаление станций – Нажатие левой кнопкой мыши на

кнопку “ВЕРНУТЬСЯ К ДОБАВЛЕНИЮ СТАНЦИЙ”.

После создания структуры сети необходимо перейти ко второму этапу. Второй этап заключается в решении двух типов задач: построить матрицы рельефа и маршрутизации для указанного узла; используя матрицы маршрутизации построить путь между двумя станциями, удовлетворяя заданным условиям.

После нажатия кнопки “ЗАКОНЧИТЬ ДОБАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ” появляется меню:

“МЕТОД РЕЛЬЕФОВ” - задача построения матрицы рельефа для указанного узла.

“МАРШРУТИЗАЦИЯ” - задача маршрутизации.

--------------------------------------

ЗАМЕЧАНИЕ!

ЗАДАЧА МАРШРУТИЗАЦИИ ДОСТУПНА ТОЛЬКО В ТОМ СЛУЧАЕ, КОГДА

РЕШЕНА ЗАДАЧА ПОСТРОЕНИЯ МАТРИЦЫ РЕЛЬЕФА ДЛЯ УКАЗАННОГО УЗЛА!

--------------------------------------

Обозначения:

1. Матрица рельефа.

Над матрицей располагаются номера узлов. Слева от матрицы находятся номера узлов, которые находятся от указанного узла на расстоянии равном 1, т.е. ранг пути равен 1.

Формирование матрицы рельефов производится следующим образом:

На экране отображается информация о номере узла, для которого необходимо:

1. Указать размерность матрицы (количество строк и столбцов).

2. Сформировать матрицу.

Матрица рельефов имеет размерность m ´ n,

где m - количество узлов, которые находятся от указанного узла на расстоянии

равном 1, т.е. ранг пути равен 1;

n - общее число узлов заданной структуры сети.

ПРИМЕР.

Задана сеть состоящая из пяти узлов.

Матрица рельефа для 3-го узла:

1 2 3 4 5 - номера всех узлов

2| 2 1 0 3 3

4| 2 3 0 1 2

узлы, которые находятся от 3-го узла на расстоянии равном 1.

Элементы матрицы рельефа характеризуют кратчайшие по рангу пути от 3-го узла до любого узла сети соответственно через 2 или 4 узел.

При построении матрицы рельефа от заданного узла i до любого другого узла сети через смежный с заданным узлом i узел курсор необходимо подвести к нужному узлу и нажать левую кнопку мыши. Далее подвести к следующему. По окончании формирования кратчайшего пути нажать на кнопку “ВВЕСТИ ЭЛЕМЕНТ”.

2. Матрица маршрутизации.

Над столбцами матриц располагаются номера очередности выбора пути (1-путь первого выбора, 2-путь второго выбора, ...). Слева от матрицы находятся номера узлов сети, расположенные в порядке возрастания (номер узла, для которого сформирована матрица маршрутизации, не указывается). Формирование матрицы маршрутизации производится следующим образом:

На экране отображается матрица рельефов для заданного узла i. В соответствии с матрицей рельефов необходимо построить матрицу маршрутизации. Требуется:

1. Указать размерность матрицы (количество строк и столбцов).

2. Сформировать матрицу.

Матрица маршрутизации имеет размерность (m-1) ´ n,

где m - общее количество узлов, за исключением i-го узла сети;

n - количество узлов, смежных с i-тым узлом сети, через которые могут быть

установлены соединения.

ПРИМЕР.

Матрица маршрутизации для матрицы рельефа приведенной выше.

1 2 - номер очередности выбора пути

1| 2 4

2| 2 4

4| 4 2

5| 4 2

номера узлов сети

Формирование матрицы маршрутизации производится таким же образом, что и матрицы рельефов. При формировании матрицы маршрутов необходимо указывать номера узлов в порядке очередности их выбора в процессе установления соединения от i-того узла до рассматриваемого: узел выбирается с помощью курсора и нажатия левой кнопки (узел выделяется голубым цветом). После чего необходимо нажать на кнопку “ВВЕСТИ ЭЛЕМЕНТ”. Произведя указанные действия, номер данного узла отразится в матрице маршрутов.

Действия по формированию матриц рельефов и маршрутов, описанных выше, повторить для условия: одна из линий повреждена (линия выделяется красным цветом).

При переходе в режим решения задачи маршрутизации структура сети восстанавливается (происходит восстановление поврежденной линии). При решении задач маршрутизации на экран выводятся: номера узлов (станций), между которыми необходимо указать путь; условие выбора; матрица маршрутов для узла от которого ищется путь. В соответствии с условием выбора и узлом, к которому необходимо найти путь, в матрице маршрутизации выбирается элемент – узел, через который будет проходить путь. На графической сетке необходимо навести курсор мыши на выбранный узел, и выделить его, нажав на левую кнопку мыши. На экране появится матрица маршрутизации для выделенного узла и изменится условие выбора. Дальнейшие действия по формированию пути аналогичны приведенным выше.

В случае успешного решения предложенных задач (с количеством ошибок меньшим десяти), в меню “РЕЗУЛЬТАТЫ” выводится оценка, которую необходимо показать преподавателю.

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под кратчайшим путем?

2. Что такое длина пути? Укажите причину выбора в качестве основного критерия длины

пути число транзитных узлов (ветвей) в сети.

3. Чем отличаются между собой матрицы непосредственных связей, матрица емкостей и

матрица длин ветвей?

4. Какими способами можно получить план распределения информации на сетях связи?

5. Поясните сущность метода рельефов.

6. Каким образом производится формирование матриц рельефа и маршрутизации для

метода рельефа?

7. Укажите различие между разовыми и групповыми, детерминированными и

статистическими способами выбора плана распределения информации.

8. Объясните причины высокой живучести децентрализованной системы динамического

управления. Почему централизованная система имеет меньшую живучесть?

Литература:

1. Лазарев В.Г., Саввин Г.Г. "Сети связи. Управление и коммутация". - М.: “Связь”, 1973 г.

2. Методика анализа методов маршрутизации. Методические указания. - Новосибирск:

“НЭИС”, 1988 г.