3. predavanje - usmjeravanje poziva u telefonskoj mreži ... procesi i... · sadržaj predavanja o...
TRANSCRIPT
-
Sveučilište u Zagrebu
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Zavod za informacijsko-komunikacijski promet
Katedra za tehniku informacijsko-komunikacijskog prometa
Kolegij:
Sveučilište u Zagrebu
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Zavod za informacijsko-komunikacijski promet
Katedra za informacijsko komunikacijske sustave i mreže
Kolegij:
Komutacijski procesi i sustavi
Usmjeravanje poziva u telefonskoj mreži
-
Sadržaj predavanja
o Hijerarhijsko usmjeravanje• Arhitektura• Definicija
o Dinamičko usmjeravanje• Arhitektura • Definicija• Zadaci
o Ustroj telefonske mreže
-
1. Uvod
o Usmjeravanje (eng. Routing)
o Usmjeravanje je krucijalna funkcija u telefonskoj mreži
o Komutacija kanala i komutacija paketa
o Trunk
o Trunkgroup
o Propusnost – 4 kHZ ili 64 kbs
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Prva potreba za usmjeravanjem 1930. godine!
o Prije toga korištena je metoda point-to-point povezivanje pomoću direktnih linkova.
o Posljedica te metode je značajan porast broja linkova potrebnih za povezivanja čvorova u mreži.
o Analizom je utvrđeno da određeni linkovi nisu u potpunosti iskorišteni.
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Glavno načelo koje je trebalo poštivati: pojavu petlje (eng. loop) je trebalo izbjegavati!!!
o Progressive Call Control (PCC)
o „Bell system” je svojevremeno predložio inovativnu ideju korištenja PCC-a i hijerarhijskog usmjeravanja u funkciji izbjegavanja petlje.
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Primjer hijerarhijskog usmjeravanja:
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Kratka analiza dijagrama:
• Switch 1 i 4 su niže hijerarhijske razine.
• Switch 2 i 3 su više hijerarhijske razine.
• Switch 1 i 2 se nalaze na istoj ljestvi (eng. Ladder)
• Switch 3 i 4 se nalaze na istoj ljestvi.
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o 1 je izvorište poziva dok je 4 odredište.
o Kod dijagrama (a) poziv može biti uspostavljen na nekoliko načina: 1-4, 1-3-4, 1-2-4
o High-Usage trunkgroups
o Final trunkgroups
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Dodan je trunkgroup 2-3 u usporedbi sa dijagramom (a)
o Poziv od 1-4 može biti uspostavljen:• 1 – 4• 1 – 3 – 4• 1 – 2 – 4• 1 – 2 – 3 – 4
-
2. Hijerarhijsko usmjeravanje
o Glavna pravila primjenjivana u hijerarhijskom usmjeravanju:
1) Multiple switching pravilo: switch na višoj razini mora imati funkcije
usmjeravanja nižeg switch-a.
2) Two-Ladder Limit pravilo: poziv mora biti usmjeren putem hijerarhije
direktnog switcha (na izvorišnom i odredišnog switch-u).
3) Ordered Routing pravilo: za poziv iz jednog području prema drugom, HU (High
usage) trunkgroup od switch-a u izvorišnom području prema switchu na
sljedećem višem nivou u odredišnom području, je povoljnije rješenje u
odnosu na final trunkgroup prema switchu na nivou izravno iznad.
-
Arhitektura hijerarhijskog usmjeravanja
o Hijerarhija komutacija u hijerarhijskom usmjeravanju (1):
-
Arhitektura hijerarhijskog usmjeravanja
o Hijerarhija komutacija u hijerarhijskom usmjeravanju (2):
-
Arhitektura hijerarhijskog usmjeravanja
o Geografska perspektiva:
-
Arhitektura hijerarhijskog usmjeravanja
o Otvorena pitanja koja su se riješila hijerarhijskim usmjeravanjem:
1) Pitanje skalabilnosti mreže sa punom povezivosti – N2 rast broja linkova u
mreži na razini end-officea,
2) Dostupnost višestrukih aternativnih puteva između end-officea gdje je poziv
započet u unaprijed definiranom redoslijedu,
3) Pažljivim definiranje pravila za usmjeravanje izbjegnut je looping.
