Коммутация и мультиплексирование. Информационный поток, его виды и характеристики Какие признаки имеет информация в информационном потоке

Понятно, что через один транзитный узел может проходить несколько маршрутов, например, через узел 5 проходят, как минимум, все данные, направляемые узлом 4 каждому из остальных узлов, а также все данные, поступающие в узлы 3,4 и 10.

Транзитный узел должен уметь распознавать поступающие на него потоки данных, для того чтобы обеспечивать передачу каждого из них именно на тот свой интерфейс, который ведет к нужному узлу.

Например, как поток можно определить все данные, поступающие от одного компьютера; объединяющим признаком в данном случае служит адрес источника. Эти же данные можно представить как совокупность нескольких подпотоков, каждый из которых в качестве дифференцирующего признака имеет адрес назначения. Наконец, каждый из этих подпотоков, в свою очередь, можно разделить на более мелкие подпотоки, порожденные разными сетевыми приложениями - электронной почтой, программой копирования файлов, веб-сервером. Данные, образующие поток, могут быть представлены в виде различных информационных единиц данных - пакетов, кадров или ячеек.

Очевидно, что при коммутации в качестве обязательного признака выступает адрес назначения данных. На основании этого признака весь поток входящих в транзитный узел данных разделяется на подпотоки, каждый из которых передается на интерфейс, соответствующий маршруту продвижения данных.

Адреса источника и назначения определяют поток для пары соответствующих конечных узлов. Однако часто бывает полезно представить этот поток в виде нескольких подпотоков, причем для каждого из них может быть проложен свой особый маршрут. Рассмотрим пример, когда на одной и той же паре конечных узлов выполняется несколько взаимодействующих по сети приложений, каждое из которых предъявляет к сети свои особые требования. В таком случае выбор маршрута должен осуществляться с учетом характера передаваемых данных, например, для файлового сервера важно, чтобы передаваемые им большие объемы данных направлялись по каналам, обладающим высокой пропускной способностью, а для программной системы управления, которая посылает в сеть короткие сообщения, требующие обязательной и немедленной отработки, при выборе маршрута более важна надежность линии связи и минимальный уровень задержек на маршруте. Кроме того, даже для данных, предъявляющих к сети одинаковые требования, может прокладываться несколько маршрутов, чтобы за счет распараллеливания ускорить передачу данных. Признаки потока могут иметь глобальное или локальное значение - в первом случае они

однозначно определяют поток в пределах всей сети, а во втором - в пределах одного транзитного узла. Пара адресов конечных узлов для идентификации потока - это пример глобального признака. Примером признака, локально определяющего поток в пределах устройства, может служить номер (идентификатор) интерфейса данного устройства, на

который поступили данные.

транзитные узлы , в качестве которых могут использоваться, например, узлы 1 и 5. Узел 1 должен выполнить передачу данных с интерфейса A на интерфейс B, а узел 5 - с интерфейса B на F.


Рис. 5.1.

Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправителя к получателю называется маршрутом .

В самом общем виде задача коммутации - задача соединения конечных узлов через сеть транзитных узлов - может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных частных задач:

  1. Определение информационных потоков , для которых требуется прокладывать пути.
  2. Определение маршрутов для потоков .
  3. Сообщение о найденных маршрутах узлам сети.
  4. Продвижение – распознавание потоков и локальная коммутация на каждом транзитном узле .
  5. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков .

Определение информационных потоков

Понятно, что через один транзитный узел может проходить несколько маршрутов, например через узел 5 проходят данные, направляемые узлом 4 каждому из остальных узлов, а также все данные, поступающие в узлы 3 и 10. Транзитный узел должен уметь распознавать поступающие на него потоки данных, чтобы обеспечивать их передачу именно на те свои интерфейсы, которые ведут к нужному узлу.

Информационным потоком ( data flow , data stream ) называют последовательность данных, объединенных набором общих признаков , который выделяет эти данные из общего сетевого трафика.

Данные могут быть представлены в виде последовательности байтов или объединены в более крупные единицы данных - пакеты, кадры, ячейки. Например, все данные, поступающие от одного компьютера, можно определить как единый поток , а можно представить как совокупность нескольких подпотоков , каждый из которых в качестве дополнительного признака имеет адрес назначения. Каждый из этих подпотоков , в свою очередь, можно разделить на еще более мелкие подпотоки данных, например, относящихся к разным сетевым приложениям - электронной почте, копированию файлов , обращению к Web-серверу.

