Главная > Теоретические основы проектирования компьютерных сетей
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

6.4 Анализ буферной памяти узла коммутаци

6.4.1 Процесс буферизации в узле коммутации и схемы организации буферной памяти

Современные узлы коммутации сообщений (пакетов) на базе ЭВМ используют для приема, передачи и обработки сообщений ограниченную буферную память. Структура памяти, в которой скапливаются сообщения от многочисленных одновременно работающих каналов связи, в значительной мере определяет пропускную способность узла.

Функционирование УК определяет многоэтапный процесс буферизации сообщений (пакетов). Входящее в узел сообщение записывается в буферную память со скоростью канала передачи данных. Затем обрабатывается процессором узла, выполняющим требуемое обслуживание сообщения и определяющим направление выдачи и передается по каналу в выходящем из УК направлении. Копия принятого в УК сообщения хранится в буферной памяти до получения квитанции АСК (логического подтверждения) о безошибочной доставке сообщения адресату или промежуточному узлу.

Отсутствие АСК в течение определенного интервала времени (time-out) вынуждает повторить передачу сообщения по выходящему каналу в направлении адресата. Это обеспечивает логическую защиту от ошибок в передаче и возможной потери сообщения из-за отсутствия свободных буферов в принимающем УК. При отсутствии места в буферной памяти входящее в УК сообщение получает отказ. Тогда сообщение направляется по другому маршруту или запрос периодически повторяется.

Этапы передачи по каналам связи УК входящих и выходящих сообщений характеризуются особенностями линейных протоколов, определяющих, по существу, эффективную скорость передачи по каналам. Особенности этапов квитирования и time-out определяются сетевыми протоколами межузловых связей и сквозного взаимодействия источник-адресат. Методы доставки пакетов (датаграммы, виртуальные соединения и т. д.) существенно влияют на время хранения копии сообщения (пакета) в буферной памяти УК-отправителя.

Таким образом, поступившее в УК сообщение занимает буферную память в течение следующих интервалов времени:

1) ввод УК - запись со скоростью канала связи;

2) ожидание в очереди на обработку в процессоре;

3) обработка в процессоре;

4) ожидание освобождения канала в направлении выхода из УК;

5) передача из УК по выходному каналу связи;

6) ожидание квитанции об удачной доставке с возможным повторением п. 5. по истечении интервала time-out.

Сообщение (пакет) освобождает занимаемую им память после выполнения всей последовательности операций. Конкретный набор этапов зависит от реализации УК и его функций, а также от используемых сетевых технологий. Описанный многоэтапный процесс адекватно отражает известные процедуры коммутации сообщений (пакетов) для различных структур буферной памяти узла.

В узле коммутации с большим числом каналов связи буферная память разбивается на участки (буфера) для параллельного обслуживания нескольких сообщений (пакетов). Способы разбиения разнообразны и зависят от метода организации памяти. Различают статические и динамические методы. В первом случае за каждым каналом жестко закрепляется один или несколько буферов, в каждый из которых можно записать сообщение максимальной длины.

Этот метод отличает неэффективное использование буферной памяти. При более рациональных динамических методах буферная память является общим для всех каналов ресурсом. Поиск свободного буфера при этом осуществляется лишь в момент появления запроса на него. Каждый буфер может быть выделен для любого канала. Размер буфера может определяться сообщением максимальной длины или быть меньше его. В последнем случае для приема сообщения выделяется цепочка буферов и память при большом разбросе длин сообщений используется эффективнее.

Опишем более подробно схему организации памяти с буферами на максимальную длину сообщений. В простейшем случае такая память организуется из идентичных равнодоступных буферов. Эта схема широко применяется в узлах коммутации пакетов и сообщений. При этом многоэтапный процесс буферизации может быть формализован в виде однородной сети МО. Выделение на входе узла классов сообщений с заранее известной длиной позволяет организовать память секциями буферов (секция на класс). Объем идентичных буферов секции определяется максимальной длиной сообщений соответствующего класса. Такая структура памяти по сравнению с простейшей позволяет экономить необходимую буферную память.

Аппаратура передачи данных зачастую не формирует сведений о длине передаваемых сообщений. В этом случае экономия памяти секционной структуры может достигаться за счет перепеси принятых в общедоступный пул сообщений в секции меньших размеров. Объем памяти секционной структуры может быть определен с помощью моделей сетей МО с несколькими классами сообщений.

Рассмотрим, наконец, схему организации динамической памяти с цепочкой буферов. Различают два вида такой памяти: цепочки буферов, резервируемые в момент поступления сообщения известной длины, и цепочки, формируемые по мере заполнения сообщением очередного буфера.

В первом случае сведения о длине передаются в начале сообщения. В момент прихода в узел оно может получить отказ в приеме при отсутствии соответствующего количества буферов. Поведение УК при этом описывается сетью МО с несколькими классами сообщений, где класс сообщения определяется количеством требуемых буферов.

Схема организации памяти второго типа не требует сведений о длине сообщений. Память при этом используется эффективно, однако возможны отказы в приеме из-за отсутствия свободных дополнительных буферов в процессе приема сообщения.

Функционирование УК в этом случае описывается сетью МО с классами сообщений, также определяемыми количеством требуемых сообщений буферов, но с более сложным взаимодействием между классами.

Отметим, что анализ описанных схем организации буферной памяти УК с учетом многоэтапности процесса буферизации приводит к необходимости расчета сетей МО с одним или несколькими классами сообщений, что определяет обобщенный подход к исследованию вопросов буферизации в узлах компьютерных сетей.

1
Оглавление
email@scask.ru