-
Hijerarhijsko usmjeravanje
o Zaključne napomene:
a) Switchevi u mreži su ustrojeni na različitim razinama;
b) Poziv može biti usmjeren od switcha niže razine prema switchu više razine
osim u slučaju ako poziv ide od switcha više razine izravno prema odredišnom
switchu;
c) Poziv može ići od jednog switcha prema drugom na istoj razini ako se taj drugi
switch nalazi u odredišnom području.
-
Davatelji usluga telefonije i arhitektura
telefonske mrežeo Prvotno je postojao samo jedan TSP (eng. Telephone Service
Provider)
o Naknadna pojava nekoliko TSP-a
o Problematika započinjanja poziva u jednom TSP-u i završavanjem u drugom.
-
Davatelji usluga telefonije i arhitektura
telefonske mrežeo LEC (Local Exchange Carrier) /IXC (Inter Exchange Carrier) arhitektura:
-
3. Dinamičko usmjeravanje
o Ograničenja hijerarhijskog usmjeravanja:
-
Dinamičko usmjeravanje
o Pitanje rješavanja looping problema.
o Složenost implementacije softvera za potrebe dinamičkog usmjeravanja.
o Minimalan dobitak dozvoljavanjem više od dvije veze.
-
Call control i Crankback
o Ilustracija crankback-a.
-
Call control i Crankback
o Primjena Originating Call Control (OCC)
o OCC omogućuje „vraćanje” kontrole poziva od intermedijarnogswithca izvorišnom switchu
o Funkcionalnost „vraćanja” poziva izvorišnom switchu i pokušavanja drugog puta naziva se crankback.
-
Trunk Reservation
o Koristi se još naziv state protection (zaštita stanja).
o Odnosi se na logičku rezervaciju dijela kapaciteta određenog trunka.
o Važno je napomenuti da se rezervacija ne odnosi na fizičku rezervaciju trunka.
o Trunk reservation vezan je za granicu, prag (eng. Threshold) rezervacije kapaciteta na određenom trunkgroup-u
-
Trunk Reservation
o Trunkgroup ℓ koji spaja čvorove i i j sa kapacitetom cij koji se odnosi na određeni broj kanala
o Trunk reservation definiran je parametrom rij koji se odnosi, također, na određeni broj kanala koji se koriste za direktan promet. Ostali broj kanala se može koristiti za alternativne rute.
o Ako je rij = 0, tada je rezervirano 0 kanala
o Ako je rij = cij, trunkgroup i-j ne dozvoljava nikakvo alternativno usmjeravanja
o U praksi rij je blizu 0 – ne smije biti ni prenizak ni previsok
o Općenito pravilo vrijedi: ��� ����
�
o Za direktan promet može se dodijeliti cjelokupan kapacitet cij, dok za alternativni promet može se dodijeliti kapacitet koji je jednak cij – rij
-
Trunk Reservation
o Rezervacija kanala (trunk reservation) rješava problem ograničenog broja slobodnih kanala.
o Primjerice, kod mreže sa tri čvora (1, 2, 3) gdje veze koje povezuju čvore imaju određeni kapacitet. Maksimalan broj poziva koji se mogu prenositi je 3 – jedan za svaki par čvorova (1-2, 1-3, 2-3).
o Ukoliko se dozvoli da se za određeni par čvorova koristi alternativni put – za 1-2 se može koristiti 1-3-2, tada bi mreža mogla prenositi samo 2 poziva.
-
Kombinacija OCC i PCC
-
Dinamičko usmjeravanje
o Ključne točke:• Sve sheme dinamičkog usmjeravanja dozvoljavaju najviše dvije veze (linka) za
poziv
• Mreža je vrlo često povezana u cijelosti.
• Korištenje rezervacije trunka
• Sheme se razlikuju po sljedećim kriterijima:a) PCC, OCC i Crankback
b) Ovisne o vremenu (eng. Time dependent) ili adaptivne
c) Off-line ili on-line računanja puta
d) Kalkulacija puta (rute)
e) Upotreba informacija o vezi (linku)
-
Dinamičko ne-hijerarhijsko usmjeravanje
o Dynamic Nonhierarchical Routing (DNHR)
o Prvo pojavljivanje 1984. godine
o Važan je zbog povijesnog konteksta te evolucije u RTNR (Real Time Network Routing)
o DNHR je time-dependent
o Skup pravila za usmjeravanje se koristi u određenom vremenskom periodu (određeni danom, u određenom periodu dana i sl.)
