1.4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Модели сети передачи данных

Рассмотренные выше графы есть не что иное, как модель сети, определяющая ее структуру. Более полная модель должна учитывать целый ряд факторов, в частности принятый способ коммутации. В общем случае независимо от способа коммутации модель сети относится к моделям массового обслуживания. Это объясняется тем, что процессы взаимодействия множества абонентов с сетью при коммутации каналов и прохождения потоков сообщений через узлы коммутации при коммутации сообщений носят

случайный характер и аналогичны процессам в системах массового мослуживания.

Каждый узел коммутации каналов обслуживает поток требований на соединение от абонентов, подключенных к данному узлу, и от смежных узлов. Требования содержатся в заголовке сообщении, где указаны адреса абонентов, к которым необходимо организовать составные каналы. Последовательность требований поступает на обслуживающие устройства узла коммутации. Поскольку этих устройств обычно меньше числа абонентов, то в силу случайности потока требований некоторые из них могут поступать в моменты занятости всех приборов. Эти требования теряются, образуя поток потерянных требований. Кроме того, может быть занята или неисправна необходимая абоненту линия связи или занят абонент-получатель, что также приводит к потере требования.

Таким образом, на узлах коммутации каналов имеет место двухфазное обслуживание с потерями (рис. 1.19).

Рис. 1.19

В общем случае требование на образование составного канала обслуживается несколькими узлами, различными для каждого требования. В соответствии с этим моделью сети с коммутацией каналов является сеть систем массового обслуживания с потерями.

На узле коммутации сообщений (пакетов) обслуживаются пороки сообщений, поступающих от абонентов и по линиям связи от смежных узлов. Поток входящих сообщений и время их обработки в процессоре носят случайный характер, поэтому на входе процессора образуется конкуренция на обслуживание. Так как в узлах коммутации сообщений имеется запоминающее устройство, то сообщения, которые не могут быть немедленно обслужены, становятся в очередь. Таким образом, на входе узла реализуется процедура обслуживания с ожиданием (рис. 1.20).

После обработки в процессоре сообщения направляются для передачи в одну из линий связи. Время передачи является случайной величиной, определяемой объемом сообщения и пропускно! способностью выбранного канала. Таким образом, на входе каждой линии связи также реализуется процедура массового обслуживания с ожиданием. 1

Рис. 1.20

В соответствии с изложенным моделью узла коммутации сообщений является двухфазная система массового обслуживания, а сети с коммутацией сообщений — сеть систем массового обслуживания с ожиданием.

Приведенные модели сетей — простейшие и отражают наиболее существенные особенности функционирования основных разновидностей, сетей массового обслуживания (рис. 1.21). В то же время имеются варианты моделей, учитывающие специфические стороны конкретных вариантов реализации. Так, в ряде случаев модель учитывает ограниченность объемов запоминающих устройств и наличие обратных связей [59] в сетях с коммутацией сообщений или возможность ожидания (например, при виртуальных соединениях) в сетях с коммутацией каналов. Кроме того, могут учитываться ненадежность обслуживающих элементов сети и наличие преимуществ при получении обслуживания.

Рис. 1.21