7.5.2 Основные понятия маршрутизации для ATM сетей

Термин «маршрутизация» (Routing) имеет неоднозначное толкование, под ним понимают: «Подсистему маршрутизации», «Протокол маршрутизации», «Вычисление маршрута».

«Подсистема маршрутизации» (Routing Sub-System), в функции которой входит определение значений QoS параметров и параметров трафика устанавливаемой VPC исходя из количества и параметров составляющих ее VCC, определение допустимых значений QoS параметров устанавливаемого соединения в разрезе отдельной (текущей, промежуточной) сети исходя из требований от начала до конца (end-to-end) соединения, согласование и корректировка параметров поступившей заявки между ее инициатором и администрацией сети, определение допустимого времени на установку соединения и т.д.

«Протокол маршрутизации» (Routing Protocol), в функции которого входит обеспечение обмена информации, необходимой для вычисления маршрутов (например, распространение текущих значений параметров отдельных линий сети - Link State Parameters).

«Вычисление маршрута» (Routing Calculation), в функции которого входит выбор искомого маршрута на основе применения некоторого математического алгоритма.

Вопросы первого и второго пунктов остаются вне поля зрения данной книги (отметим, что по ним также имеется весьма обширная литература, в качестве исходных материалов можно указать [133,226-228]), в ней рассматриваются только проблемы непосредственно выбора маршрута. Выбор маршрута определяет путь, по которому должно быть установлено новое соединение между заданным источником и адресатом. Набор маршрутов, которые могут быть назначены новому соединению, зависит от множества факторов, таких, как параметры трафика и требования к качеству обслуживания поступающей заявки, параметры состояния сети, стратегия управления сетью и т.д. Один и тот же маршрут может быть удовлетворительным для одного класса соединений и неудовлетворительным для другого класса в аспекте такого параметра качества обслуживания (QoS параметра), как, например, MaxCTD. Наконец, правильный выбор маршрута существенно влияет на основные характеристики функционирования всей сети в целом. Итак, под процессом МАРШРУТИЗАЦИЯ мы будем понимать поиск пути (маршрута) для поступающей заявки, который:

— удовлетворяет топологическим ограничениям на возможные пути между заданными источником и адресатом;

— удовлетворяет требованиям заявки по трафику и QoS параметрам;

— оптимизирует показатели эффективности сети.

Сеть связи может быть представлена направленным графом , где N - множество узлов сети, а Е - множество соединяющих их линий. В классической постановке (см., например, [6]) задача оптимальной маршрутизации формируется следующим образом:

при выполнении ограничений на набор всех потоков по выбранным маршрутам

где:

- множество всех возможных пар «отправитель-адресат»

- множество всех путей, соединяющих узлы отправителя и адресата пары

- поток (трафик) по пути .

требования к трафику со стороны пары

суммарный поток проходящим по линии (суммирование производится по всем маршрутам , проходящим по линии

- некоторая стоимостная функция, связанная с линией .

Применительно к ATM сетям данная модель непосредственно может использоваться лишь на стадии инженерного проектирования сети (выбора пропускных способностей отдельных линий, целесообразных точек начала и окончания отдельных виртуальных соединений и т.п.). В процессе маршрутизации поступающих заявок эта модель в прямом своем виде непригодна, т. к. не учитывает характерные особенности ATM сетей - наличие ограничений по QoS параметрам, необходимость учета не одного, а одновременно нескольких параметров трафика и т.д. Более подробно эти вопросы рассматриваются в разделе 7.5.5.

В ATM сетях с каждой линией сети связан набор характеризующих ее параметров . Параметр линии называется метрикой, если для выбранного маршрута Р интегральный (end-to-end) его показатель вычисляется по формуле . Параметр линии называется атрибутом, если интегральный показатель маршрута вычисляется по формуле или . В качестве метрик линий можно указать параметры MaxCTD, CDV, а в качестве атрибутов - CLR, AvCR (Available Cell Rate - доступная часть пропускной способности линии). Пусть также задана некоторая стоимостная функция позволяющая определять эффективность функционирования сети в зависимости от выбранных маршрутов. Тогда задача оптимальной маршрутизации в математическом виде формально может быть сформулирована следующим образом -

при условии выполнении ограничений на параметры трафика и качества обслуживания каждой из к поступивших заявок со стороны атрибутов и метрик линий, используемых в выбранных маршрутах. Отметим сразу, что в отличие от классических сетей, где связь между параметрами трафика отдельных заявок и суммарной загруженностью линии связи является аддитивной, установить подобную связь в ATM сетях, с учетом необходимости удовлетворения QoS параметров, достаточно непросто - практически это делает в отдельности для каждой линии и каждой поступившей заявки алгоритм С АС, используя такие вновь введенные понятия, как «эквивалентная пропускная способность линии, выделенная соединению» (Equivalent Bandwidth) и «доступная часть пропускной способности линии» (AvCR).