Понятие потока используется при решении различных сетевых задач и, в зависимости от конкретного случая, определяется соответствующий набор признаков. В задаче коммутации, суть которой - передача данных из одного конечного узла в другой, при определении потоков в роли обязательных признаков потока , очевидно, должны выступать адрес отправителя и адрес назначения данных. Тогда каждой паре конечных узлов будет соответствовать один поток и один маршрут.

Однако не всегда достаточно определить поток только парой адресов. Если на одной и той же паре конечных узлов выполняется несколько взаимодействующих по сети приложений, которые предъявляют к ней свои особые требования, поток данных между двумя конечными узлами должен быть разделен на несколько подпотоков , так чтобы для каждого из них можно было проложить свой маршрут. В таком случае выбор пути должен осуществляться с учетом характера передаваемых данных. Например для файлового сервера важно, чтобы передаваемые им большие объемы данных направлялись по каналам с высокой пропускной способностью, а для программной системы управления, которая посылает в сеть короткие сообщения, требующие обязательной и немедленной отработки, при выборе маршрута важнее надежность линии связи и минимальный уровень задержек. В таком примере набор признаков потока должен быть расширен за счет информации, идентифицирующей приложение.

Кроме того, даже для данных, предъявляющих к сети одинаковые требования, может прокладываться несколько маршрутов, чтобы за счет распараллеливания добиться одновременного использования различных каналов и тем самым ускорить передачу данных. В данном случае необходимо "пометить" данные, которые будут направляться по каждому из этих маршрутов.

Признаки потока могут иметь глобальное или локальное значение. В первом случае они однозначно определяют поток в пределах всей сети, а во втором - в пределах одного транзитного узла . Пара уникальных адресов конечных узлов для идентификации потока - это пример глобального признака. Примером признака, локально определяющего поток в пределах устройства, может служить номер (идентификатор) интерфейса устройства, с которого поступили данные. Например, узел 1 (рис. 5.1) может быть сконфигурирован так, что он передает все данные, поступившие с интерфейса А, на интерфейс С, а данные, поступившие с интерфейса D, на интерфейс В. Такое правило позволяет разделить два потока данных - поступающий из узла 2 и поступающий из узла 7 - и направлять их для транзитной передачи через разные узлы сети, в данном случае данные из узла 2 через узел 8, а данные из узла 7 - через узел 5.

Существует особый тип признака - метка потока . Метка может иметь глобальное значение, уникально определяющее поток в пределах сети. В таком случае она в неизменном виде закрепляется за потоком на всем протяжении его пути следования от узла источника до узла назначения. В некоторых технологиях используются локальные метки потока , значения которых динамически меняются при передаче данных от одного узла к другому.

Определить потоки – это значит задать для них набор отличительных признаков, на основании которых коммутаторы смогут направлять потоки по предназначенным для них маршрутам.

Определение маршрутов

Определение пути, то есть последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адресату - сложная задача, особенно когда конфигурация сети такова, что между парой взаимодействующих сетевых интерфейсов существует множество путей. Задача определения маршрутов состоит в выборе из всего этого множества одного или нескольких путей. И хотя в частном случае множества имеющихся и выбранных путей могут совпадать, чаще всего выбор останавливают на одном оптимальном 1На практике для уменьшения вычислительной работы ограничиваются поиском не оптимального в математическом смысле, а рационального, то есть близкого к оптимальному, маршрута. Это касается, прежде всего, случая, когда задача выбора маршрута формулируется как задача многокритериальной оптимизации. по некоторому критерию маршруте.

В качестве критериев выбора могут выступать, например:

  • номинальная пропускная способность;
  • загруженность каналов связи;
  • задержки, вносимые каналами;
  • количество промежуточных транзитных узлов ;
  • надежность каналов и транзитных узлов .

Заметим, что даже в том случае, когда между конечными узлами существует единственный путь, его определение при сложной топологии сети может представлять собой нетривиальную задачу.

Маршрут может определяться эмпирически ("вручную") администратором сети, который, используя различные, часто не формализуемые соображения, анализирует топологию сети и задает последовательность интерфейсов , которую должны пройти данные, чтобы достичь получателя. Среди побудительных мотивов выбора того или иного пути могут быть: особые требования к сети со стороны различных типов приложений, решение передавать трафик через сеть определенного провайдера, предположения о пиковых нагрузках на некоторые каналы сети, соображения безопасности.

Однако эвристический подход к определению маршрутов для большой сети со сложной топологией не подходит. В этом случае такая задача решается чаще всего автоматически. Для этого конечные узлы и другие устройства сети оснащаются специальными программными средствами, которые организуют взаимный обмен служебными сообщениями, позволяющий каждому узлу составить свое представление о топологии сети. Затем на основе этого исследования и математических алгоритмов определяются наиболее рациональные маршруты.