-
Dinamičko ne-hijerarhijsko usmjeravanje
o Prikaz DNHR
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Dynamically Controlled Routing (DCR)
o Adaptivno usmjeravanje koje se može često ažurirati (obično svakih 10 sekundi) na temelju stanja u mreži
o Računanje puta se izračunava pomoću centraliziranog procesora
o Ruta se sastoji od najmanje dva linka za kompletiranje poziva
o Ne koristi crankback
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Arhitektura DCR
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Koristi dva zaštitna mehanizma1) Ako je centralni procesor nedostupan koristi se prethodno definirana ruta.
2) Ako switch izgubi funkciju dinamičkog usmjeravanja, mreža tada prelazi na
dvo-razinsko hijerarhijsko usmjeravanje
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Primjer:
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Ako se efektivni rezidualni kapacitet na bilo kojem linku l-m u bilo kojem trenutku t označi sa R
lm(t), može se napisati:
o Budući da se ruta sastoji od dva linka, dostupni kapacitet na određenoj ruti bi bio minimum efektivnog rezidualnog kapaciteta na svakom linku rute. Stoga, dostupan kapacitet na ruti i-k
1-j i i-k
2-j može
se pisati:
��� � � max��� � ��� � ��� � , 0�
Ruta Dostupni kapacitet
i-k1-j
i-k2-j
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o DCR koristi dostupne informacije za izračun vjerojatnosti odabira određene alternativne rute.
o Odabir određene rute se razmatra jedino ako rezidualni kapacitet nije jednak nuli:
o Što znači da će i vjerojatnost odabira pojedine rute tada biti:
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Budući da je sve prethodno navedeno na temelju za dvije rute između para čvorova i-j, u mreži sa cjelokupnom povezanošću vrijedi:
o Navedeni izraz trema razmatrati samo u slučaju sa pozitivnom dostupnošću (1) te ako je ista metoda izračuna vjerojatnosti korištena kroz cijelu mrežu (2)
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o DCR koristi izračun vjerojatnosti za odabir određene alternativne rute.
o Za svaku vjerojatnosti za određenu rutu koja se sastoji od intermedijarnog čvora k, raspon vjerojatnosti se može podijeliti kako slijedi:
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Primjer:
-
Dinamičko kontrolirano usmjeravanje
o Rješenje:
o Raspon vjerojatnosti je definiran (0, 0.7] i (0.7, 1] za rute 1-3-2 i 1-4-2.
o Ako dolazni poziv (nakon pokušaja odabira rute direktne veze), slučajnim odabirom uniformne distribucije „odabere” 0.3, poziv će se usmjeriti na 1-3-2.
o U slučaju odabira 0.8, odabrati će se 1-4-2.
-
Real-Time Network Routing
-
Real-Time Network Routing
o Dostupnost izlaznih linkova za čvor j, odnosno i, zadana je:
o Za:
-
Real-Time Network Routing
o U trenutku kada čvor i primi informaciju o dostupnosti od čvora j, primjenjuje boolean „AND” ( ᴧ ) za sve intermedijarne čvorove k:
o Za određivanje dostupnosti alternativnih ruta.
o Za skup ruta čiji rezultat je 1 (ruta je dostupna) čvor i odabire slučajnim odabirom jednu od ruta.
-
Real-Time Network Routing
o Izračun dostupnosti RTNR rute
-
Klasifikacija dinamičkih shema
usmjeravanja pozivao Centralizirane (DNHR, DCR) vs. Distribucijske (RTNR)
o Time-Dependent (DNHR) vs. Adaptivne (RTNR)
o Periodične (DCR) vs. Na zahtjev (RTNR)
o State-Dependent (DCR, RTNR) vs. Event-Dependent
o OCC (DNHR, RTNR) vs. PCC (DCR)
-
Odabir rute u dinamičkom usmjeravanju u
telefonskoj mreži i IP mreži
-
Pitanja