Структурная схема и функции ЦКП.

Основной задачей центров коммутации пакетов ЦКП является доставка пакетов данных в пункты назначения на основе организации и коммутации виртуальных каналов, постоянных или временных. В процессе решения этой задачи ЦКП реализует ряд операций над кадрами и пакетами, проходящими через него, а также выполняет определенный набор функций. Все функции в ЦКП можно разделить на основные и дополнительные. К основным функциям, кроме коммутации, относятся маршрутизация, контроль потоков, а также контроль качества функционирования центра и отчасти сети с КП. Дополнительными функциями являются обратная передача, подтверждение доставки, эхоконтроль и т.д.

Основными процессами, протекающими в ЦКП, являются взаимодействие оборудования центра с каналами связи, состоящее в приеме и передаче кадров, обработка поступающих пакетов и промежуточное хранение информации, проходящей через центр. Исходя из содержания названных процессов, можно считать, что в состав структуры ЦКП так же, как и ЦКС, входят аппаратура сопряжения с каналами связи, центральный процессор, выполняющий основные функции обработки и управления, и система накопителей, используемая для хранения пакетов, справочных данных и программного обеспечения. ЦКП строятся полностью на базе систем с ПО. Роль АС обычно выполняет специализированный процессор.

Первые ЦКП, появившиеся в начале 70–х годов (например, ЦКП в сети ARPANET), были реализованы на базе одного универсального процессора, выполняющего функции сопряжения, обработки, контроля и т.д. Затем появились двухпроцессорные центры, в которых функции сопряжения и обработки были разделены. С ростом масштабов сетей (увеличение числа ЦКП, АП, географических размеров сетей и т.д.) и расширения списка функций изменилась и структура самих центров.

В основу реализации современных ЦКП положена мультипроцессорная структура,

содержащая несколько микро- или мини- ЭВМ, каждая из которых является менее мощной, чем процессор центра одно- или двухпроцессорного типа. Однако принцип модульности позволяет наращивать вычислительные мощности центра, его функциональные возможности, увеличивать надежность и улучшать другие качественные характеристики. Кроме того, мультипроцессорная система является более естественной для центра коммутации, так как в этом элементе сети выполняется параллельно достаточно большое число операций (прием, хранение и передача пакетов, определение маршрутов, управление очередями и ряд других функций, характеризуемых высокой степенью вычислительной сложности).

Пример структуры мультипроцессорного ЦКП приведен на рис.6.7.

. . .

	БЗУ   . . .

.

.

. . .

. . .

Каналы связи

Рис.6.7.

Центр состоит из трех основных блоков: процессорного ПрБ, ввода – вывода БВВ и запоминающих устройств БЗУ.

Процессорный блок состоит из нескольких центральных процессоров ЦПр с собственной оперативной и постоянной памятью сравнительно небольшой емкости. Управление выбором процессоров для реализации той или иной функции выполняет программа “Арбитр”.

Блок запоминающих устройств содержит модули запоминающих устройств (МЗУ), суммарная емкость которых определяется характеристиками сети – нагрузкой, скоростью передачи, временем реакции, а также выполняемыми центром функциями. Обычно емкость БЗУ превышает емкость индивидуальных накопителей ЦПр примерно на один – два порядка. Блок ЗУ также имеет арбитражную логику, определяющую выбор того или иного накопителя.

Блок ввода – вывода состоит из интерфейсных модулей ИМ различных типов: для включения удаленных АП в соответствии с Рекомендациями Х.25 (для пакетных АП), Х.29 (для стартстопных АП), для подключения интерфейсных устройств ЦКП и т.д. В БВВ располагается также программное обеспечение, выполняющее ряд управляющих функций, общих для всего центра – генератор синхросигналов, блок оценки задач, управляющий программами “Арбитр”, и блок обработки пакетов, содержащих информацию о перегрузке. Все три основных блока подключаются к своим общим шинам, которые в свою очередь, соединяются друг с другом. Соединение шин между собой производится таким образом , чтобы любой ЦПр мог иметь доступ к каждому модулю памяти и взаимодействовать с любым ИМ.

Рассмотрим некоторые функции, выполняемые ЦКП. Такие функции, как коммутация пакетов, выбор пути их передачи, управление потоками, уже были частично рассмотрены. Поэтому здесь остановимся на дополнительных функциях ЦКП, характерных именно для сетей с КП.

Подтверждение доставки. В сетях с КП существует несколько форм подтверждения приема пакета адресатом. Например,организуется специальная служба квитанций, которая оповещает источник, что пакет доставлен в АКД адресата. Получение квитанции подтверждает правильность работы программного и аппаратного обеспечения данного участка сети. Однако информация о том, что происходит с пакетом в вычислительной системе, для которой он был предназначен (т.е. не уровнях сети выше транспортного), источнику в этом случае недоступна. Поэтому при необходимости можно реализовать систему квитанций и для сервисных уровней сети.

Обратная передача.Эта функция, выполняемая ЦКП, называется также эхоконтролем. Целью обратной передачи является проверка правильности разработанных протоколов и ПО в реальных условиях работы сети. Центр коммутации пакетов в составе ПО имеет специальную подпрограмму службы обратной передачи. В пакет, отправляемый источником, включается адрес этой службы.Центр, получив пакет, в поле услуг которого указан данный адрес, меняет местами адреса получателя и источника и передает пакет обратно к источнику. При этом пакет, переданный обратно, содержит отметку службы обратной передачи данного ЦКП. Включив службу обратной передачи в ПО всех центров сети, можно проанализировать работу сети в целом.

Запрет доступа.В некоторых случаях необходимо блокировать определенную часть терминалов, подключенных к данному ЦКП. Центр, подключив пакет, анализирует его информационную часть, выявляет адреса блокируемых терминалов и затем все поступающие к этим терминалам пакеты стираются. Очевидно наличие такой службы требует и дополняющей службы разрешения доступа. Запуск этой службы определяется также текстом в соответствующем пакете.