Понятно, что через один транзитный узел может проходить несколько маршрутов, Транзитный узел должен уметь распознавать поступающие на него потоки данных, чтобы обеспечивать их передачу именно на те свои интерфейсы, которые ведут к нужному узлу.

Информационным потоком (data flow , data stream ) называют последовательность данных, объединенных набором общих признаков, который выделяет эти данные из общего сетевого трафика.

Поток от одного компьютера может быть разделен на подпотоки.

Понятие потока используется при решении различных сетевых задач и, в зависимости от конкретного случая, определяется соответствующий набор признаков. В задаче коммутации, суть которой - передача данных из одного конечного узла в другой, при определении потоков в роли обязательных признаков потока, очевидно, должны выступать адрес отправителя и адрес назначения данных. Тогда каждой паре конечных узлов будет соответствовать один поток и один маршрут.

Однако не всегда достаточно определить поток только парой адресов. Если на одной и той же паре конечных узлов выполняется несколько взаимодействующих по сети приложений, которые предъявляют к ней свои особые требования, поток данных между двумя конечными узлами должен быть разделен на несколько подпотоков, так чтобы для каждого из них можно было проложить свой маршрут. В таком случае выбор пути должен осуществляться с учетом характера передаваемых данных. Например для файлового сервера важно, чтобы передаваемые им большие объемы данных направлялись по каналам с высокой пропускной способностью, а для программной системы управления, которая посылает в сеть короткие сообщения, требующие обязательной и немедленной отработки, при выборе маршрута важнее надежность линии связи и минимальный уровень задержек. В таком примере набор признаков потока должен быть расширен за счет информации, идентифицирующей приложение.

Кроме того, даже для данных, предъявляющих к сети одинаковые требования, может прокладываться несколько маршрутов, чтобы за счет распараллеливания добиться одновременного использования различных каналов и тем самым ускорить передачу данных. В данном случае необходимо "пометить" данные, которые будут направляться по каждому из этих маршрутов.

Определить потоки – это значит задать для них набор отличительных признаков, на основании которых коммутаторы смогут направлять потоки по предназначенным для них маршрутам.

Информационная логистика. Введение.

Логистическая система может функционировать только в том случае, если в ней циркулирует информация. Любой процесс управления - это прежде всего информационный процесс, который предполагает выполнение функций по сбору, передаче, обработке, анализу информации и принятию соответствующих решений.

Под информацией понимается совокупность сведений об окружающем мире (объектах, явлениях, событиях, процессах и т. д.), которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний. Информация позволяет предприятию:

Определять стратегические, тактические и оперативные цели и задачи;

Осуществлять контроль текущего состояния организации, ее подразделений и процессов, осуществляемых в них;

Принимать обоснованные и своевременные управленческие решения;

Координировать действия подразделений для достижения установленных целей.

Возникновение и передача информации характеризуются объектом информации и источником информации. Объектом информации являются звенья логистической системы, их подразделения, сотрудники, ресурсы, транспортные средства, складские помещения, т. е. все элементы, сведения о которых передаются в данную систему. Источником информации является такой элемент, который может формировать или вырабатывать входное сообщение в логистическую систему. Основными понятиями информационной логистики: информационный поток; информационная система; информационная технология.

Информационный поток - поток сообщений в устной, документальной (бумажной, электронной) и других формах, между звеном логистической системы или логистической системой генерируемый и исходным материальным потоком в рассматриваемой логистической системе и внешней средой, и предназначенный для реализации управляющих функций.

Сделаем следующий рисунок:

Рисунок 1 – Структура информационных потоков

Управленческое воздействие субъекта управления на объект управления может быть:

- проактивным (в этом случае внешние входные потоки 11" поступают в аналитический центр и далее к субъекту управления, который обеспечивает адаптацию объекта управления к факторам внешней среды);

Реактивным (информационные потоки 1 "1", минуя субъект управления, непосредственно воздействуют на объект управления и соответственно на результаты его деятельности, что требует от субъекта управления оперативности принятия управленческих решений). I Логистический центр 0000 образует с объектом управления контур обратной связи abed, по которому циркулируют входные ab и выходные cd внутренние информационные потоки. Аналитическая обработка информации осуществляется в подконтуре bekl

Изучение информационных потоков ведется с использованием методов семиотики - в синтактическом, семантическом и прагматическом аспектах.

