- •А.В.Тимофеев, а.В.Сырцев Модели и методы маршрутизации потоков данных в телекоммуникационных системах с изменяющейся динамикой
- •Содержание
- •1. Эволюция глобальных ткс и принципов управления потоками данных
- •1.1. Рост объема и изменение структуры трафика в глобальных ткс
- •1.2. Современные тенденции развития глобальных ткс
- •1.3. Pазвитие ip-технологий маршрутизации и передачи потоков данных
- •1.4. Архитектура глобальных ткс и роль сетевой системы управления
- •1.5. Принципы построения адаптивных и интеллектуальных систем сетевого управления
- •1.6. Анализ ткс как информационного объекта управления
- •1.6.1. Графовые модели ткс
- •1.6.2. Матричные модели ткс и их взаимосвязь
- •1.6.3. Критерии коммуникабельности ткс
- •2. Методы статической маршрутизации потоков данных в мульти-агентных ткс
- •2.1. Задачи маршрутизации потоков данных и их роль в сетевом управлении ткс
- •2.2. Постановка задачи оптимальной статической маршрутизации
- •2.3. Модели и алгоритмы статической маршрутизации
- •2.3.1. Дерево кратчайших маршрутов для ткс с односторонними связями
- •2.3.2. Каталог узлов и оптимальных маршрутов для статических ткс
- •2.3.3. Метод статической лавинной маршрутизации
- •2.3.4. Методы вероятностной маршрутизации
- •2.3.5. Метод оптимальной маршрутизации, основанный на построении остова минимальной стоимости графовой модели ткс
- •2.4. Групповая маршрутизация в статических ткс
- •2.6. Оптимальная статическая маршрутизация в глобальных мульти-агентных ткс
- •3. Методы и средства динамической маршрутизации в глобальных ткс
- •3.1. Постановка задачи динамической маршрутизации
- •3.2. Основные алгоритмы динамической маршрутизации
- •3.2.1. Алгоритм Беллмана-Форда и его модификации
- •3.2.2. Алгоритм Дейкстры
- •3.3. Критерии существования оптимальных маршрутов передачи данных в динамических ткс на основе простых карт и таблиц маршрутизации
- •3.3.1. Критерий маршрутизируемости
- •3.3.2. Оптимальные таблицы и карты маршрутизации и вычисление оптимальных маршрутов
- •3.5. Много-адресная маршрутизация в динамических ткс
- •3.6. Многопотоковая маршрутизация в динамических ткс
- •3.7. Алгоритм 2-потоковой динамической маршрутизации
- •4. Модели и методы адаптивной и нейросетевой маршрутизации в мульти-агентных ткс
- •4.1. Особенности адаптивной маршрутизации в ткс с неопределённой днамикой
- •4.2. Принципы и модели централизованной, децентрализованной и мульти-агентной маршрутизации
- •4.3. Особенности организации распределительных таблиц и карт для адаптивной маршрутизации
- •4.4. Критерии корректности распределяющих карт маршрутизации
- •4.5. Расширение карт маршрутизации и интенсивность потоков данных
- •4.6. Централизованная и распределённая маршрутизации в мульти-агентных ткс
- •4.7. Нейросетевая маршрутизация в мульти-агентных ткс
- •Список литературы
- •Сведения об авторах
2.3.2. Каталог узлов и оптимальных маршрутов для статических ткс
При статической (фиксированной) маршрутизации предполагается, что топология ТКС и стоимости каналов связи заданы и не изменяются с течением времени, т.е. фиксированы. В этой статической постановке задачи маршрутизации достаточно для каждой пары узлов «источник-получатель» заранее вычислить один или несколько оптимальных маршрутов.
Для поиска оптимального маршрута в статических ТКС можно использовать, например, алгоритм Дейкстры [3,4] или алгоритм Беллмана-Форда [17].
В этом случае оптимальные маршруты неизменны (фиксированы). Однако при незначительных изменениях параметров или топологии ТКС оптимальные маршруты могут пересчитываться и корректироваться. При этом стоимости каналов связи задаются (корректируются) в виде их правдоподобных (усредненных или ожидаемых) оценок. По существу такие алгоритмы обеспечивают не только статическую, но и динамическую маршрутизацию потоков данных в ТКС.
Важно отметить, что для каждой пары «источник-получатель» необязательно хранить в памяти весь оптимальный маршрут. Достаточно в каждом узле ТКС хранить информацию о следующим узле оптимального маршрута до каждого узла-получателя.
Для каждого узла ТКС сформируем локальные БД в виде таблиц оптимальных маршрутов. Назовём эти БД каталогами узлов. Построим общую матрицу оптимальных маршрутов и назовём её центральным каталогом маршрутов. Для примера рассмотрим ТКС с N=5 узлами и двухсторонними связями и весами wij, граф которой изображен на рис.2.3.1.
a1 a2 a3 a4 a5 1 1 3 1 1 3 3 6 2 3 8 5 2 1 3 2
Тогда центральный каталог маршрутов будет иметь вид, представленный на рис. 2.3.2., а каталоги узлов будут представлены табличными БД, изображёнными на рис.2.3.3.
-
получатель\источник
a1
a2
a3
a4
a5
a1
--
a1
a5
a1
a4
a2
a2
--
a5
a2
a4
a3
a4
a3
--
a5
a3
a4
a4
a4
a5
--
a4
a5
a4
a4
a5
a5
--
Рис. 2.3.2. Центральный каталог маршрутов
Каталог узла a2 |
|
получатель |
следующий узел |
a1 |
a1 |
a3 |
a3 |
a4 |
a4 |
a4 |
a4 |
-
Каталог узла a1
получатель
следующий узел
a2
a2
a3
a4
a4
a4
a5
a4
Каталог узла a4 |
|
получатель |
следующий узел |
A1 |
a1 |
A2 |
a2 |
A3 |
a5 |
A5 |
a5 |
Каталог узла a5 |
|
получатель |
следующий узел |
a1 |
a4 |
a2 |
a4 |
a3 |
a3 |
a4 |
a4 |
-
Каталог узла a3
получатель
следующий узел
a1
a5
a2
a5
a4
a5
a5
a5
Рис.2.3.3. Каталоги узлов ТКС при оптимальной статической маршрутизации