Синтактический аспект позволяет установить важнейшие параметры информационных потоков, вскрыть отношения между его элементами. Семантический аспект предусматривает изучение информационных потоков с точки зрения смысла, который несут отдельные сообщения, способствует определению направлений и периодичности данных потоков, их структуры, интенсивности, используемых при этом носителей информации, а также взаимосвязей с другими информационными потоками. Прагматический аспект предполагает изучение информации с точки зрения ее полезности для целей управления предприятием.

При изучении информационных потоков уделяется особое внимание вопросам дублирования информации звеньями логистической системы, их подразделениями, а также эффективности применения различных технических средств. Устанавливается коэффициент использования информации и степень ее соответствия целям и задачам управления предприятием.

Для изучения структуры информационных потоков выделяют единицу потока, в качестве которой используют различные единицы измерения: реквизиты, показатели и документы.

Понятно, что через один транзитный узел может проходить несколько маршрутов, например, через узел 5 (рис. 3) проходят как минимум все данные, направляемые узлом 4 каждому из остальных узлов, а также все данные, поступающие в узлы 3, 4 и 10. Транзитный узел должен уметь распознавать поступающие на него потоки данных, для того, чтобы обеспечить передачу каждого из них именно на тот свой интерфейс, который ведет к нужному узлу.

Информационным потоком , или потоком данных, называют непрерывную последовательность данных, объединенных набором общих признаков, выделяющих их из общего сетевого трафика.

Например, как поток можно определить все данные, поступающие от одного компьютера; объединяющим признаком в данном случае служит адрес источника. Эти же данные можно представить как совокупность нескольких подпотоков, каждый из которых в качестве дифференцирующего признака имеет адрес назначения. Наконец, каждый из этих подпотоков, в свою очередь, можно разделить на более мелкие подпотоки, порожденные разными сетевыми приложениями – электронной почтой, программой копирования файлов, веб-сервером. Данные, образующие поток, могут быть представлены в виде различных информационных единиц данных – пакетов, кадров или ячеек.

Очевидно, что при коммутации в качестве обязательного признака выступает адрес назначения данных. На основании этого признака весь поток входящих в транзитный узел данных разделяется на подпотоки, каждый из которых передается на интерфейс, соответствующий маршруту продвижения данных.

Адрес источника и адрес назначения определяют поток для пары соответствующих конечных узлов. Однако, часто бывает полезно представить этот поток в виде нескольких подпотоков, причем для каждого из них может быть проложен свой особый маршрут. Рассмотрим пример, когда на одной и той же паре конечных узлов выполняется несколько взаимодействующих по сети приложений, каждое из которых предъявляет к сети свои особые требования. В таком случае выбор маршрута должен осуществляться с учетом характера передаваемых данных, например, для файлового сервера важно, чтобы передаваемые им большие объемы данных направлялись по каналам, обладающим высокой пропускной способностью, а для программной системы управления, которая посылает в сеть короткие сообщения, требующие обязательной и немедленной обработки, при выборе маршрута наиболее важна надежность линии связи и минимльный уровень задержек на маршруте. Кроме того, даже для данных, предъявляющих к сети одинаковые требования, может прокладываться несколько маршрутов, чтобы за счет распараллеливания ускорить передачу данных.

Признаки потока могут иметь глобальное или локальное значение – в первом случае они однозначно определяют поток в пределах всей сети, а во втором – в пределах одного транзитного узла. Пара адресов конечных узлов для идентификации потока – это пример глобального признака. Примером признака, локально определяющего поток в пределах устройства, может служить номер (идентификатор) интерфейса данного устройства, на который поступили данные. Например, на рис. 3 узел 1 может быть настроен передавать все данные, поступившие с интерфейса А на интерфейс В, а данные, поступившие с интерфейса D на интерфейс С. Такое правило позволяет отделить поток данных узла 2 от потока данных узла 7 и направить их для транзитной передачи через разные узлы сети, в данном случае поток узла 2 – через узел 5, а поток узла 7 – через узел 8.


Метка потока – это особый тип признака. Она представляет собой некоторое число, которое несут все данные потока. Глобальная метка назначается данным потока и не меняет своего значения на всем протяжении его пути следования от узла источника до узла назначения, таким образом она уникально определяет поток в пределах сети. В некоторых технологиях используются локальные метки потока, динамически меняющие свое значение при передаче данных от одного узла к другому.

Таким образом, распознавание потоков во время коммутации происходит на основании признаков, в качестве которых, помимо обязательного адреса назначения данных, могут выступать и другие признаки, такие, например, как идентификаторы приложений.